空中交通流量管理中的多机场地面等待问题的研究

摘 要：随着航空事业的发展，空中交通流量问题带来的航班延误现象日益突出。该文对空中交通流量管理的现状、基本措施做了介绍，分析了空中交通流量管理的意义，提出了多机场地面等待策略，力求对缓解空中交通流量提供参考。

关键词：空中交通管理 地面等待策略 多机场系统

中图分类号：V355.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0177-01

1 空中交通流量管理现状

现阶段，航空业随着市场经济的发展而不断发展壮大。我国的空管体制遵循“同一管制、分别指挥”的原则。但是这种体制还不够完善，从长远的发展来看，应该借鉴世界上先进国家的做法，同时结合我国的实际国情，对现有体制进行改革，建立有中国特色的航空管制体制。例如，我国大多数航空和机场的空域四周，会设置很多、限制区和控制区，在一定程度上限制了对航空区域的使用效率。这样的设置航线不能充分发挥空中直线飞行的优势，反而会使运营成本增加，最后直接导致经济效益下降。不合理、不科学的空域规划会制约航空事业的发展，我国和美国拥有相近似的空域范围，虽然美国的机场密度是我国的十几倍、飞行流量是我国的几十倍，但是我国在空域使用上却明显感到紧张。因此，加强流量控制和管理是我国航空业的当务之急。

2 空中交通流量管理概述

2.1 空中交通流量管理的意义

空中交通流量管理是指在空中交通流量超出可用能力范围时，为了保持其流动畅通，科学合理的对空中交通量进行管理，目的是保证航空交通量与容量的一致性。空中交通流量管理的意义在于，根据各航空单位的飞行计划，对空中飞行流量、时间、空域进行妥善的安排，尽量避免延误和等待，保证空中交通的顺畅和高利用率。空中交通流量管理应该能够尽可能满足客户需求、提高空中与地面领域的使用率、保证空中交通流量分配高效、使流量容量的需求与系统相匹配。

2.2 空中交通流量管理的基本措施

从时间上看，空中交通流量管理可以分为战略流量管理、预战术流量管理和战术流量管理。战略流量管理是指在实际飞行前的几个月内对长期航班时刻表进行规划。通常是每年11月份通过统计分析以往的飞行数据，合理预测下一年的飞行数据。制定长期航班时刻表要严格控制拥挤区域的交通流量，避免空中交通拥挤带来的流量超负荷。预战术流量管理是指在实际飞行前的几天内对长期航班时刻表进行规划。在飞行前几个月制定的时刻表的基础上，根据实际状况对时刻表进行确认和合理调整，确保飞行顺利进行。战术流量管理是指在实际飞行当天再次对航班时刻表进行确认。战略流量管理属于长期的规划范畴，预战术流量管理属于中期的规划范畴，战术流量管理是对实际飞行当天的管理。

3 多机场地面等待策略

3.1 地面等待策略

地面等待策略是空中交通管理的有效途径之一，是指通过地面等待来控制空中交通航班流量，从而确定最佳起飞与飞行时间，目的是航空流量与空域、地域容量相匹配，提高利用率，避免航班延误、等待，确保航空飞行安全。

地面等待的实质是用地面等待代替空中等待。实际状况中，在没有进行有效的空中交通流量管理的情况下，飞机按照预定起飞时间起飞后，会因为某空域或地面的飞机过多而不得不在空中盘旋等待，增加了飞行成本和安全隐患。地面等待就是让飞机在地面等待一段时间，合理分布空中交通流量后再起飞，从而减少了空中等待的时间。

地面等待问题可以分为单机场地面等待和多机场地面等待。国内外学者已经对单机场地面等待问题做了比较深入的研究。与单机场地面等待不同的是，多机场地面等待考虑了一种特殊了飞行方式，这种飞机会连续飞行两项或两项以上的任务，其所占比例超过了80%，所以简单的单机场等待已经不能满足实际需要，有必要针对性的改善等待策略。也就是说，单机场地面等待策略模型只能解决一个机场的流量和容量问题，不能简单的应用到多机场问题中，同时会给其他机场带来麻烦。例如，一架这种飞机发生了延误或等待，那么它的下一项任务必然也会受到影响，两项任务可能发生在不同的机场领域，同时这架飞机也会耽误其他飞机的飞行，这是单机场模型所不能解决的问题。

3.2 多机场的地面等待

多机场的地面等待包括静态地面等待和动态地面等待。静态地面等待没有考虑天气等动态因素变化，在一开始就确定了航空器的等待时间。动态地面等待则会随着天气等动态因素的变化调整航空器的地面等待时间。多机场地面等待模型包括确定型模型和随机型模型两种情况，前者机场和扇区的容量是确定的，后者则是变化的。

多机场地面等待模型是网状结构的，包括闭合式和开放式两种。前者是指在多机场地面等待模型中，飞机的活动范围没有超出这个网状结构，后者是指飞机的起飞和降落涉及到了这个网络以外的机场。

3.3 多机场地面等待系统基本原则

首先，实用可靠是多机场地面等待系统应遵循的首要原则。在此基础上，还要确保系统的先进性和经济性能够相互平衡，采用可靠先进的技术和经济实惠的平台。其次，系统的开发要遵循由顶向下逐步求精的设计原则，系统的运行要遵循由底向上分布实施的原则，便于系统的开发和日后的完善、维护。再次，要遵循使用者与系统的集成原则，充分发挥人的主观能动性。最后，遵循输入输出接口的实用性原则，可以把任意一年的航班时刻表优化到系统中。

4 结语

我国航空业在亚太地区甚至全球内都扮演着重要角色，在国际航空业中也起到了关键性的作用。随着各国之间的频繁交往，航空业的国际化趋势逐渐显现，使得国际间航空领域的相互需求也不断增加，对机场、空中和地面的交通管理都提出了新的挑战。我国京-广和京-沪航线的飞行量相对较多，空中拥挤问题突出，形成了空中交通流量饱和的现象，对空中交通的正常运行造成了一定影响。传统落后的空中交通流量管理方法使得航空延误和等待的现象逐年增加。所以，改进航空交通管理设备，实行符合时展的管理手段和方法，对空中交通流量管理实施十分重要。要想找到符合我国实际情况的航空流量管理方法，就需要对空中交通流量管理进行研究，科学合理的对航空交通管理制度进行优化，提高空中、地面容量的利用率，改善航空交通环境。

参考文献

[1] 胡明华，钱爱东，苏兰根.多机场地面等待问题模型研究[J].南京航空航天大学学报，2000（5）：586-590.

[2] 谢玉兰.首都机场容量分析与优化调度策略研究[D].清华大学，2002.