优化空中交通管制容量评价指标的思考

贺清

摘要：优化空中交通管制容量评价指标，对于空中交通管理工作来讲，有着极为重要的应用价值。根据现有的管制经验，影响空中交通容量的因素主要涵盖空域特点、航路结构、导航精度、管制手段與设备等等，而根据各类因素所得出的容量，则代表了某空域在单位时间内所能容纳的飞行器上限。在本文中，笔者将会从多个角度具体分析优化容量评价指标的机制，希望借此可对从业人员起到良好的借鉴意义。

关键词：空中交通管制;交通管制容量;通行能力

引言：

在我国民航相关规范与管理文件中，对空中交通管制容量有着较为清晰的说明与指导，而具体优化控制交通管制容量评价指标，需要行业研究者针对不同评价指标所表现出来的实际应用状况来进行综合考量。指定空域或机场的通行能力，在很大程度上决定了一个地区空中交通体系的完善指数，而通行能力的评价标准，更是决定了通行能力是否真正反应了客观现实。

1、当下空域通行能力的具体定义与存在的局限性

空中交通通行能力是空中交通服务水平的直观体现，通常情况下，空域通行能力由单位之间内可进入对应空域的航空器数量来决定，为了方便计量，当前，行业内部通常将这一单位时间设置为60分钟或15分钟。而对应的空域划分，也通常采用扇区来表示。

不同的空域，其使用目的存在很大的差别，同时，使用方向的不同，也决定了通行能力划分的不同标准。行业内部通常将一个空域的通行能力分为静态与动态两种模式。静态通行能力是指根据空域实际条件用来安排的航班时刻表等整体阶段，在静态通行能力判定过程中，需要将空域的整体结构与对应的机场运行模式纳入考量范围。动态通行能力主要是指对应的空域在当天或前一天的实际通过能力，其核心影响因素为天气，其中也包含了其他可能出现的意外性因素。

2、在空域扇区规划流程中通行能力值的变化

设立一个扇区模型，模型中存在两条不相关的航线，而在扇区区域内航线的长度为180公里，标准通过时间为12min，并且，两条航线压力相同，一小时通过飞行器数量均为60架。

为了减小空域压力，将扇区分为两个不同的部分，分别设置两种不同的方案，两种方案对于两条航线的处理也各不相同。第一个方案根据航线的不同来规划不同的扇区，而第二个方案则是在将两条航线从中间位置切开。理论上这两个方案的通过能力应该是相同的，但是，实际测试数据表明，方案二的通过能力整整超出方案一的一倍。

在实际测试中可以看到，方案一种航空器的通过时间没有任何变化，而方案二则是变为原来的二分之一，由此可以设立的假想，即空域扇区的通过时间可能也是影响扇区通行能力的一项标准。

3、FAA与ICAO对于空域扇区容量的具体评价指标

3.1、FAA

在北美，为了实行有效的交通管制，将监视告警参数MAP作为系统的整体控制参数，而MAP受到很多因素的影响，整体表现为一个动态数值。

FAA为了减少空中管制过程的压力，为行业管制人员提供了扇区通过时间与MAP之间的基础对照表，但是，这一对照内容只能在单扇区空域内使用，无法应用于合并类场景。

FAA对于MAP实行的算法主要涵盖以下几点：

（1）根据相关数据统计出一个管制员处理一架航空器所需要消耗的时间为36秒

（2）在进行统计是，会从周一到周五，任意选取飞行密集时段的15分钟作为平均通过时间;

（3）根据以上两点，得出MAP的实际基准值为（平均扇区分型时间*60）/36;

（4）在实际的统计过程中，当飞行器在扇区内的驻留小于3分钟，容量均为5，如果大于11分钟，也不会有所增加。

对于MAP，研究人员的看法各不相同。有些人将MAP看作是基础值，也就是在15min内可有效处理的量，而有些人将MAP看作是瞬时最大数值。根据以上的模型设立结果可以看到，将MAP看作是瞬时最大数值更具有实际意义。

3.2、ICAO

ICAO在对扇区运行的指标设立时，实施了两个测量方向。

3.2.1、测量方向1

（1）将流量需求设置为每小时需要进入指定空域的航空器数量;

（2）在不加大空管人员压力的情况下，每小时可进入空域最大航空器数量为总处理能力;

（3）空域扇区的设立，需要在具备代表性意义的繁忙时段。

3.2.2、测量方向2

（1）将某一特定时刻，出现在同一扇区空域内的航空器数量设置为PIAC，也就飞机数量的峰值

（2）空域内存在飞行器的瞬时峰值的设定，需要不能让航空系统过载，并且将其定义为PIAC容量。

测量方向1中与对应的单位时间内通过能力基本相同，而测量方向2，则表现为实时流量，如果PIAC变得非常大，那么就需要对空域扇区进行更为细致的划分，最大限度削减每一个扇区的PIAC值，确保其工作中正常。

4、通行能力值与扇区瞬时流量之间的关系

FAA与ICAO对于扇区容量指标有着很大的差别，而这一差别主要体现在扇区的通过能力值与飞行时间方面。如果是航班较为均匀，FAA与ICAO对应的扇区空域内瞬时流量没有太大的区别，管制人员的工作量也没有太大的差异。

在我国相关民航规范中，对于扇区容量有着较为科学的评估，管制扇区与管制细微的确定，需要根据区域内的环境、设备性能以及人员技术、扇区大小等因素来决定。而具体的扇区容量，就可以理解为可同时提供雷达服务的最大数量。根据这一原理，可以将可同时提供雷达服务的航空器数量理解为瞬时流量。

瞬时流量与通过能力的关系，可以通过公式来判定，即瞬时流量=扇区小时通行能力值×（60/平均扇形飞行时间）

在公式中，瞬时流量可以理解为扇区最有瞬时容量，考虑到人员工作压力，需要小于可同时提供服务航空器的最大数量，考虑到实际运行中航空器不可能均匀进入扇区，同时，根据以上的分析，最优扇区瞬时流量值在综合考量FAA与ICAO标准的前提下，可以采用MAP基准值，并波动范围设置为3。

5、雷达管制条件下，扇区容量评价指标的相关优化建议

空中管制人员可以直观感受到扇区瞬时流量的变化情况，而瞬时流量更是决定着管制人员的工作压力。对于扇区内部的飞行器的通过时间与数量，则是单纯考虑到空域的整体容量。

综合各方面因素可以看到，在原有扇区容量指标的基础上，将扇区最优瞬时流量与扇区平均飞行时间纳入总体的考量指标，让这三项指标可以更为客观的反映出扇区的真实容量，进而不断优化空中交通管制容量评价指标。

结束语：

综上所述，优化控制交通管制容量评价指标，需要在通行能力这一指标的基础上，综合考虑扇区最优瞬时流量与扇区内飞行器的平均通过时间。

参考文献：

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[4] 黄斌. 空中交通流量管理中容量评估系统设计与实现[D].电子科技大学，2013.

（作者单位：民航重庆空管分局）