浅谈尾随间隔策略

朱雅峰

摘 要：随着我国民航运输业迅猛发展，空中交通体量和规模日益壮大，逼仄有限的空域下，不断增长的飞行需求与变化相对迟滞的空中交通综合服务能力的矛盾日益突出。尾随间隔管理作为现在各地区空管部门流量管理中最常用的方法之一，在解决短时机场或空域拥挤问题方面有较好的应用价值。然而在当前全国级流量管理系统未投入使用之前，实施尾随间隔策略往往有很大的随意性，缺乏必要的科学支撑。本文首先介绍了尾随间隔的相关概念，接着指出尾随间隔策略应用中的优缺点，最后为尾随间隔策略优化提供方向。

关键词：空中交通流量管理;尾随间隔;接收率;滑动窗口算法

1 尾随间隔的基本概念及分类

1.1 尾随间隔的基本概念

尾随间隔是一种战术流量管理方法，是指机场、扇区或者航路预计或者已经流量超出容量时，为实现容流匹配，要求通过某一航路点前往机场或进入所涉扇区的航班保持指定的距离或时间间隔。

根据计量方式的不同，尾随间隔可分为两类：距离间隔（Miles-in-Trail，MIT）和时间间隔（Minutes-in-Trail，MINIT）。尾随距离间隔（MIT）是满足特定限制的前后相关航空器之间所需要的距离间隔（公里），主要用于实现对机场、定位点、扇区或者航路交通流的间隔分离。尾随时间间隔（MINIT）是指前后相关航空器之间的时间间隔（分钟），可用于非雷达管制环境下，也常用于较大间隔情况下使用，如航空器绕飞危险天气，使用距离间隔来表征相应限制信息有困难时，一般可以采用时间间隔来描述。上述两者之间可以按照航空器的平均速度进行转换，本文为讨论方便，统一采用尾随距离间隔（MIT）论述。

1.2 尾随间隔的分类

根据影响的范围和作用时长的不同，可以将MIT分为CMIT和FMIT。

CMIT（MIT for Air Traffic Controller），通过雷达引导、空中等待等方式执行的尾随间隔，是指航班超量的持续时间较短，管制运行部门通过雷达引导、空中等待等管制调配手段即可实现机场或空域单元的容流平衡，不需要航空器在起飞机场进行额外的地面等待。CMIT限制主要被管制员用于临时空中调配航班的一种流控手段，欧洲对尾随间隔的使用主要属于该类别。

2 尾随间隔策略优点和局限

2.1 尾随间隔运行的优点

尾随间隔MIT作为我国民航空管单位最常用的流量管理方法，可以预见在全国流量管理系统建成并投用初期很长一段时间将继续存在。虽然现有地区级流量管理体系内部已有自身的CDM系统，且在一定范围内实现了协同统一放行，但在跨区域流量限制还没有实现联网运行的今天，跨区域限制还是以尾随间隔限制为主要手段。

从传播特点上看，该策略自然传播，且传播力强，可以跨越管制区，跨越地区甚至国家传播，如广州与香港、台北之间的流量限制或者广州收到来自于越南或者日韩、外蒙古的相关流量限制。

从实施效果来看，该策略时效性强，不需要提前制定尾随间隔值的大小，且限制发出后效果立竿见影，当航班计划不明确或者对航班量预测不准确，尤其是当其他流量控制措施力度不足或者效果不佳时，尾随间隔限制的实施可立解燃眉之急。

从所需支持工具来看，该策略对决策支持工具要求不高，流量领班主任通常根据经验便可发布，仅通过电话通知便可实施，在某些流量预测工具支持力度不大或者协同设备落后的情况下，实施难度不大。

2.2 尾随间隔运行的缺点和面临的问题

尾随间隔虽然被广泛使用，但同时也是被人长期诟病的流量管理措施，尤其是在流量精细化管理要求越来越高的今天，其在运行过程中的缺点越来越凸显。尾随间隔策略的局限性主要集中在以下几点：

一是尾随间隔策略的自身局限性。尾随间隔的限制是固定的，如果需要快速调整限制以提高流控效率，固定的尾随间隔限制很难按比例增大（当前方传递时）或者整合（当流量限制合并/分开时），更难根据尾随间隔限制来精确时间。例如，如果想将前60分钟内10分钟的尾随间隔限制调整为前20分钟时间片MIT值10分钟，中间20分钟时间片MIT值5分钟，后30分钟时间片MIT值15分钟这样更有效率的限制，需要在沟通协调和监控上花费很大精力。

二是尾随间隔策略的不公平性。从实际运行来看，流量管理部门更倾向于对大型机场的进出港繁忙流量发布限制，因为这样效果快，针对性强。但如此一来，这样的限制不能保证来自不同机场的流量都能实施较为均等的延误。例如，当珠三角天气较差时，对所有飞往广州的航班很容易实施限制，而落地珠海的航班往往较少控制;同时，大城市飞往广州的航班更容易被控制。同样的，由于空中交通管制中心直接管制本场航班，延误本场飞机比延误空中飞机更便于控制，当空中流量饱和时，延误本场航班自然变为首选。另外，当对进港航班有限制时，从最近机场离港的航班却必须等很长一段时间，因为通常来自更远机场的航班和飞越的飞机已经处于饱和状态，所以离落地机场最近起飞的航班会被不公平地实施延误策略。

三是尾随间隔策略的随意性较大。由于尾随间隔策略对信息的要求不高，对自动化系统的依赖不大，尤其是离港放行计算，多依靠经验值，如飞机性能特点、速度和风的影响则被粗略计算，这样导致精确性不可控，效率降低，延误增加。

四是尾随间隔放行不能有效规避空中冲突。如果飞行冲突存在多汇聚于一点的情况，尾随间隔技术不能有效测量各方向的流量，正是这种不确定性，当飞行流量有序性较差，在汇聚点多架航空器重叠的情况出现时，往往给管制员带来较大的调配难度。这种情况在面对多个方向的大流量时，均匀分布每个方向的飞行流量以使到达最终汇聚点自然有序变得更有挑战性。

五是尾随间隔策略协同性不够，两个不同的管制单位有可能会对两条不同流量制定限制策略。这样，如果两个不同的管制单位独立发布限制会导致过度保护扇区容量带来不必要的延误。这就是常说的“间隔套间隔”的情况。如此，缺乏统一调度和深度协调，在实施尾随间隔控制时，出现管制部门之间相互制约、相互影响的现象便不可避免。

六是尾随间隔策略的事后评估难以实施。由于现存多种放行方法，广州出港的航班很难确定是放行MIT限制的作用效果还是中南CDM统一放行的作用效果，因此实施后的效果难以有效评估，同时也缺乏对策略的预先分析评估方法以及优化方法，规范性不足。

3 尾随间隔策略的优化方向

经过前一节分析，目前中南地区主动发布的尾随间隔限制以军事活动和天气原因居多，且都是在军事活动或者天气情况下，导致空域受限，容量下降触发的限制，同时，对外单位发布限制主要是实施尾随间隔方式发布。因此，在军事活动和雷雨天气影响下，如何以容量为依据，发布合适的尾随间隔限制很有必要探讨。

通过对尾随间隔策略的优劣性的研究，尾随间隔存在很大的局限性，其公平性、随意性和协同性不足的问题更是该策略需要优化提高的方向。因此，如何对尾随间隔策略进行建模分析以及基于雷雨和其他空域用户活动等动态的运行环境进行优化调整，都需要在后续的研究过程中进行分析，并以此指导实际流量管理工作。

4 总结

本文主要研究了尾随间隔在中南地区的应用。基于对中南地区尾随间隔策略的使用情况进行统计分析，利用統计数据，对尾随间隔策略优缺点进行了研究，在此基础上，明确了尾随间隔策略的优化方向，为后续的研究奠定了基础。

参考文献：

[1]2019年全国民航工作会议报告[Online].http：//www.gov.cn/shuju/txt/2020-02/12/content_5484361.htm，2020-02-12.

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