终端区交通流量管理和研究

夏毅

摘要：我国民用航空业规模随着改革开放的脚步的扩大，近些年的民用航空快速发展，民用航班起降架次每年增长率大约在百分之十几。此外，中国的民用航班主要集中在一些经济发达地区机场和相关空中交通管制地带，像是在华东地区、华北地区、和中南地区。现在，这些地区相关机场日均起降民航航班数量都接近机场的饱和航班运行数量，造成这些机场和地区严重的空中交通排队，航班大量的盘旋等待，现场放行推迟。航班流量的过多带来管理成本的增加，影响飞行安全，所以合理有序的管理空中流量跟航班安全息息相关。我们运用了许多算法，比如先进先得等排序算法，在相关机场终端区运用数学模型的算法，提供增加机场容量和空中流量的方法和措施。

关键词：终端区 流量管理 容量

引言：空中交通管制是由空中交通服务和空中交通流量管理组成。民用航空飞机在空中飞行，由于航班数量的增加，需要对航班之间协调管理，也就是空中交通的流量管理。空中交通流量管理能启到优化空中交通管制服务。ATFM是指为了实现空中交通流量的合理排序，配合保障空域流量与其容纳航班能力相对应，更多挖掘空域容纳航班数量的容纳能力，从而使得空中航班，快速，有序合理流动，增加空中航路利用效率。

一、空中交通流量管理现状及发展

经过几十年的建设，我国民用航空空中交通流量管理有了很大的发展，有了标准的统一管理模式，比如上海的流量协同放行系统，科学合理的控制流量完全满足现在我国民航事业的发展所需的协调放行要求，民航航班正常运行的有了基本的保障，但另一方面管理体系问题和技术标准与西方民航大国比较起来，还有许多的有待提升的空間，新技术的应用方面还需更多改变，以适应民航快速发展的新的要求。西方国家的民航空中交通管制的现状，通常是由国家的首都流量管理中心统一管理全国空中民用航班流量，统一进行协调和放行，一对一的航班给予特定发行时间，这其中包括了民用航空航路节点，飞行雷达终端区，还有机场地面放行系统。保证了航空空域得到优化，减少地面航班的延误情况和空中航班的盘旋等待问题，使得经济效益最大化。

二、流量管理基本特征

民航空空中交通流量管制室为了使空域最大的使用，充分的利用空域和民用航路资源，使得民用航空飞行器在同一时间和空域得到优化调配，满足民用航空用户的需求和空域的容量相配和，以求供求相平衡，达到最优化的空域利用，并且能让民航使用用户的经济效益最大化，符合公平公开的原则。民用航空空中交通流量管理通常需要根据以下影响因素来统一管理空中交通流量，通常应包括空域的可用情况和组成的结构，民用航空空域可利用资源，包括了航空航路，航路之间的交叉口，机场分布，飞行气象数据，航空情报信息，飞行计划的预先预判，统一考虑以上因素，做出相应的最优化空中交通流量管理决策。流量管理数学模型当中的时间和空间分两类介绍。1.将民用航空空中交通流量管理按时间的先后顺序可以分为先期，前期，实施三个阶段：（1）民用航空航班飞行前期空中交通流量管理，（2）民用航空航班飞行前空中交通流量管理（3）民用航空航班具体实施时空中交通流量管理交或动态空中交通流量管理，调整飞机的飞行方向，角度，速度，高度来满足空中流量有序的控制和管理，这是管制员实时发布相应管制口令，达到控制流量的方法，2从民用航空空中交通流量管理的空间上划分，从空间上可以按照飞机所在的位置，机场区域，包括终端区以及航路区域部分。空中交通流量管理主要有以下几种方法：（1）民用飞机在机场地面延迟起飞等待的方法：（2）转化为其他地点的策略：（3）在民用飞机即将进入交叉点和区域的适当时间调整飞机飞行的速度和方向：（4）维持飞机有利的飞行高度和航线延伸，让民用航空航空空中延误，减少延误：（5）调整民用航空航路，航线交汇点的飞机循环进入率;（6）民航飞行路径计算：因为空间航路存在许多影响因素，并且这些因素需要提前预判;（7）民用航空机场终端区的最佳分类方法：最佳的分类方法是合理的区域不同，数学模型的时间差，科学有序的安排飞机，减少不必要的延误损失。民用航空空中交通流量管理是是依据理论基础作为交通流量决方案，主要理论基础是由运行规划理论，数学模型大系统理论，数学当中的概率的相关理论。ATFM的工作过程可划分为五个阶段：（1）预测系统容量容纳能力和民航用户的需求量：（2）计算未来可能会发生拥堵区域和航路交汇点;（3）解决可能的拥堵情况按照数学模型提出解决方案;（4）延误损失最小的模型方案;（5）使用最好的方案，缓解交通流量拥堵。

三、终端区流量管策略理

交通流量管理的原则是提前对进出终端区域民用航空飞机排序在我们处理没有航空终端区交通流量管理的方法中一个较重要的一个方法，民用航空航班正常率在民航现阶段是一个比较热门的话题，而我们的方法就是为了减少航班延误提高航班正常率科学有序的安排航班排序，避免民用航班相互影响造成延误，提高航班正常率，合理的安排航班起飞和降落次序。数学模型算法，有相关排序算法如下：（1）先来先服务相关算法（2）定位偏移算法（3）改进先到先服务算法（4）时间推进（时间）算法，优化前后保障架次对比，采用以上优化方案优化后，终端区的容量比优化前增加6.9%。随着终端区运行效率提升的同时，3类负荷状态出现时间有所提高，但其并非连续出现，对管制员工作压力增加有限，仍在合理范围之内。

结束语：机场终端区空中交通流量是整个流量控制中的一个重要节点，为了减少航班延误，提高航班正常率，也是空中交通前期流量管理的重要组成部分。终端区民航空中交通流量影响因素跟航路航线的容量及机场有关，因此，航路航线的利用率和空域资源，科学高效提高终端区交通流量，增加空中交通流量，提高航班正常率。