现代空中交通管理中的空域规划关键技术探析

摘 要 对空域资源做出优化配置，一方面符合将来空域灵活性以及多元化发展的需要，另一方面还可以推动航空运输业朝可持续方向发展。在现代空中交通管理内容中，空域规划技术所占比例很大，可以间接关系到我国民用航空空域资源配置以及空域运行结果。

关键词 现代空中交通管理；空域规划关键技术；分析

中图分类号：V355 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0001-01

空域规划技术涉及领域很广，其主要由空域分析、设计以及评估这三个部分构成。根据有关内容，空域规划关键技术可以分为5个主要部分，分别为：1）空域运行安全评估；2）空域运行特征提取与分析；3）终端区飞行程序自动化设计；4）高空航路网布局设计与优化；5）通信导航监视台站保障能力评估。上述的5个关键技术对我国航空运输业影响重大，直接关系到我国航空运输业未来的发展规模与方向，因此，对其进行详细的分析并且投入到具体应用中已经成为当前航空业高度重视的内容。

1 关于空域规划关键技术的分析

1.1 空域运行安全评估分析

随着现代空中交通管理当中数据链通信技术使用范围不断扩大，加上自动相关监视技术的应用，还有缩小垂直间隔标准技术的投入使用等，直接促进空中交通管理系统发展规模不断扩大。另外，因为飞行间隔标准不断缩小，给空域系统构成严重的威胁。因此，采取何种方法对新技术背景中的空域运行开展分析和评估，从而给空域系统管理制定决策提供资料，已经成为现代决策现代空中交通管理中空域规划的重要内容之一。FAA为了保证NAS系统改善安全性，也研究出了与之相关的系统安全管理计划以及系统安全手册，为空域系统风险鉴别提供了技术以及方法。同时，其还研究出安全管理系统，给空中交通服务部门增添危险防范工具。

1.2 空域运行特征提取与分析技术分析

空域规划主要以空域运行特征提取与分析作为基础。该技术从定义上看，主要指工作人员以空域基础数据作为出发点，在数理统计方法提供的帮助下构建完整的空域运行特征量化和预测模型，对空域运行时产生的流量分配以及空域结构设计等一系列问题开展合理的分析。空域运行特征在内容上可以划分为多个特征，但重要的特征有3个部分，分别为空域服务质量、飞行航迹保持能力以及空域结构技术性能。当中的空域服务质量主要指像终端区、飞行情报区以及航路点等每个要素流量，同时还包括噪声系数、潜在冲突系数以及运行成本等内容；而飞行航迹保持能力的内容主要指处于空域飞行状态中飞机的侧向以及垂向偏差概率分布统计；空域结构技术性能主要为空域利用率、网络连接度以及网络可达性等内容。目前效果比较理想的空域性能数据分析与报告系统主要由FAA开发的系统，该系统可以达到对飞行程序设计进行指导、合理控制空域运行、客观分析空域噪声以及正确评估和分析空域流量等效果，当前主要应用在FAA的下属办公室、终端管制中心以及职能部门中。

1.3 终端区飞行程序自动化设计技术分析

合理对终端区领域中飞机每个环节空间飞行路线开展设计，从而达到飞行程序各要素模块化绘制和自动生成等效果，可以被称为对飞行程序自动化设计。工作人员经对导航台、机场以及定位点等每项飞行程序要素特征进行分析，并且构建其和点、线、面等图形图素之间映射关系，从而取得飞行程序每要素模块化绘制与参数配置的效果。科学构建障碍物对设计模板影响关系模型，再根据终端区中机场附近具体地质条件。对设计模板进行合理的调整，进一步可以对飞行程序实施有效的设计。国外研究的飞行程序设计与空域管理软件系统，该系统将地理信息技术与计辅设计技术聚集为一体，包含大量飞行程序设计标准，能够达到仪表和目视进离场飞行程序设计效果，现阶段该系统已经应用在多个国家的航空领域中。

1.4 高空航路网设计与优化技术分析

对高空航路网进行设计与优化的目的在于构建依托点为国家和地区综合枢纽机场的高空主干航路网，同时达到对进出终端区过渡航路以及支线航路网进行设计的效果。以现行航路网运行特征分析为背景的前提下，制定航路网设计目标。航路网中每个网络节点根据具体层次对其连接提出各种要求。以节点重要程度为基础，构建完整的航路网层次划分模型，合理对国家航路网络进行划分，将其更改由区域支线航路网、区域干线航路网以及枢纽主干航路网这三个层次组成。每个层次内的航路网和终端区飞行程序两者当中的过渡航路便转变为高空航路网设计与优化的内容。每层次过渡航路与航路网设计从时间上可以划分为初始化设计、网络拓扑优化设计以及三区避让设计这三个阶段。该技术的设计目标以确保航路网运行安全为基础，在增加航路网运行效率的同时影响航路网运行成本，使其呈现减少的趋势。通过网络规划技术等提供的帮助下建模与处理每层次各个阶段航路网络设计多目标优化存在的问题。

1.5 通信导航监视保障能力评估分析

该能力评估主要以空域运行对通信、导航以及监视这三个方面性能的需要为出发点详细评估空域设计方案的可行性，为航路以及飞行程序的正常运行提供保障。通信导航监视保障能力评估需要按照实际通信导航对台站进行监视，也就是其需要具备电波传递特性，同时还详细考虑各种影响因素，客观构建每种台站信号传播距离模型与观测误差模型，进而对地基范围中的导航台站信号作用空间、侧向容差以及沿航迹容差进行分析。由FAA研究的RNAV-Pro功能非常强大，可以对终端区飞行程序障碍物开展评估，同时还能够对监视通信台站覆盖进行分析。

2 我国空域规划关键技术研究和应用分析

现阶段我国民航可用空域资源非常少，连全国空域总资源20%也打不到，但是飞行流量却伴随社会的发展不断提高，存在缺陷的空域结构直接对航空运输业发展造成影响，尤其是奥运会等重大国际活动顺利举行后，我国航空运输业发展规模不断扩大，给空域运行造成严峻的形势，因此对空域资源做出优化配置迫在眉睫。当前，国家不断提高空管科研力度，并且构建大量的空域规划技术研究与应用研究课题，以自主研发为出发点，通过航空发展需要推动空管技术发展，统筹我国优势力量，促使我国空域规划技术取得一定的成果，并且给我国空域规划技术规划和设计提供大量理论依据以及技术，使其被广泛应用在民航空域建设领域中。

3 结束语

由上可知，现代空中交通管理中的空域规划关键技术对我国航空运输业的影响较深，直接关系到其发展方向，对此专家们需要发扬积极探索和不怕艰苦的精神，不断研发出新技术并将其投入到应用中，为我国航空运输业发展作出贡献。

参考文献

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