时间度量指导下的空中交通流量管理策略研究

唐珂

摘 要：我国民航事业的快速发展，导致空中交通拥挤的现象日益凸显。这种情况下，传统的空中交通管理已经不能满足我国民航业发展的需要。时间度量的空中交通流量管理是由美国联邦航空局提出的一种全新的空中流量管理方法。该文针对时间度量的空中交通流量管理策略进行了研究，对其运行的方法进行了系统的阐述，为我国民航事业的更好发展提出了新的思路。

关键词：空中交通流量管理 时间度量 新思路

中图分类号：V355 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0189-01

1 空中流量管理的概念

空中交通流量管理可以有助于空中交通有序及安全，并且可以加速空中交通流量，匹配空中交通机构公布的空中交通容量和极大程度上利用空中交通管制能力的服务。其任务主要对接近或者达到空中管制可用能力的空中流量进行控制和调整，以保证进入或者通过相应领域的空中交通处于最佳的状态，进而提高空域、机场的利用率。

关于空中交通流量管理的分类，不同地域存在着差异。欧控将流量管理分为战略流量管理、预战术流量管理、战术流量管理。而我国将流量管理分为先期流量管理、飞行前的流量管理和实时管理这三个阶段。先期流量管理是为了防止飞机等航空器过度集中于某一地区或者机场而出现的超负荷流量的现行的发生，而对全国和地区的航线结构、制定的航班表以及非定期航班的飞行时刻等在实施之日前的几个月至前几天进行的协调和调整。飞行前的流量管理是通过改变计划航路、地面停止、地面延误程序等方法，在飞机起飞前1～2 h之内改变起飞时刻和航线来避免空中交通堵塞。实时的流量管理则是在飞机飞行过程中通过改变飞机的飞行高度、飞行航路、飞行素等等来避免可能的空中拥塞。空中交通流量管理的主要方法主要有空中交通流量统计与预测、地面等待策略、终端区排序、改航策略、尾随间隔管理。

2 时间度量指导下的空中交通流量管理概念

时间度量指导下的交通流量管理是取代尾随间隔流量控制，充分的考虑航空器的性能、运行能力及自动化程度，可以确定的告知航空器通过关键节点的时间，更精细地进行交通流量控制，提高了整体效率。时间度量指导下的流量管理分为两类。一类是分流式管理，其在考虑到上游空域资源限制的情况下，获得区域交接点和交叉路口的流量的最优解，进行关键点的流量分配。相比于分流式流量管理，中心式流量管理是运用在扇区或者更大范围，在获得全局信息之后取得最优解，对全局进行流量分配，确定各进入点的流量分配。

3 时间度量指导下的空中交通流量管理策略研究

时间度量指导下的流量管理策略的基本设计思路是，在空域单元的交通流量受限或者超过其接受能力时，通过控制未来到达该空域单元的航空器的通过时间来实现高效运行的交通流。

基本手段是将通过该空域的时间轴进行时隙分配，按照全局效率最优的标准，将要通过的航空器天道时隙中，而且每架要通过的航空器要根据自身的机动性能进行时隙选择。基于时间度量的交通管理策略包括分流式交通流量管理策略和中心式交通流量管理策略。

3.1 时间度量指导下的分流式流量管理策略

时间度量指导下的分流式流量管理下，航空器的波动范围是由航空器的机动能力和目标节点间的距离决定。

根据经验飞行速度和航班计划可以计算出航空器到度量点的预计到达时间。航空器距离度量点越远对应的流量管理窗越大，可任意调整的速度范围也越大。当飞机距离度量点变近，则可以控制的速度范围减小，时间窗逐渐缩小。一个时间窗可能包括一个或者多个时隙，代表了在时间轴上可选的时隙范围，并在考虑最优的整体效率下，得出最有序列图。

3.2 时间度量指导下的中心式流量管理策略

目前管制员为确保终端区、扇区等区域内的航空器的数量不超过容量，控制进入扇区单元航空器的时间间隔，航班必须在规定的时间范围内严格按照制定的时间间隔通过将控制点进入到空域单元，来控制流量。分流式流量管理策略指定一致的时间间隔，中心是流量管理策略所不同的是其提供的流量管理较为精细，只要扇区区域内的航空器的数量没有超过容量限制，则同一个区域内可以容纳多架航空器。基于时间度量的中心式流量管理策略以全局最优为目标，在扇区边界设置边界点进行管理的模型。该策略模型以进入区域内的航空器的数量不超过流量限制为基本原则，以每个离散时间片的航班统计和预测为基础，得出边界上每个进入点在各个时段的进入率，进而对各个进入点的进入率进行排序和调整从而得到航班序列。在该模型中，扇区时通过人为规定的，航班通过扇区边界点进入扇区.

4 结语

随着我国民航事业的发展，空中交通流量的增长导致空中交通拥挤现象。传统的空中交通流量管理已经不能符合民航事业发展的需要。本文提出给予时间度量的空中交通流量管理策略，并将其分为分层式流量管理策略和中心式流量管理策略，并对两种策略的设计思路和运行方法进行了介绍。时间度量的流量管理策略需要发布每架航空器的过点时间序列，对管制员的协调时间能力和合理地配置运行机制提出了要求。管制员、航线、航空器自身性能、天气等因素都可能对策略的试试造成影响，如何在考虑这些复杂因素的情况下建立模型，还需要进一步探讨。

参考文献

[1] 宋柯.空中交通流量管理改航策略初步研究[D].南京航空航天大学，2002.

[2] 孙浩.空中交通尾随间隔管理策略研究[D].南京航空航天大学，2000.

[3] 何光勤.美国新一代航空运输系统及其对中国的借鉴意义[J].科技经济市场，2011（5）：71.endprint