基于网络覆盖模型的通用航空飞行服务站布局方法研究

董伟

摘 要：通用航空飞行服务站是专为通用航空飞行提供空中交通服务的保障机构，可为通用飞行提供飞行计划服务、气象服务等高效的空中交通服务。通航飞行服务站的合理布局在提高通用航空产业服务质量、促进我国通用航空发展方面起到至关重要的作用。文章分析通航飞行服务站建设的影响因素，建立通航飞行服务站网络覆盖模型，使用层次分析法对该模型下的布局进行总体评价，提出合理的飞行服务站布局方法。

关键词：通用航空；飞行服务站；网络覆盖模型；层次分析法

中图分类号：F562 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）11-0115-03

Abstract： The General Aviation Flying Service Station is a kind of air traffic service for general aviation flight， which can provide efficient air traffic services such as flight planning service， meteorological service and so on. The reasonable layout of navigation flying service station plays an important role in improving the service quality of general aviation industry and promoting the development of general aviation in China. This paper analyzes the influence factors of the construction of navigable Flying Service Station， establishes the network coverage model of the Navigation Flying Service Station， evaluates the layout under the model by using the Analytic hierarchy process， and puts forward a reasonable layout method of the Flying Service Station.

Keywords： general aviation； Flying Service Station； Network Coverage Model； hierarchical analysis process

通用航空是我國低空空域的主要使用者，通用航空飞行服务站（Flight Service Station）是在通用航空飞行活动中承担重要作用的飞行服务保障基本结构单元。随着我国低空空域的逐渐开放，各种通航“利好”政策的发布，使得我国通用航空处于快迅发展阶段。截止2017年6月，在册通用航空器数量为2776架，获得民航局经营许可证的通用航空企业有345家。根据民航局“十三五”规划，2020年将规划建成500个以上通用机场以及一批起降点，预计到2030年通用机场将建成2000个以上。飞行服务站是通用航空发展的基础，通用航空飞行服务站的布局，包括数量、位置、服务范围的设计，布局是否合理，都对我国通用航空产业的发展、能否实现低空空域的监视和空中交通服务无缝对接起着至关重要的作用。

1 飞行服务站布局的影响因素分析

我国的飞行服务站是随着我国通用航空的发展和低空空域管理改革的深入而提出的，主要为通用航空活动提供飞行计划服务、航空气象服务、航空情报服务、飞行情报服务、告警服务和其他相关服务的基础性公共服务设施，能为通航飞行提供高质量的飞行服务，同时也是现行空管保障体系的有效补充。我国通用航空活动规模小，FSS建设相对滞后。对比通用航空发达的美国，有180个FSS和58个自动FSS，而截止目前我国已有海南东方、深圳南投、沈阳法库、珠海4个FSS试点，全国范围内已建及在建的FSS仅有10个，加速我国FSS的建设才能满足我国日益增长的通用航空活动的需要。飞行服务站的布局是系统性工作，来自地方政府政策、自然地理条件、区域经济发展水平、民航行业特点等方面的因素都会影响飞行服务站布局的合理性。应依据现有的通用机场网络及未来通用机场建设规划，结合区域经济社会发展需求和民航区域管理体制，通过新增飞行服务站、既有机场、地面固定基地运营商等多方面的利用，合理布局飞行服务站，在地区以及全国范围内形成通用航空飞行服务站网络。飞行服务站的布局通常考虑以下三类因素：（1）全国通用航空飞行服务站系统规划：建立飞行服务总部-地区飞行服务中心-飞行服务站三级服务体系；全国范围内37个飞行管制区，根据飞行服务站的服务范围至少各建一个飞行服务站。（2）本地区通用航空活动特点：包括现有通用航空机场数量、分布，未来通用航空机场建设规划；通用航空作业种类；通用航空作业空域范围；空域管制情况等。（3）现有空中交通服务单位及设施情况：管制中心、地区情报中心、地区气象中心、通用航空运营基地。

2 飞行服务站布局模型的建立

2.1 飞行服务站网络覆盖模型

飞行服务站的布局问题具体可能涉及到，飞行服务站点的数目、潜在飞行服务站的空间布局、服务站是否有容量限制、服务站之间是否存在等级关系等等问题。飞行服务站的布局又可以叫选址的规划问题，可以用覆盖模型来描述其数学模型：（1）某一区域内通用机场、起降点的位置和业务种类已确定或可预知，飞行服务站的服务能力能满足通用机场的需求量。（2）忽略地租等因素的影响，认为建立飞行服务站的成本一致，模型中要求用最少的服务站服务最多的通用机场。（3）飞行服务站提供空中交通服务的服务半径相同。（4）一个位置对应一个飞行服务站。

飞行服务站的布局可转化为在M个需求点中选择N个建立飞行服务站，使其以最少的飞行服务站保证每个通用机场都得到完全的满足。可建立飞行服务站网络覆盖模型：

M为该区域通用机场需求点集合，M={1，2，3，...，m}；N为该区域内候选飞行服务站点集合，N={1，2，3，...，n}；Ci为该区域第j个候选飞行服务站点的服务能力；ci该区域第i个通用机场的服务需求量；A（j）为候选飞行服务站j所能覆盖的通用机场i的集合；B（i）为能覆盖的通用机场i的候选飞行服务站j的集合；yij为飞行服务站j为i通用机场提供空中交通服务的业务量百分比。

式（1）表示飞行服务站数量最少；式（2）表示每个通用机场的服务需求都能得到满足；式（3）表示对飞行服务站服务能力的限制；式（4）表示业务量总量平衡；式（5）表示业务量百分比的范围限制；式（6）表示在候选地点最多建设一个飞行服务站。

2.2 启发式算法对模型求解

对于此模型可采用启发式算法求解：

2.3 对飞行服务站布局方案的评价

我国通用机场的建设仍在发展之中，飞行服务站的布局不仅受现有通用机场的约束，同时也会影响计划建设中的通用机场。因此需要对该区域的飞行服务站布局方案的合理性进行总体评价。可根据区域内通航飞行活动的整体需求，对飞行服务站进行相应的调整。可利用层次分析法进行总体评价。

2.3.1 评价指标的确定

评价指标主要来源于飞行服务站布局的影响因素，建立如下評价指标体系：

2.3.2 评价指标权重的确定

本文使用熵权法，对各评价指标进行修正得出客观的权重。

公式如下：

n表示方案个数，m表示指标，fij表示第i个指标在第j个方案中所占的比重；ki表示第i个指标的熵值；bi表示第i个指标的熵权。

2.3.3 确定权重

层次分析法和熵权法可以分别得到主观权重和客观权重，两者可确定综合权重：

其中Wj为要求的综合权重，Bj为计算的客观权重，Cj为计算的主观权重。对飞行服务站进行评价后，应对评价结果较差的站点进行相应的调整。

3 结束语

通航飞行服务站的科学布局，对区域甚至全国通航飞行服务区域化、网络化，促进通用航空产业的发展有着重要的意义。本文使用网络覆盖模型及启发式算法，对通航飞行服务站布局问题进行建模及求解，提出飞行服务站布局方案。使用层次分析法对该模型下的布局进行总体评价，对原方案进行优化调整，使飞行服务站的布局能最大化的满足区域内通用航空活动的需求。如需更进一步科学准确地研究飞行服务站的布局问题，还需在此模型上考虑政治、成本地理等因素。

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