进近空域中的航空器冲突调配方法研究

进近空域中的航空器冲突调配方法研究

吴夏泉

中国民用航空三亚空中交通管理站海南三亚572000

引言

随着我国民经济的快速增长，民航运输事业以其高效快速等特点得到了高速的发展。航空运输的持续高速增长一方面为世界经济发展作出了重要的贡献，另一方面越来越大的空中交通流量也给空中交通管制系统带来了前所未有的压力。因为空域资源的有限性，飞行量的大幅度增加使得飞行冲突的问题越来越突出，冲突解脱代价（航班延误、取消）也越来越大。在我国，因为空中交通系统设备不完善，航路结构设计不合理，空域资源紧张等因素成为限制民航持续高速发展和威胁航空安全的主要因素，从长远来看制约中国商业航空和通用航空发展的却是3000米以下的中低空空域，因为所有的航空器都必须经过这些空域进行起飞离场、进近着陆或通用航空作业。以此分析探讨进近范围内的冲突预测与调配尤为重要。

飞行冲突判定

在空中交通管制工作中的“冲突”所指的是飞行在空中飞行时，是否会与其它飞机之间有相撞的危险。从表面的意思来说，飞机在空中相遇所发生的“冲突”，就是指飞机在飞行过程中，在某一特定时间，与其它的飞机在空间的占有上发生了重叠。依照所占有空间大小的不同，飞机之间发生危险情况的程度也有所不同。此外航空器相撞和飞行危险也是两个不同的概念。“相撞”是指两架航空器发生机体接触，而飞行危险则在相撞之前就已经发生了，即当航空器之间的距离小于一定“安全间隔”时，就认为有了飞行危险。

进近空域中的航空器冲突预测

研究两航空器的冲突情况，只需判断他们轨迹的相遇情况。在雷达管制条件下，雷达屏幕上可以显示航空器按当前飞行状态下未来一段时间的飞行轨迹。因此，只需比较两轨迹（或延长线）的相交情况。

对于同向飞行的航空器，只要两机间距离满足纵向间隔规定，且前机速度大于前机，或者平行飞行满足侧向间隔规定，即可视为不会发生冲突。对于反向飞行的航空器就要注意了，存在冲突的可能性也大。一般判断其是否满足垂直间隔，如果不满足，则需判断侧向间隔是否存在。如果均不满足，则需立即进行调配，解决冲突。要研究两航空器汇聚飞行的冲突情况，可以分别判断他们在垂直方向和水平方向是否满足规定的间隔标准。

结合实际管制经验，因为航空器的高度是在雷达标牌中显示的，所以可以先判断他们在垂直方向上最小高度差是否满足垂直间隔标准。如果不满足，再判断其水平方向的轨迹是否存在冲突。

进近管制中的航空器冲突调配

进近范围内的冲突调配作为管制员每一次调配都需要做到最优，如何选择最优的调配方案，需考虑以下几点：（1）航空器的性能。在航空器的类型给定后，航空器速度的上、下界由飞行性能确定。（2）每一架航空器的目标是避免与其他航空器冲突，且要使旅客感觉舒服、安全。（3）根据飞机所处的位置，确保飞机能按照计划下降到目标高度并尽量按时到达指定飞行的台，将延误降低到最小。

管制员调配冲突的管制手段有三种：调速法；改航法；.调高度。前两种是通过安排水平间隔，第三种是安排高度差。

（一）调速

雷达管制中调速是一种调配间隔、排序的重要方法。通过调整进场航空器的速度，管制员可以控制航空器到达五边或冲突点的时间，从而达到调整落地间隔和调配冲突的目的，减少雷达引导的必要，使航空器尽可能依靠自主领航完成进近直至落地。

管制员发布调速指令前必须清楚，速度调整的对象是航空器的指示空速（IAS）,不是航空器的地速（GS），地速是调速的目的。指示空速指航空器空速表的读数，是航空器通过空气的速度；地速是指航空器相对于地面移动的速度，即雷达标牌上的航空器速度。另外，指示空速和地速并不相等。发布调速指令时应考虑的环境因素，航空器飞行高度的风向风速对航空器地速的影响很大，发布调速指令时若不充分考虑风向、风速的影响，往往会导致航空器小于间隔甚至是危险接近。

调速还应该遵循以下原则：

（1）调速指令必须经航空器驾驶员确认，并应避免速度的增减交替进行，当指定表数不再需要时，应通知航空器驾驶员。

（2）航空器在等待航线飞行或最后进近中飞越距跑道入口8公里后，不应使用调速。

（3）中间和最后进近的航空器的调速量不得大于40公里/小时。

（4）指定速度通常为20公里小时或0.01马赫数的倍数。

（二）改航法

改航法改变了航向，对飞机的顺利进近会产生一定影响。通过系统推算表明，在任何情况下都能够使用改航法避让飞行冲突，航空器之间的距离和航向差越大，航向的改变量就越小；当航空器之间的距离大于6倍的飞行间隔时，应当使用调速法避让飞行冲突，这样航空器可以继续保持原定的飞行路线。

调高度法

（三）在实际的管制工作中，建立高度差是保障飞行安全的一种常用方法。在进近区域，由于高度层有限，改变飞机的当前高度可能会对本航空器或该空域内其他航空器的飞行产生影响，甚至引发其他的飞行冲突，除非紧急情况，一般不使用此方法。

在任何情况下，使用改航法都能够避免航空器之间的飞行冲突，航空器之间的距离越大与航空器之间的航向差越大，航向的改变量就越小。当航空器间的距离太小时，由于修正量已经超出航空器性能限制，不能使用调速法来解决冲突；但是，但航空器之间的距离大于一定的飞行间隔时，调速法既可以有效的避让冲突，又能使航空器按计划航向飞行，是一个很不错的方法。

小结

近年来处于高速发展期的中国民航，发展速度是世界平均水平的两倍以上，我国的航空运输业也在整个交通运输体系中占有越来越重要的位置。但由于空域资源的有限性，飞行量的大幅增长使得空域尤其是终端区在某些时段出现了大量的交通拥挤和飞行延误，甚至是飞行冲突。在目前的实际空域状况下，研究进近范围内管制员对冲突的预测与调配有相当重要的意义，只有调高进近管制员的冲突预测与调配水平，才能有效的提高空中交通流量，为中国民航事业腾飞发展打下严实的基础。