唐天宇

摘 要： 伴隨航天航空事業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)空中交通管理水平提出更高的要求。從空中交通管理實(shí)際看，主要強(qiáng)調(diào)做好優(yōu)化配置空域資源工作，確保滿足空域多元化、靈活性發(fā)展要求。本次研究將從多種關(guān)鍵技術(shù)角度分析空域規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)策略，包括安全評(píng)估、特征提取與分析、飛行程序自動(dòng)化、航路網(wǎng)優(yōu)化以及監(jiān)視保障技術(shù)等。

關(guān)鍵詞： 空中交通管理；空域規(guī)劃；關(guān)鍵技術(shù)

前言：空域資源能否滿足空中交通管理需求，很大程度上取決于空域資源的合理規(guī)劃。值得注意的是，空域規(guī)劃中，涉及極多的要素內(nèi)容，若未能保證這些要素的有效處理，便可能出現(xiàn)空中交通擁擠情況，空中交通安全性與暢通性均會(huì)受到影響。因此，本文對(duì)空中交通管理中空域規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)的研究，具有十分重要的意義。

1空中交通管理空域規(guī)劃評(píng)估

近年來(lái)，空域管理規(guī)劃中，有較多技術(shù)不斷引入，如縮小垂直間隔標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)、自動(dòng)監(jiān)視技術(shù)、數(shù)據(jù)鏈通信技術(shù)等，這些技術(shù)在保證交通管理系統(tǒng)運(yùn)行與發(fā)展方面均有積極作用。然而應(yīng)注意目前飛行間隔標(biāo)準(zhǔn)減小，這樣整個(gè)空域系統(tǒng)所受威脅增大，此時(shí)需考慮如何做空域運(yùn)行安全評(píng)估工作，確?？沼蛳到y(tǒng)管理中有相關(guān)的資料作為參考，使交通管理空域規(guī)劃水平進(jìn)一步提升。從當(dāng)前空域規(guī)劃安全評(píng)估相關(guān)技術(shù)應(yīng)用看，一般注重從NAS系統(tǒng)安全性改善層面著手，制定相關(guān)的系統(tǒng)安全手冊(cè)、安全管理計(jì)劃等，甚至可立足于實(shí)際做安全管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使之成為空中交通防范危險(xiǎn)的工具。

2空域規(guī)劃中特征提取與分析關(guān)鍵技術(shù)

空中交通管理活動(dòng)中，如何做好空域資源的規(guī)劃管理工作，很大程度取決于特征提取與分析工作。從該技術(shù)實(shí)施的要點(diǎn)看，主要表現(xiàn)在對(duì)空域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集后，借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，做特征量化模型、特征量預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建，根據(jù)模型分析空域結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性以及運(yùn)行中流量分配情況。從空域運(yùn)行具體特征看，主要表現(xiàn)在空域結(jié)構(gòu)技術(shù)性能、飛行航跡保持能力、空域服務(wù)質(zhì)量。如其中空域結(jié)構(gòu)技術(shù)，該特征表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性、網(wǎng)絡(luò)連接度、空域利用率方面；再如飛行航跡保持能力涉及整個(gè)飛行中飛行器出現(xiàn)垂向或側(cè)向偏差的可能性；而空腹服務(wù)質(zhì)量上，不僅有要素流量如航路點(diǎn)、飛行情報(bào)區(qū)、像終端區(qū)等，也涉及其他運(yùn)行成本、潛在沖突系數(shù)與噪聲系數(shù)等。當(dāng)前空域規(guī)劃中，已有相關(guān)的數(shù)據(jù)分析、報(bào)告系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行中能夠指導(dǎo)如何做飛行程序的設(shè)計(jì)，判斷空域流量、評(píng)估空域噪聲，系統(tǒng)一般設(shè)置于終端管制中心或相關(guān)職能部門(mén)中，應(yīng)用下取得的特征提取與分析效果明顯[1]。

3終端區(qū)域飛行程序自動(dòng)化技術(shù)

飛行程序設(shè)計(jì)是否合理直接影響整體運(yùn)行安全性，而飛行程序設(shè)計(jì)中主要從終端區(qū)領(lǐng)域著手，明確飛機(jī)的各緩解，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)飛行路線，通過(guò)繪制飛行程序的要素模塊，用于程序設(shè)計(jì)評(píng)估參考，保證設(shè)計(jì)的合理性。而該過(guò)程中可考慮引入自動(dòng)化技術(shù)，主要強(qiáng)調(diào)依托于自動(dòng)化技術(shù)自動(dòng)完成模塊化繪制、飛行程序自動(dòng)生成的目的。例如，在分析飛行程序要素中，如定位點(diǎn)、機(jī)場(chǎng)以及導(dǎo)航臺(tái)等，利用自動(dòng)化技術(shù)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)圖形圖素映射關(guān)系的構(gòu)建，在此基礎(chǔ)上做各要素模塊繪制，最后完成參數(shù)配置。另外，飛行程序自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，也需考慮設(shè)計(jì)模板受障礙物影響，合理調(diào)整設(shè)計(jì)模板，保證飛機(jī)程序的有效設(shè)計(jì)。除此之外，有研究資料報(bào)道，目前國(guó)外在飛行程序設(shè)計(jì)中，直接設(shè)計(jì)相關(guān)的空域管理軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)集中計(jì)輔設(shè)計(jì)技術(shù)、地理信息技術(shù)等，且整個(gè)系統(tǒng)中將飛行程序設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)明確，如飛行程序中的進(jìn)離場(chǎng)程序，均被囊括其中，提高飛行程序設(shè)計(jì)的合理性。

4高空航路網(wǎng)優(yōu)化相關(guān)技術(shù)

航路網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要為保證整個(gè)空域資源被合理運(yùn)用，使整個(gè)機(jī)場(chǎng)高空主干航路網(wǎng)規(guī)劃合理，也包括其他支線航路網(wǎng)、終端區(qū)過(guò)渡航路等 。在優(yōu)化設(shè)計(jì)高空航路網(wǎng)中，需結(jié)合當(dāng)前航路網(wǎng)運(yùn)行特征，明確航路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)目，通過(guò)對(duì)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分析，做航路網(wǎng)層次劃分模型的構(gòu)建，根據(jù)該模型劃分航路網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)航路網(wǎng)層次劃分中，包括三個(gè)層次，如樞紐主干網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域干線航路網(wǎng)以及區(qū)域支線航路網(wǎng)等，同時(shí)在終端飛行、航路網(wǎng)之間的過(guò)渡航路也是優(yōu)化設(shè)計(jì)的部分。為保證設(shè)計(jì)的合理性，注意在優(yōu)化設(shè)計(jì)中從初始化設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)、避讓設(shè)計(jì)等方面著手。通過(guò)該種設(shè)計(jì)方法，既保證航路網(wǎng)運(yùn)行效率提升，航路網(wǎng)運(yùn)行成本也因此降低。若設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)航路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)有多目標(biāo)優(yōu)化情況，可在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)運(yùn)用在做建模與處理，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)多目標(biāo)優(yōu)化目的。

5空域運(yùn)行監(jiān)視保障相關(guān)技術(shù)

空域規(guī)劃中，無(wú)論如何在前期做好特征分析、飛機(jī)程序設(shè)計(jì)以及航路網(wǎng)設(shè)計(jì)外，還需在監(jiān)視評(píng)估能力上加強(qiáng)。從監(jiān)視評(píng)估的內(nèi)容看，主要集中在監(jiān)視、導(dǎo)航與通信等層面，通過(guò)監(jiān)視評(píng)估判斷空域設(shè)計(jì)方案是否可行，保證飛機(jī)程序正常運(yùn)行。從通信導(dǎo)航監(jiān)視技術(shù)看，主要表現(xiàn)在對(duì)臺(tái)站電波傳遞情況、影響因素進(jìn)行監(jiān)視分析，或直接進(jìn)行觀測(cè)誤差模型、信號(hào)傳播距離模型的構(gòu)建，在此基礎(chǔ)上分析地基范圍內(nèi)沿航跡容差、側(cè)向容差以及臺(tái)站信號(hào)作用空間等。以RNAV-Pro為例，應(yīng)用下能夠評(píng)估終端區(qū)飛行程序障礙物，且覆蓋監(jiān)視整個(gè)通信臺(tái)站，及時(shí)將監(jiān)視結(jié)果反饋回來(lái)，對(duì)保證飛行安全有積極作用。應(yīng)注意的是，我國(guó)目前在可用空域資源上相比發(fā)達(dá)國(guó)家仍較少，這對(duì)于持續(xù)上升的飛行流量，將出現(xiàn)航空運(yùn)輸業(yè)阻礙問(wèn)題，迫切要求在空域資源上進(jìn)一步合理規(guī)劃，規(guī)劃過(guò)程中除引入上述關(guān)鍵技術(shù)外，我國(guó)需在空管科研力度上加大，強(qiáng)化自主研發(fā)，在空域規(guī)劃實(shí)踐中引入更多先進(jìn)的理論與科研成果，以此推動(dòng)航天航空事業(yè)發(fā)展[2]。

結(jié)論：空域規(guī)劃是否合理直接影響空中交通管理水平。實(shí)際開(kāi)展空域規(guī)劃中，應(yīng)注意引入相關(guān)的技術(shù)，所有技術(shù)內(nèi)容均需圍繞特征分析、設(shè)計(jì)、評(píng)估工作開(kāi)展，進(jìn)一步細(xì)化為安全評(píng)估、特征提取、飛行程序設(shè)計(jì)、航路網(wǎng)優(yōu)化以及監(jiān)視評(píng)估等，通過(guò)這些關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于提高空域規(guī)劃的合理性有積極作用。

參考文獻(xiàn)

[1]李正宇.現(xiàn)代空中交通管理中的空域規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)[J].信息通信，2015，（06）：274.

[2]陳旭.現(xiàn)代空中交通管理中的空域規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)探析[J].硅谷，2014，7（03）：1+5.