空中交通管理中空域规划的关键技术探究

唐天宇

摘 要： 伴随航天航空事业的快速发展，对空中交通管理水平提出更高的要求。从空中交通管理实际看，主要强调做好优化配置空域资源工作，确保满足空域多元化、灵活性发展要求。本次研究将从多种关键技术角度分析空域规划的实现策略，包括安全评估、特征提取与分析、飞行程序自动化、航路网优化以及监视保障技术等。

关键词： 空中交通管理；空域规划；关键技术

前言：空域资源能否满足空中交通管理需求，很大程度上取决于空域资源的合理规划。值得注意的是，空域规划中，涉及极多的要素内容，若未能保证这些要素的有效处理，便可能出现空中交通拥挤情况，空中交通安全性与畅通性均会受到影响。因此，本文对空中交通管理中空域规划关键技术的研究，具有十分重要的意义。

1空中交通管理空域规划评估

近年来，空域管理规划中，有较多技术不断引入，如缩小垂直间隔标准技术、自动监视技术、数据链通信技术等，这些技术在保证交通管理系统运行与发展方面均有积极作用。然而应注意目前飞行间隔标准减小，这样整个空域系统所受威胁增大，此时需考虑如何做空域运行安全评估工作，确保空域系统管理中有相关的资料作为参考，使交通管理空域规划水平进一步提升。从当前空域规划安全评估相关技术应用看，一般注重从NAS系统安全性改善层面着手，制定相关的系统安全手册、安全管理计划等，甚至可立足于实际做安全管理系统的设计，使之成为空中交通防范危险的工具。

2空域规划中特征提取与分析关键技术

空中交通管理活动中，如何做好空域资源的规划管理工作，很大程度取决于特征提取与分析工作。从该技术实施的要点看，主要表现在对空域基础数据收集后，借助数理统计方法，做特征量化模型、特征量预测模型的构建，根据模型分析空域结构设计的合理性以及运行中流量分配情况。从空域运行具体特征看，主要表现在空域结构技术性能、飞行航迹保持能力、空域服务质量。如其中空域结构技术，该特征表現在网络可达性、网络连接度、空域利用率方面；再如飞行航迹保持能力涉及整个飞行中飞行器出现垂向或侧向偏差的可能性；而空腹服务质量上，不仅有要素流量如航路点、飞行情报区、像终端区等，也涉及其他运行成本、潜在冲突系数与噪声系数等。当前空域规划中，已有相关的数据分析、报告系统，系统运行中能够指导如何做飞行程序的设计，判断空域流量、评估空域噪声，系统一般设置于终端管制中心或相关职能部门中，应用下取得的特征提取与分析效果明显[1]。

3终端区域飞行程序自动化技术

飞行程序设计是否合理直接影响整体运行安全性，而飞行程序设计中主要从终端区领域着手，明确飞机的各缓解，在此基础上设计飞行路线，通过绘制飞行程序的要素模块，用于程序设计评估参考，保证设计的合理性。而该过程中可考虑引入自动化技术，主要强调依托于自动化技术自动完成模块化绘制、飞行程序自动生成的目的。例如，在分析飞行程序要素中，如定位点、机场以及导航台等，利用自动化技术自动实现图形图素映射关系的构建，在此基础上做各要素模块绘制，最后完成参数配置。另外，飞行程序自动化设计中，也需考虑设计模板受障碍物影响，合理调整设计模板，保证飞机程序的有效设计。除此之外，有研究资料报道，目前国外在飞行程序设计中，直接设计相关的空域管理软件系统，系统集中计辅设计技术、地理信息技术等，且整个系统中将飞行程序设计标准明确，如飞行程序中的进离场程序，均被囊括其中，提高飞行程序设计的合理性。

4高空航路网优化相关技术

航路网优化设计主要为保证整个空域资源被合理运用，使整个机场高空主干航路网规划合理，也包括其他支线航路网、终端区过渡航路等 。在优化设计高空航路网中，需结合当前航路网运行特征，明确航路网规划设计目，通过对各网络节点的分析，做航路网层次划分模型的构建，根据该模型划分航路网络，整个航路网层次划分中，包括三个层次，如枢纽主干网络、区域干线航路网以及区域支线航路网等，同时在终端飞行、航路网之间的过渡航路也是优化设计的部分。为保证设计的合理性，注意在优化设计中从初始化设计、网络拓扑设计、避让设计等方面着手。通过该种设计方法，既保证航路网运行效率提升，航路网运行成本也因此降低。若设计过程中发现航路网络设计有多目标优化情况，可在网络规划技术运用在做建模与处理，达到网络设计多目标优化目的。

5空域运行监视保障相关技术

空域规划中，无论如何在前期做好特征分析、飞机程序设计以及航路网设计外，还需在监视评估能力上加强。从监视评估的内容看，主要集中在监视、导航与通信等层面，通过监视评估判断空域设计方案是否可行，保证飞机程序正常运行。从通信导航监视技术看，主要表现在对台站电波传递情况、影响因素进行监视分析，或直接进行观测误差模型、信号传播距离模型的构建，在此基础上分析地基范围内沿航迹容差、侧向容差以及台站信号作用空间等。以RNAV-Pro为例，应用下能够评估终端区飞行程序障碍物，且覆盖监视整个通信台站，及时将监视结果反馈回来，对保证飞行安全有积极作用。应注意的是，我国目前在可用空域资源上相比发达国家仍较少，这对于持续上升的飞行流量，将出现航空运输业阻碍问题，迫切要求在空域资源上进一步合理规划，规划过程中除引入上述关键技术外，我国需在空管科研力度上加大，强化自主研发，在空域规划实践中引入更多先进的理论与科研成果，以此推动航天航空事业发展[2]。

结论：空域规划是否合理直接影响空中交通管理水平。实际开展空域规划中，应注意引入相关的技术，所有技术内容均需围绕特征分析、设计、评估工作开展，进一步细化为安全评估、特征提取、飞行程序设计、航路网优化以及监视评估等，通过这些关键技术，对于提高空域规划的合理性有积极作用。

参考文献

[1]李正宇.现代空中交通管理中的空域规划关键技术[J].信息通信，2015，（06）：274.

[2]陈旭.现代空中交通管理中的空域规划关键技术探析[J].硅谷，2014，7（03）：1+5.