賀清

摘要：優(yōu)化空中交通管制容量評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)于空中交通管理工作來(lái)講，有著極為重要的應(yīng)用價(jià)值。根據(jù)現(xiàn)有的管制經(jīng)驗(yàn)，影響空中交通容量的因素主要涵蓋空域特點(diǎn)、航路結(jié)構(gòu)、導(dǎo)航精度、管制手段與設(shè)備等等，而根據(jù)各類(lèi)因素所得出的容量，則代表了某空域在單位時(shí)間內(nèi)所能容納的飛行器上限。在本文中，筆者將會(huì)從多個(gè)角度具體分析優(yōu)化容量評(píng)價(jià)指標(biāo)的機(jī)制，希望借此可對(duì)從業(yè)人員起到良好的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：空中交通管制;交通管制容量;通行能力

引言：

在我國(guó)民航相關(guān)規(guī)范與管理文件中，對(duì)空中交通管制容量有著較為清晰的說(shuō)明與指導(dǎo)，而具體優(yōu)化控制交通管制容量評(píng)價(jià)指標(biāo)，需要行業(yè)研究者針對(duì)不同評(píng)價(jià)指標(biāo)所表現(xiàn)出來(lái)的實(shí)際應(yīng)用狀況來(lái)進(jìn)行綜合考量。指定空域或機(jī)場(chǎng)的通行能力，在很大程度上決定了一個(gè)地區(qū)空中交通體系的完善指數(shù)，而通行能力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，更是決定了通行能力是否真正反應(yīng)了客觀現(xiàn)實(shí)。

1、當(dāng)下空域通行能力的具體定義與存在的局限性

空中交通通行能力是空中交通服務(wù)水平的直觀體現(xiàn)，通常情況下，空域通行能力由單位之間內(nèi)可進(jìn)入對(duì)應(yīng)空域的航空器數(shù)量來(lái)決定，為了方便計(jì)量，當(dāng)前，行業(yè)內(nèi)部通常將這一單位時(shí)間設(shè)置為60分鐘或15分鐘。而對(duì)應(yīng)的空域劃分，也通常采用扇區(qū)來(lái)表示。

不同的空域，其使用目的存在很大的差別，同時(shí)，使用方向的不同，也決定了通行能力劃分的不同標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)內(nèi)部通常將一個(gè)空域的通行能力分為靜態(tài)與動(dòng)態(tài)兩種模式。靜態(tài)通行能力是指根據(jù)空域?qū)嶋H條件用來(lái)安排的航班時(shí)刻表等整體階段，在靜態(tài)通行能力判定過(guò)程中，需要將空域的整體結(jié)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的機(jī)場(chǎng)運(yùn)行模式納入考量范圍。動(dòng)態(tài)通行能力主要是指對(duì)應(yīng)的空域在當(dāng)天或前一天的實(shí)際通過(guò)能力，其核心影響因素為天氣，其中也包含了其他可能出現(xiàn)的意外性因素。

2、在空域扇區(qū)規(guī)劃流程中通行能力值的變化

設(shè)立一個(gè)扇區(qū)模型，模型中存在兩條不相關(guān)的航線(xiàn)，而在扇區(qū)區(qū)域內(nèi)航線(xiàn)的長(zhǎng)度為180公里，標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)時(shí)間為12min，并且，兩條航線(xiàn)壓力相同，一小時(shí)通過(guò)飛行器數(shù)量均為60架。

為了減小空域壓力，將扇區(qū)分為兩個(gè)不同的部分，分別設(shè)置兩種不同的方案，兩種方案對(duì)于兩條航線(xiàn)的處理也各不相同。第一個(gè)方案根據(jù)航線(xiàn)的不同來(lái)規(guī)劃不同的扇區(qū)，而第二個(gè)方案則是在將兩條航線(xiàn)從中間位置切開(kāi)。理論上這兩個(gè)方案的通過(guò)能力應(yīng)該是相同的，但是，實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)表明，方案二的通過(guò)能力整整超出方案一的一倍。

在實(shí)際測(cè)試中可以看到，方案一種航空器的通過(guò)時(shí)間沒(méi)有任何變化，而方案二則是變?yōu)樵瓉?lái)的二分之一，由此可以設(shè)立的假想，即空域扇區(qū)的通過(guò)時(shí)間可能也是影響扇區(qū)通行能力的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

3、FAA與ICAO對(duì)于空域扇區(qū)容量的具體評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.1、FAA

在北美，為了實(shí)行有效的交通管制，將監(jiān)視告警參數(shù)MAP作為系統(tǒng)的整體控制參數(shù)，而MAP受到很多因素的影響，整體表現(xiàn)為一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)值。

FAA為了減少空中管制過(guò)程的壓力，為行業(yè)管制人員提供了扇區(qū)通過(guò)時(shí)間與MAP之間的基礎(chǔ)對(duì)照表，但是，這一對(duì)照內(nèi)容只能在單扇區(qū)空域內(nèi)使用，無(wú)法應(yīng)用于合并類(lèi)場(chǎng)景。

FAA對(duì)于MAP實(shí)行的算法主要涵蓋以下幾點(diǎn)：

（1）根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出一個(gè)管制員處理一架航空器所需要消耗的時(shí)間為36秒

（2）在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)是，會(huì)從周一到周五，任意選取飛行密集時(shí)段的15分鐘作為平均通過(guò)時(shí)間;

（3）根據(jù)以上兩點(diǎn)，得出MAP的實(shí)際基準(zhǔn)值為（平均扇區(qū)分型時(shí)間*60）/36;

（4）在實(shí)際的統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)飛行器在扇區(qū)內(nèi)的駐留小于3分鐘，容量均為5，如果大于11分鐘，也不會(huì)有所增加。

對(duì)于MAP，研究人員的看法各不相同。有些人將MAP看作是基礎(chǔ)值，也就是在15min內(nèi)可有效處理的量，而有些人將MAP看作是瞬時(shí)最大數(shù)值。根據(jù)以上的模型設(shè)立結(jié)果可以看到，將MAP看作是瞬時(shí)最大數(shù)值更具有實(shí)際意義。

3.2、ICAO

ICAO在對(duì)扇區(qū)運(yùn)行的指標(biāo)設(shè)立時(shí)，實(shí)施了兩個(gè)測(cè)量方向。

3.2.1、測(cè)量方向1

（1）將流量需求設(shè)置為每小時(shí)需要進(jìn)入指定空域的航空器數(shù)量;

（2）在不加大空管人員壓力的情況下，每小時(shí)可進(jìn)入空域最大航空器數(shù)量為總處理能力;

（3）空域扇區(qū)的設(shè)立，需要在具備代表性意義的繁忙時(shí)段。

3.2.2、測(cè)量方向2

（1）將某一特定時(shí)刻，出現(xiàn)在同一扇區(qū)空域內(nèi)的航空器數(shù)量設(shè)置為PIAC，也就飛機(jī)數(shù)量的峰值

（2）空域內(nèi)存在飛行器的瞬時(shí)峰值的設(shè)定，需要不能讓航空系統(tǒng)過(guò)載，并且將其定義為PIAC容量。

測(cè)量方向1中與對(duì)應(yīng)的單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)能力基本相同，而測(cè)量方向2，則表現(xiàn)為實(shí)時(shí)流量，如果PIAC變得非常大，那么就需要對(duì)空域扇區(qū)進(jìn)行更為細(xì)致的劃分，最大限度削減每一個(gè)扇區(qū)的PIAC值，確保其工作中正常。

4、通行能力值與扇區(qū)瞬時(shí)流量之間的關(guān)系

FAA與ICAO對(duì)于扇區(qū)容量指標(biāo)有著很大的差別，而這一差別主要體現(xiàn)在扇區(qū)的通過(guò)能力值與飛行時(shí)間方面。如果是航班較為均勻，F(xiàn)AA與ICAO對(duì)應(yīng)的扇區(qū)空域內(nèi)瞬時(shí)流量沒(méi)有太大的區(qū)別，管制人員的工作量也沒(méi)有太大的差異。

在我國(guó)相關(guān)民航規(guī)范中，對(duì)于扇區(qū)容量有著較為科學(xué)的評(píng)估，管制扇區(qū)與管制細(xì)微的確定，需要根據(jù)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境、設(shè)備性能以及人員技術(shù)、扇區(qū)大小等因素來(lái)決定。而具體的扇區(qū)容量，就可以理解為可同時(shí)提供雷達(dá)服務(wù)的最大數(shù)量。根據(jù)這一原理，可以將可同時(shí)提供雷達(dá)服務(wù)的航空器數(shù)量理解為瞬時(shí)流量。

瞬時(shí)流量與通過(guò)能力的關(guān)系，可以通過(guò)公式來(lái)判定，即瞬時(shí)流量=扇區(qū)小時(shí)通行能力值×（60/平均扇形飛行時(shí)間）

在公式中，瞬時(shí)流量可以理解為扇區(qū)最有瞬時(shí)容量，考慮到人員工作壓力，需要小于可同時(shí)提供服務(wù)航空器的最大數(shù)量，考慮到實(shí)際運(yùn)行中航空器不可能均勻進(jìn)入扇區(qū)，同時(shí)，根據(jù)以上的分析，最優(yōu)扇區(qū)瞬時(shí)流量值在綜合考量FAA與ICAO標(biāo)準(zhǔn)的前提下，可以采用MAP基準(zhǔn)值，并波動(dòng)范圍設(shè)置為3。

5、雷達(dá)管制條件下，扇區(qū)容量評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)優(yōu)化建議

空中管制人員可以直觀感受到扇區(qū)瞬時(shí)流量的變化情況，而瞬時(shí)流量更是決定著管制人員的工作壓力。對(duì)于扇區(qū)內(nèi)部的飛行器的通過(guò)時(shí)間與數(shù)量，則是單純考慮到空域的整體容量。

綜合各方面因素可以看到，在原有扇區(qū)容量指標(biāo)的基礎(chǔ)上，將扇區(qū)最優(yōu)瞬時(shí)流量與扇區(qū)平均飛行時(shí)間納入總體的考量指標(biāo)，讓這三項(xiàng)指標(biāo)可以更為客觀的反映出扇區(qū)的真實(shí)容量，進(jìn)而不斷優(yōu)化空中交通管制容量評(píng)價(jià)指標(biāo)。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，優(yōu)化控制交通管制容量評(píng)價(jià)指標(biāo)，需要在通行能力這一指標(biāo)的基礎(chǔ)上，綜合考慮扇區(qū)最優(yōu)瞬時(shí)流量與扇區(qū)內(nèi)飛行器的平均通過(guò)時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

[1]?趙海，杭旭.優(yōu)化空中交通管制容量評(píng)價(jià)指標(biāo)的思考[J].空運(yùn)商務(wù)，2019（01）：62-64.

[2]?廖洋.空中交通容量的流量控制和評(píng)估研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014，11（20）：29.

[3]?張建平，劉丹，程延松，胡明華.基于空中交通管制運(yùn)行品質(zhì)的扇區(qū)容量評(píng)估[J].航空計(jì)算技術(shù)，2014，44（03）：1-3.

[4]?黃斌. 空中交通流量管理中容量評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2013.

（作者單位：民航重慶空管分局）