胡大爽 劉奎 吉世哲 祿美琦 劉荔君

摘 要：隨著民航事業(yè)的快速發(fā)展，關(guān)于民航的節(jié)能減排受到越來(lái)越多人的重視。文章介紹了國(guó)內(nèi)民航節(jié)能減排的部分指標(biāo)，給出了量化測(cè)算軟件的功能需求分析和測(cè)算軟件的流程實(shí)現(xiàn)框圖，最終可以為空管部門節(jié)能減排的量化做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：空中交通管理；節(jié)能減排指標(biāo)；量化測(cè)算軟件

中圖分類號(hào)：V355.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）10-0043-02

Abstract： With the rapid development of civil aviation， more and more people pay attention to the energy saving and emission reduction of civil aviation. This paper introduces some targets of domestic civil aviation energy saving and emission reduction， and gives the function demand analysis of the quantitative calculation software and the flow chart of the calculation software， which can contribute to the quantification of energy saving and emission reduction in the air traffic control department.

Keywords： air traffic management； indicatorsof energy saving and emission reduction； quantitative measurement software

引言

空管系統(tǒng)是民航行業(yè)的核心組成部分之一，在民航業(yè)節(jié)能減排工作中占據(jù)重要地位與關(guān)鍵的作用。目前針對(duì)國(guó)內(nèi)民航空管部門，尚且缺乏一套能夠進(jìn)行量化節(jié)能減排指標(biāo)的測(cè)算軟件。針對(duì)民航空管節(jié)能減排的需要，研究建立節(jié)能減排指標(biāo)和航班排放模型，對(duì)管制范圍內(nèi)的航空器的燃油和排放進(jìn)行量化評(píng)估，比較實(shí)際指揮航班燃油消耗與最優(yōu)飛行剖面消耗差值并顯示，并為管制員提供燃油消耗最優(yōu)的管制指揮策略，最終通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)1套基于運(yùn)行數(shù)據(jù)的空管節(jié)能減排指標(biāo)量化測(cè)算顯示軟件，為民航節(jié)能減排提供支持。

1 空管節(jié)能減排指標(biāo)

1.1 航空器場(chǎng)面滑行延誤時(shí)間

航空器在場(chǎng)面耗油最少的情況是沿著到達(dá)目的機(jī)位最短的滑行道滑行或者沿著到達(dá)目的跑道頭最短的滑行道滑行，并且是無(wú)阻滑行，這是最理想的情況。盡可能減少航空器場(chǎng)面滑行的延誤時(shí)間是航空器在地面運(yùn)行時(shí)進(jìn)行節(jié)能減排的關(guān)鍵。

1.2 航空器起飛延誤時(shí)間

航空器從機(jī)位滑行到跑道頭立即起飛是最節(jié)能的情況，但是有的時(shí)候由于航空器飛行沖突，飛機(jī)必須要在跑道頭等待，這個(gè)等待過(guò)程也造成了燃油的消耗和浪費(fèi)，不利于節(jié)能減排。

1.3 航空器航路垂直方向飛行效率

航空器航路垂直方向飛行效率可以用航空器采用最優(yōu)高度層飛行的里程與總里程之比來(lái)衡量。航空器垂直方向飛行效率越大，說(shuō)明航空器在最優(yōu)高度層飛行的里程越多，也就意味著航空器更節(jié)能。

1.4 航空器航路水平方向飛行效率

航空器航路水平方向飛行效率可以用航空器在兩點(diǎn)之間的實(shí)際飛行距離與直飛距離做差值來(lái)衡量。航空器航路水平方向飛行效率越低，說(shuō)明飛機(jī)在水平方向上情況最優(yōu)，在兩點(diǎn)之間最接近直線飛行。

1.5 航空器離場(chǎng)（進(jìn)場(chǎng)）垂直方向飛行效率

航空器離場(chǎng)（進(jìn)場(chǎng)）垂直方向飛行效率可以用油耗來(lái)評(píng)估，油耗可以用航空器離場(chǎng)（進(jìn)場(chǎng)）的實(shí)際油耗與航空器按照連續(xù)爬升離場(chǎng)（連續(xù)下降進(jìn)場(chǎng)）理想油耗的做差來(lái)獲知。兩者差值越小說(shuō)明航空器越接近理想情況，垂直方向飛行效率也就越高。

1.6 航空器離場(chǎng)（進(jìn)場(chǎng)）水平方向飛行效率

航空器離場(chǎng)（進(jìn)場(chǎng)）水平方向飛行效率可以使用距離來(lái)評(píng)估，這個(gè)距離由飛機(jī)離場(chǎng)（進(jìn)場(chǎng)）飛過(guò)的實(shí)際水平距離與航空器按照連續(xù)爬升離場(chǎng)（連續(xù)下降進(jìn)場(chǎng)）所需的距離做差獲知。該距離越小表明航空器水平方向飛行效率越高。

2 功能性需求分析

2.1 場(chǎng)面功能需求分析

場(chǎng)面設(shè)計(jì)的主要功能是快速為航空器規(guī)劃出來(lái)一條滑行至目的位置的最優(yōu)路徑，最省油的路徑，供塔臺(tái)地面席管制員參考。同時(shí)管制員可以看到當(dāng)前航空器所滑行的路徑與最優(yōu)路徑的油耗差值，可以直觀地顯示在屏幕上，可視化效果比較好。

2.2 飛行部分功能需求分析

飛行部分的主要功能是顯示出飛機(jī)的最優(yōu)軌跡（按照計(jì)劃飛行的軌跡），由FPL報(bào)獲得與當(dāng)前飛機(jī)軌跡，主要顯示在飛行剖面圖上。同時(shí)能夠顯示出飛機(jī)當(dāng)前油耗和理想油耗的差值，能夠進(jìn)行量化，并且可以通過(guò)排放模型計(jì)算并顯示出油耗差值所排放的污染氣體，同時(shí)給出一定的管制建議供管制員參考。通過(guò)管制員對(duì)航空器進(jìn)行發(fā)送指令，對(duì)航空器進(jìn)行不斷修正，使航空器盡可能按照最理想的軌跡飛行，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2.3 監(jiān)視功能需求分析

該軟件通過(guò)實(shí)時(shí)顯示飛機(jī)的位置，可以對(duì)飛機(jī)起到一個(gè)監(jiān)視作用，能夠清楚地了解航空器大致的位置。

3 量測(cè)軟件的設(shè)計(jì)

3.1 場(chǎng)面部分的設(shè)計(jì)

場(chǎng)面部分分為起飛機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面和目的機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面兩塊內(nèi)容。其設(shè)計(jì)流程圖如下圖1所示。

3.2 飛行部分功能設(shè)計(jì)流程圖如圖2所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要面向空管應(yīng)用，能夠?yàn)楣苤品秶鷥?nèi)航空器的節(jié)能減排做一定的參考。通過(guò)實(shí)時(shí)量化燃油消耗，進(jìn)行對(duì)比實(shí)際的飛行燃油消耗和按照飛行計(jì)劃的燃油消耗，并通過(guò)圖像、數(shù)據(jù)等直觀地展現(xiàn)，為管制員做出最優(yōu)的管制策略提供參考。目前我國(guó)空管范圍內(nèi)尚且缺乏一套能夠量化節(jié)能減排指標(biāo)的體系軟件，該項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)有較大的潛在意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]于敬磊.中國(guó)民航節(jié)能減排對(duì)策研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2014.

[2]CANSO. Recommended Key Performance Indicators for Measuring ANSP Operational Performance.2015.

[3]魏孝強(qiáng).國(guó)外空管節(jié)能減排現(xiàn)狀分析及對(duì)我國(guó)的啟示[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（21）：51-52.