基于空域容量的航班计划评估

2014-10-21孙建坤

科学与技术 2014年11期

摘要：目前，我国的空域流量不断增加，空域容量之间的矛盾越来越尖锐。但是我国航班计划安排的不合理，增大了航班的延误率，所以，我们要正确、科学地评估基于空域容量的航班计划。

关键词：空域容量；航班计划；评估方法

一、航班计划的定义

航班计划指的是航空营运人为了达到飞行活动的目的，提前制定的包含运行安排和有关飞机、空域、航路、航线、时刻、机场等内容的飞行活动方案，飞行管制部门对飞机进行调配都是依据航班计划，从而掌握飞机的动态，监督飞机的活动，保证飞机的安全。航班计划一般都是由组织飞行的单位制定的，然后按照规定的时间向飞行管制部门提出，经过批准后再实施。但是要改变航班计划的时候，还要经过该次飞行的机关的批准。

航班计划还包括定期航班飞行，包机、加班飞行、公务，调机等不定期的飞行。定期航班是按时间更新航班计划表的，每年分为夏秋季和冬春季两个航季[1]。冬春季为每年10月份最后一个周日至次年3月份最后一个周日之前的周六，夏秋季为每年3月份最后一个周日至当年10月份最后一个周日之前的周六。

航班计划的内容通常包括：机型、运营人、航班号、架数、尾流等级、机载设备、飞行规则种类、起飞时间、起飞机场、航路、落地机场、预计飞行总时间、巡航高度、备降机场以及相关补充信息。其中，落地机场和起飞机场和以及航路一旦确定就很难更改，所以预计飞行总时间的相对稳定性就会使得落地的时间完全取决于起飞的时间。

二、容量评估方法分析

空域的容量評估方法主要分为主观评估与客观评估两种方法。主观评估方法，主要通过积累一些经验数据，对空中交通管制员的工作量进行评估[2]。客观评估方法指的是建立数学仿真的模型，再根据这些模拟仿真的数据来研究空域容量的大小，得出的结果比较客观。

我们在此进行研究运用的是主观评估，首先，飞机的数量和空中交通管制员的工作负荷之间的关系是相对一致的，运用回归分析的方法，我们能够准确的计算出它们两者之间的关系，从而进一步把空域的容量值计算出来。因此，主观评估方法适用于这种航行环境。再者，对两种评估方法进行比较，客观评估建立仿真模型的依据是那些现有的、固定的甚至规划中的航路结构特点，评估出来的数据在特定的时间段内，是比较准确的。但是仿真系统的实际效果会受到很多因素的影响，比如军方活动的不稳定性、管制员自身能力的高低，从长远来看，最后的结果是不太可靠的。因此，比较适用的还是主观评估方法。

三、航班计划合理性判断

我国的民航航班的时刻表一般分为两季，春冬季和夏秋季，在同一季的时间范围内，航班计划的一个周期就是一周[3]。航班时刻的优化属于先期流量管理问题的范畴，它是在航班时刻颁布之前执行的，所以我们可以调整一些航班的起降时间。根据航班时刻能够看出一个机场的一个时间段内的航班数量，然后分析航班数量是否超过了该机场的容量值，进而我们可以调整某些航班的时刻计划，让那些超出机场容量值的飞机提前或延后起降，这样，我们就能够有效的利用现有的空域容量与机场容量。

航班计划的评估主要包括公平性评估、合理性评估、效率评估等。本文评估的是航班计划的合理性。在指定的时间范围内，如果航班计划所导致的航班流量小于这个时间段内的空域容量，那么这个航班计划就是合理的；如果航班计划所导致的航班流量大于这个时间段内的空域容量，那就判定这个时间段内的航班计划的安排是不合理的，需要优化。航班流量的增长速度很快，季节性的分配不够均匀，航班计划分配，一般情况下无法满足在所有的时间段内符合容量限制的要求，这就是符合实际的分配情况[4]。在航班计划优化的过程中，全天时间范围内，无论是不符合容量限制的时间段数量最小，还是符合空域容量限制的时间段数最大，就意味着超过容量数航班的总量是最小的。

航班在实际的运行中，空中交通管制部门会依据实际的航班流量做一些调整，通常主要有以下方案：

（1）增加一些经验丰富的管制员；

（2）增加扇区的数量；

（3）向空军申请一些能够用的新空域

（4）向空军申请启用临时的航线并依据空域特征的变化确定新的空域容量值。

四基于空域容量的航班计划评估

基于空域容量的航班计划评估能够促进流量管理员和空中交通管制员了解空域运行的具体情况，对某些地区空中交通流量进行统计和预测；分区域、按时段对流量分布与空域状态进行统计和预测，分析交通流量的变化趋势，保证航班计划的科学性与准确性[5]。基于空域容量的航班计划评估的流程如下：

第一步选择指定要评估的空域；

第二步设定需要评估的时间段；

第三步测算空域的空中交通管制员的工作负荷，进行分析和拟合，从而把该空域的空中交通管制员的工作负荷峰值计算出来；

第四步通过系统输入已有的容量数据，或者是根据空中交通管制员的工作负荷峰值计算出该空域的容量；

第五步分析固定时间段的飞行计划；