机场协同决策系统建设方案

机场协同决策系统建设方案

支兵,庄青

（南京莱斯信息技术股份有限公司，南京，210014）

摘 要：机场作为航空活动的重要场所，随着交通流量上升带来的交通拥堵和航班延误情况日益突出，如何提高机场的运行效率和质量成为当前航空界的热点。本文从机场协同决策系统建设出发，阐述了系统的建设背景、建设目标、主要功能、技术创新和发展趋势，实现以机场为中心、各个运营方资源的合理调配，以里程碑的管理模式更加精准、精细的监控航班运行，推动了地空协同运行发展，提升了机场运营效率和航班运行品质。

关键词：协同决策；里程碑；保障节点；信息共享

中图分类号：V249.1自动检测

0 引 言

随着航空交通流量上升，交通拥堵和航班延误日益突出，机场作为航空活动的重要场所，一架飞机从起飞到落地、完成过站再次起飞，其间涉及撤轮挡、靠桥、放行、登机、关舱门、起飞、落地、上轮挡等几十个保障节点、十几家驻场单位。而要想在日常安全运行时让这些保障节点衔接得“如丝滑般顺畅”，就需要打破各保障单位间的信息壁垒,实现高效协同。但长期以来，各单位的运行信息归属自己，运行数据难以共享。于是，机场协同决策（A-CDM）系统应运而生。究竟什么是A-CDM系统？

A-CDM是空管、机场、航司等部门通过资源共享和信息交换、精确监管航班在机场保障过程各流程节点，运用信息技术手段实现一套完整的机场航班保障控制流程，集成进/离港、场面、流量、机场运行等管理系统，以保障各利益相关方及时掌握场面、进近和进离港排序等重要航班信息，所有单位基于联合协作的理念，作出更加安全有效的决策，实现机场的整体保障能力、运行效率和服务质量有效提升，从而提高航班的正常率，减少航班延误造成的经济成本[1]。

1 建设背景

欧洲航行安全组织（简称欧控）是国外推行机场协同决策理念最积极的组织，从1999年起，经过5年的探索，欧控、国际机场协会和国际航协共同制定了较为成熟的空地协同运作规则，发布一整套标准化的概念以实现航司、机场、空管部门的协调运行，帮助机场有效提升对航班整体运行态势的预测和执行效率，进而提高对航班运行保障的预测精准度和航班正常率[2]。2012年，国际民航组织在《航空系统组块升级方案》中将机场运行列为首个绩效改进领域， A-CDM作为机场运行的重要组块，是一种有效提升机场运行效率和质量的手段。

相较国外，国内在机场空地协同决策方面研究起步较晚，2012年起，国内机场开始尝试采用更先进的管理平台，实现资源共享和信息协同，以提高机场航班的整体运行效率。2017年，民航局开始在千万级以上机场建设A-CDM系统，并于2018年先后制定《机场协同决策实施规范（试行）》《机场协同决策建设评估办法（试行）》，以规范A-CDM的建设工作。

2 系统功能

A-CDM系统基于全系统信息管理环境，以构建机场运行协同体系为目标，以提升航班保障效率为核心，通过空管局、航司、机场、地服、流量管理各单位间的信息传递、合作和共同决策，突破协同决策信息共享、里程碑式管理方法、可变滑行时间、离港前航班排序等技术，优化利用机场资源、提高保障节点的时间可预测性，在各单位间信息共享的基础上，协同各类保障资源调动，从而最大化的提升资源利用率和机场航班的运行效率，特别是大面积航班延误下的快速响应和处置能力提升，从而实现机场航班保障事件的准时性和可预见性。系统主要功能包括信息共享、航班信息管理、运行态势监视、航班协同管控、运行效能分析、地面延误管理、值班管理、任务分配、移动APP等[3]。

A-CDM系统以信息共享为基础，关键在协同决策。系统实现各单位间信息共享、里程碑式的管理方法、灵活的滑行时间、离港航班预排序、极端天气下的协同放行以及空中交通流量管理的六个概念要素整合。为各驻场单位提供共享平台，支持其提供核心数据并进行准确及时传递，由此树立各驻场单位共同的情景意识，对各业务环节的运行情况进行态势感知，实现机场整体态势展现。系统采用灵活组件方式加载多项核心技术，如基于流程性里程碑的协同决策、航班全生命周期管理、基于大数据分析的地面资源调度、基于机场除冰调度的协同离场前排序等技术应用，以精细化、高效的自动化管理手段，为机场飞行区管制运行提供更安全、更高效的保障。

2.1  基于流程性里程碑的协同决策技术

里程碑是航班在机场空域和场面运行期间发生的重要事件。通过里程碑节点的界定，建立流程性协同决策模型，描述从初始计划至航班离场的运行保障过程，从而密切监控各重要节点，实现共同情景意识，预测后续事件，以各方协调的目标撤轮档时间（TOBT）为依据排序，考虑到航程排序、容量限制、地面保障情况等因素，充分使用跑道可用时隙，为每个出港航班提前分配计算离场时刻以及计算撤轮档时刻，使跑道利用率最大化，减少航班滑行等待时间，从而降低航班延误率，提高机场保障能力[4]。

2.2航班全生命周期管理技术

该技术将各里程碑节点按时间顺序整合成航班在机场活动的完整过程，实现所有参与方的共同情景意识，确保进、离场航班的连接。生命周期管理过程将实现信息动态拟合，连接形成航班的运行态势，通过信息共享方式使各方及时反应，以提高航班各保障节点可预测性和整体运行效率。确定重要节点并利用这些关键节点（即里程碑）跟踪航班进程，以移动时间方式动态展示里程碑的分布，及时、精确、稳定的规范数据预测性和数据质量，并且在突发事件产生或航班被干扰时，能及早做出决策。

2.3基于大数据分析的地面资源调度技术

该技术自动整合来自机务、廊桥、清洁、油料、车队、旅客服务、航空公司、空管等多部门信息，整合机场监控、值机离港、机场安检、停机位分配、空管场面管理、协同放行等系统的实时数据和历史数据，进行大数据分析和预测，生成资源预警信息，进行智能决策，包括：航班动态关联车辆调配，优化车辆运行、航班动态关联人员安排、自动分配停机位等。

2.4基于机场除冰调度的协同离场前排序技术

该技术通过机场建立的除冰收益函数公式，结合排队论的相关理论，构造整个机场除冰排队数学模型，用排队论的方法对模型进行完善，归纳出除冰排队数学模型各阶段的目标参量，进一步优化机场航班收益函数。在航班协同离场前排序的基础上，通过对数据的分析和计算，针对在本机场特定设施和资源条件情况下，不同航班安排速率和机场航班收益之间的关系，使整个机场的收益达到最大值[5]。

3 结束语

截至2022年，我国千万级以上机场基本都已经成A-CDM系统。得益于该系统，航班保障节点数据的采集更加准确、及时，航班运行监控及资源管理更加精准、精细。航班运行效率的提升，提高了航班运行品质，给机场带来了实实在在的经济收益。据统计，千万级机场每日小延误临界航班协调成功率为50%~80%，提高机场整体放行正常率2%~5%。但是，航班是跨区域飞行的，区域间机场的协同运行同样需要共享平台支撑，为进一步提升运行协同决策水平，支线机场A-CDM的建设、A-CDM与流量协同运行显得尤为紧要。2022年2月，民航局发布的《机场协同决策系统技术规范》明确，A-CDM是由机场协同决策参与方和利益相关方共同参与，以信息共享为基础，以协同运行为纽带，建立各方共同决策的技术支撑平台，通过优化地面资源配置、管控运行保障节点、完善协同放行排序实现机场运行效率提升。

参考文献：

[1]鲍帆,王旭东.机场协同决策体系结构设计与信息服务分析[J].信息化研究,2017,43(05):28-34.

[2]潘浩. 机场协同决策系统的设计与实现[D].大连理工大学,2014.

[3]民航局:明年超3千万级机场必须完成A-CDM建设[J].民航管理,2017,No.322(08):45.

[4]蒋丹洋.基于里程碑方法的空管信息动态拟合技术的设计与应用[J].软件工程,2016,19(04):36-39.

[5]沈文兴. 基于排队论的机场除冰问题研究[D].大连理工大学,2013.