基于空中交通复杂性的空域容量评估

摘 要 当今正处于航空运输领域高速发展的时期，然而与10年前相比，空中交通环境的复杂情况却与日俱增。如何准确、合理、有效地评估空域资源服务能力将成为实施空域管理和空中交通流量管理、均衡空域系统之间的供需矛盾、提高航班准点率的重要依据。有必要将交通复杂性考虑到空域容量评估中来，代替以往仅以航空器数量作为依据的容量评估方法，更加客观真实的反应空域资源的实际服务能力。文章通过对空中交通复杂性与管制员工作负荷之间的关系进行分析，提出了基于空中交通复杂性的扇区容量评估方法。

关键词 空中交通；复杂性；空域；容量评估

中图分类号：V355 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0176-01

近年来，随着我国国民经济水平的不断提高，人们出行已经开始习惯使用航空交通工具，并带动民航运输业的迅速升温。根据2012年民航统计数据显示：2012年，全行业完成运输总周转量610.32亿吨公里，比上年增加32.88亿吨公里，增长5.7%，其中旅客周转量446.43亿吨公里，比上年增加42.90亿吨公里，增长10.6%；货邮周转量163.89亿吨公里，比上年减少10.02亿吨公里，减少5.8%。据统计，上海终端范围架次数已从2000年的400架次提升到如今超过2000架次，同比增长5倍。

正当我国由世界民用航空大国向民用航空强国不断发展前进过程中，快速增加的航班量导致空域压力处于饱和状态，空域拥挤繁忙、管制员工作负荷加大使得管制员压力增大、同时造成航班大面积积压延误等显著问题，这些问题将极大影响了空中交通安全、有序、高效的运行。因此，实行空中交通流量管理将被提到现实工作中，也是最有效的解决方法，俗称：“流控”。空中交通流量管理的重点就是最大程度地合理运用空域内系统资源。响应民航总局的要求，需要我们对空域容量做出正确评估，切实推行排堵保畅工作，合理流量管制决策都将使得空域管理更科学，更高效。

随着管制员工作负荷不断增加，在我国的某些繁忙机场和空域，比如上海两大机场，虹桥机场日均架次高达750架次，浦东机场达到1200架次，管制工作量之大时常会超出管制员的能力范围以外，极大底影响了保障飞行安全的能力。这需要我们深入研究分析空域复杂性因素与管制员工作负荷之间的关系，正确评估管制员的工作负荷与能力，来合理安排航班流量；根据实际航路航线来优化空域结构；从而平衡矛盾关系，尽可能减少由于空中交通流量增加而导致的空域承受压力大的问题，切实保障空中交通运输业的安全性和稳定性。

空中交通流量是指单位时间内通通过航线某一点或者某条航线的飞机数量（不分方向）。我国空中交通流量有以下两个特点。

1）空中交通流量快速增长。近年来，我国的空中交通流量增长很快，对军航、民航空管系统都造成了极大的压力，空中交通流量的状况取决于航线条数及长短、机场和飞机数量、起降架次等。

2）空中交通流量分布不均衡。空中交通流量增长速度快，分布很不均衡，其流量主要集中在少数政治、经济、旅游中心城市的机场，尤其我国东部较发达地区。

空中交通流量包括实际运行容量和最大容量，两者都是通过评估机场能接受的航班延误程度来取得的，航班的延误程度又和服务需求密切相关，存在着供求关系，如果在某个时间段内多架航空器同时请求服务，超出最大容量时就会造成延误，在地面交通就如同堵车；例如在上海虹桥机场高峰时段起降架次高达60多架次，相当于每分钟都有飞机在起落，为了符合民航相关起飞落地间隔规定，此时，我们就要实施空中交通流量管理，并且落地飞机在空中需要盘旋等待，这种情况下航班将会有所延误。而如果这些航班陆续请求服务，在很大程度上就能缓解延误的情况。通过研究分析得出，影响空域容量的原因有很多，主要包括相关管制员的工作负荷的主观能动性和相对空域结构、空中交通流量、相关民航管制规定等各方面的客观因素。在保证安全稳定运行的前提下，将空域系统结构、管制规则和安全等级，随机因素（飞机因素、人为因素、气象因素）都考虑在内，作出一个特定空域单元在单位时间内所能提供管制服务的航空器的最大数量的评估。

通过对管制员工作负荷进行容量评估，这一方法是目前国内较为成熟并应用广泛的容量评估方法，是对扇区容量评估较为主观的评估方法，通过分析管制员的实际工作，基本可以概括为：接收并识别相邻管制区移交的航空器；航空器高度指令；航空器速度指令；雷达引导航空器；监视航空器的飞行动态；调配航空器飞行冲突；为空中机组提供实时气象信息、航行情报及其他航空器动态；将航空器移交给下一个相邻管制区；计算航空器的航行数据并整理填写相关飞行进程单；与相邻管制区做好沟通协调工作。

而在管制员平时工作中，空管规章对管制员指挥的飞机数目即工作负荷也有着严格的规定，这也就对管制员的工作量进行了限制，进而影响了空域系统的容量。根据民航总局86号令即《中国民用航空空中交通管制规则》的规定，在雷达管制的条件下，充分考虑航路、航线结构所造成的复杂局面；雷达设备的配备及覆盖范围；管制员的工作能力及扇区评估；雷达通讯系统的功能；遇到特殊情况需要更换应急备份系统的情况下，进近管制区域内提供雷达服务的航空器最多为8架，区域管制区域内提供雷达服务的航空器最多为12架。当然这些规定的制定也是为了保障飞行安全，调节飞行容量的矛盾。

由上述管制员工作负荷介绍可以看出，给管制工作负荷权值划分繁忙等级对计算管制员工作负荷的准确性，起着重要作用，会影响到容量评估的结果的准确性。由分析中可以看出空中交通复杂性与管制员工作负荷有密切联系，因此可根据空中交通复杂性值对管制员在扇区工作负荷权值繁忙等级进行划分，建立优化管制员工作负荷的模型。综上所述，无论复杂性还是空域容量评估都还有许多方面需要被考虑和完善，还需要进一步研究交通复杂性与工作负荷之间的关系，客观的反应空域单元的容量，为合理有效的分配空中交通管制资源提供支持。

参考文献

[1]张志龙.终端区空中交通容量估计模型研究[D].南京：南京航空航天大学，1999：1-63.

[2]韩松臣.胡明华，等.扇区容量与管制员工作负荷的关系研究[J].空中交通管理，2000（06）.

[3]赵洪元.空中交通安全研究的综述及其发展方向[J].系统工程与电子技术，1998（6）：74-76.

作者简介

王冬俊（1985-），男，上海人，助理工程师，本科，研究方向：民用航空空中交通管理。