民航空中交通管理自動化系統(tǒng)研究

朱承杰

（中國民用航空華東地區(qū)空中交通管理局浙江分局，浙江 杭州 310016）

經(jīng)濟高速發(fā)展帶動科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，人們對生活質(zhì)量有更高追求，推動交通運輸業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展，特別是民航事業(yè)正加速前進中。但凡事皆有兩面性，民航事業(yè)蓬勃發(fā)展的同時也帶來一定的問題，包括飛機場不斷增多，飛機數(shù)量不斷加大，空域飛行路線幾乎滿負荷安排，大大增大空中飛行的危險系數(shù)，必須探索快速有效的方法解決這些問題，實現(xiàn)飛行航線與航程的科學(xué)合理規(guī)劃。基于此，民航空中交通管理自動化系統(tǒng)應(yīng)運而生，為有效提高交通管理水平，完善空中交通管理工作創(chuàng)造更大的空間。但當前這個系統(tǒng)尚不成熟，仍存在一些亟待解決的問題，需要深入研究分析，探索其在民航空中交通管理中的有效應(yīng)用策略。

1.當前民航空中交通管理自動化系統(tǒng)存在的問題

當前我國民航空中交通管理自動化系統(tǒng)的搭建主要運用計算機技術(shù)，依托電腦設(shè)備，人工操作與檢查輔助，通過雷達、導(dǎo)航與大數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動化系統(tǒng)實施。在進行空中航線的規(guī)劃布局時，很大程度上已不再局限于動用人力物力進行實地勘查，對于一些過往沒有接觸的領(lǐng)域和危險的地方只需要調(diào)用無人機進行掃描勘查即可。由此可見，科學(xué)技術(shù)的發(fā)達為民航空中交通管理創(chuàng)造更多可能性，但是在全面依靠自動化技術(shù)時就會出現(xiàn)安全因素考慮不夠周全的問題。具體如下：

1.1 自動化系統(tǒng)功能相對單一

當航線布局實現(xiàn)自動化后，空中交通管理部門就會存在過度依賴心理，對于一些人工勘查時會十分注意的細節(jié)問題就會被忽視，但實際上當前自動化系統(tǒng)的功能尚不夠完善，存在一定的局限性。例如航程風險評估問題，若只是簡單使用無人機勘查，很難全面分析到航線實際安全問題，包括途經(jīng)航線時是否會有不可抗力因素影響等等，而其中最難預(yù)測和控制的是鳥類問題，有些時候哪怕航線區(qū)域內(nèi)沒有勘查到鳥類飼養(yǎng)或群居跡象，都會突然出現(xiàn)大規(guī)模鳥類動物飛過事件，直接影響飛機安全飛行，嚴重者會導(dǎo)致飛機失事。這就需要結(jié)合鳥類實際問題進行深入分析，鳥類作為一種飛行類動物，不會長期停留在同一個區(qū)域，具有極大的不可控性，但也有一定的軌跡可循，這就需要將自動化系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)深度融合，通過對計劃航線附近鳥類動物的不同種類生活特性及飛行路徑的科學(xué)核算，再計劃航線途徑該區(qū)域的飛行高度，同時還需要一并考慮飛行高度是否會與其他航線重合，是否需要提前做好協(xié)商。所以，目前相對單一的自動化系統(tǒng)尚不能滿足航線布局需求。

1.2 自動化系統(tǒng)功能有待升級

民航部門作為使用空中領(lǐng)域的部門之一，進行空域的交通管理規(guī)劃中應(yīng)與其他飛行部門落實緊密溝通，清晰了解每個飛行空域是否會出現(xiàn)其他飛機及飛行活動，如私人飛機飛行出行、民用直升機作業(yè)勘查以及軍用飛機軍事訓(xùn)練等。近年來，隨著民航飛機的不斷增多，與不同類型的飛機碰撞事件頻發(fā)，飛行安全事故引發(fā)廣大人民群眾的關(guān)注，如何能夠保障飛機的飛行安全成為亟待解決的問題。一成不變的自動化系統(tǒng)功能是無法滿足日益復(fù)雜的空中領(lǐng)域使用需求，在民航空中交通管理自動化系統(tǒng)構(gòu)建后，其功能需要不斷地結(jié)合實際情況進行優(yōu)化升級，各航空飛行管理部門應(yīng)緊密溝通，將管轄內(nèi)航班飛行路線、飛行班次及飛行高度均錄入計算機系統(tǒng)中，充分發(fā)揮系統(tǒng)自動化的優(yōu)勢，合理調(diào)配整個空域的使用情況，確保自動化管理無盲區(qū)，為民航安全飛行提供有力保障。

2.當前民航空中交通管理自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)研究

當前不同航空公司構(gòu)建的空中交通管理自動化系統(tǒng)會存在一定的區(qū)別，但整體來說是大同小異的，主要有幾個子系統(tǒng)組成，如下表：

總系統(tǒng) 子系統(tǒng)民航空中交通管理自動化系統(tǒng)航班信息處理子系統(tǒng)塔臺運行管理子系統(tǒng)管制電子值班子系統(tǒng)信息交換子系統(tǒng)機場放行排序子系統(tǒng)

2.1 航班信息處理子系統(tǒng)

空中交通管理自動化系統(tǒng)中航班信息處理子系統(tǒng)是核心組成部分，涵蓋了換季航班管理、二次代碼管理、次日飛行計劃管理等等功能模塊，每個模塊都承擔著航班信息處理的職責，保障自動化系統(tǒng)發(fā)揮其作用。例如，在換季航班管理這一模塊中，肩負著及時下發(fā)換季航班數(shù)據(jù)的重要作用，通過系統(tǒng)模塊能夠直接對下個季度航班數(shù)據(jù)開展離線處理工作，包括解析、添加、查詢、刪除等，用戶處理完成后直接將預(yù)選設(shè)計的計劃模板導(dǎo)入系統(tǒng)中就能形成新的一個季度飛行計劃表，并實現(xiàn)自動化管理。在搭建龐大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)后，航空公司就可以對飛行計劃數(shù)據(jù)進行合理保存，起碼保存三個月以上的數(shù)據(jù)資料，給予次日飛行計劃管理模塊更多的參考依據(jù)，直接根據(jù)過往重復(fù)多次的飛行計劃和時刻表信息，直接自動生成次日飛行計劃，然后再人工復(fù)核一遍即可。不僅如此，自動化系統(tǒng)還應(yīng)融合接收來自不同版塊的通知與電報，譬如SITA報，通過計算機技術(shù)自動分析加上人工核驗，及時修改次日飛行計劃管理模塊相應(yīng)內(nèi)容，再自動生成飛行計劃，使得次日飛行計劃更貼合飛行實際，避免安全事故的發(fā)生。再如進程單管理模塊，按照國家對于民航飛行進程單印制相關(guān)要求以及用戶的需要，直接在系統(tǒng)設(shè)置好飛行進程單的固定格式并提供直接打印功能，提高用戶使用體驗感。

2.2 塔臺運行管理子系統(tǒng)

民航空中交通管理自動化系統(tǒng)中的塔臺運行管理子系統(tǒng)的核心功能是進行航班飛行計劃整個生產(chǎn)周期中涉及的所有與管制環(huán)節(jié)相關(guān)的業(yè)務(wù)信息化處理以及統(tǒng)計分析處理各類型的數(shù)據(jù)信息，包括運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析以及離崗放行管理等。首先，需要依托運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊，全面完整記錄航班計劃中不同事件發(fā)生的過程，再根據(jù)不同工作崗位有針對性設(shè)定權(quán)限，能夠按需查詢到計劃內(nèi)各版塊元素的分析結(jié)果，甚至配置打印導(dǎo)出功能，讓工作人員更加便捷查詢使用。其次，離崗放行管理模塊結(jié)合離崗航班放行這一核心功能，再加上滑行路線的設(shè)計設(shè)定輔助功能，使得系統(tǒng)能夠根據(jù)當天的航班飛行計劃提前做好時間與滑行路線的規(guī)劃，形成一整套完整可執(zhí)行的航班計劃并反饋給相關(guān)管制崗位終端上，再與其中的FIPS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互工作，從而獲取整個航班計劃中所有的飛行元素，使得放行崗能夠直接接收到航空器發(fā)送出來的索取放行許可信息，管制部門相關(guān)的崗位能夠及時通過系統(tǒng)查詢到相關(guān)信息，包括航班動態(tài)等，結(jié)合當前相關(guān)限制和航線上飛行流的實際情況再進行航班SLOTTIME分配。這其中就涉及航路流量管理，以計算機制為依托，讓放行崗位能夠快速便捷進行航班的航路流量人工干預(yù)工作，大大增加整個自動化系統(tǒng)的實用性和靈活性。

2.3 管制電子值班子系統(tǒng)

民航空中交通管理自動化系統(tǒng)的運行還需要充分收集給中給楊與航班相關(guān)的資訊信息與流量數(shù)據(jù)，這就需要管制電子值班子系統(tǒng)，形成數(shù)據(jù)接口接受最新的航班計劃等數(shù)據(jù)信息，再針對其中的核心數(shù)據(jù)進行處理和傳輸，提高空中管制工作的便捷性。所以一般而言，管制電子值班系統(tǒng)主要包括兩個組成部分：大量數(shù)據(jù)接口和信息傳輸模塊，借助TCP/IP技術(shù)，實現(xiàn)自動化管理中的大量數(shù)據(jù)信息識別最大程度簡化，能夠直接對整個系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進行及時收集、存儲、處理和計算，最終生成整個系統(tǒng)用戶所需的科學(xué)可靠數(shù)據(jù)信息，為整個航空管制工作提供重要決策依據(jù)資料。

2.4 信息交換子系統(tǒng)

信息交換子系統(tǒng)是自動化系統(tǒng)中為空管運行單位和機場主場單位搭建信息溝通交換的平臺，能夠在平臺上實時交換共享航班計劃信息和動態(tài)，并且在這個過程中根據(jù)航班實際情況進行動態(tài)預(yù)測。在航班計劃信息共享模板上，指的是將次日飛行計劃處理信息及時同步共享給機場主場單位、航空公司及空管部門，包括有進港航班的進區(qū)域、停機位、極高、撤輪檔等等，保證三個部門對于飛行計劃安排的一致性。而對航班的動態(tài)預(yù)測模塊上，則需要空管部門對流量管理信息加上機場發(fā)送的各類數(shù)據(jù)信息進行及時的收集與整合，才能科學(xué)合理地對航班運行過程中幾個關(guān)鍵時間節(jié)點進行預(yù)測，包括起飛時間、到場時間等。當發(fā)現(xiàn)飛機航行過程中實時顯示的數(shù)據(jù)信息與預(yù)先公布的信息不符時，要及時排查原因并通知管理部門及旅客。

2.5 機場放行排序子系統(tǒng)

機場放行排序子系統(tǒng)在自動化系統(tǒng)中發(fā)揮著整合信息并合理編排放行順序的重要功能，具體來說就是結(jié)合系統(tǒng)中已經(jīng)收集歸整的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，按照當前三個部門，即機場主場單位、航空公司及空管部門的實際情況，科學(xué)合理地編排機場中待離港的每個航班具體離港時間，并及時地發(fā)布放行順序結(jié)果，保證三個部門能夠動態(tài)了解每個航班運行情況，確保每個航班能夠各就各位、有序離港。與此同時，通過這些數(shù)據(jù)信息的有效整合，能夠快速響應(yīng)不同的突發(fā)事件，及時為有需要的航班緊急規(guī)劃航線，最大限度降低由于惡劣天氣等問題對航班飛行的影響，提高飛機飛行的安全性與可靠性，為旅客帶來更好的出行體驗。不僅如此，當機場放行排序子系統(tǒng)與塔臺電子進程單系統(tǒng)有機結(jié)合起來后，再搭建無紙化的工作平臺，能夠為空中管制工作人員提供更高效直觀的數(shù)據(jù)信息，大大減輕人員的工作量和工作壓力。

3.結(jié)語

綜上所述，當前民航事業(yè)正迎來高速發(fā)展時期，應(yīng)探索研究與新時代同步發(fā)展之路，結(jié)合自身發(fā)展實際應(yīng)用空中管制自動化系統(tǒng)，推動民航事業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展，為國家綜合國力提升奠定堅實基礎(chǔ)。