扇区移交点空中交通通行能力评估技术研究

扇区移交点空中交通通行能力评估技术研究

谭艺博

中国民用航空西北地区空中交通管理局   陕西西安   710000

摘要：近年来，随着我国民用航空业的迅速发展，空中交通流量急剧增加，需要对空中交通能力进行科学、合理的评价，以缓解空域资源的供求矛盾，降低航班延误。扇区换乘能力是空域布局的重要组成，其合理选择换乘能力，既能提升换乘效率，又能缓解扇区负荷，又能保障航管人员的人身安全，对保障航空运输的正常运营具有重要意义。当前，我国航空运输能力的计算主要依赖于航空公司的历史数据及管理经验，其计算的科学性和准确性还有待提高。论文首先对这一问题提出的理论基础、提出的意义、国内外关于调度人员工作负荷估算、调度人员工作负荷估算等方面的研究进行了综述。本文对扇区转换过程中的飞行能力及飞行特性进行了较为详尽的阐述，并对一些重要空域的飞行能力估计进行了简单的阐述。在此基础上，引入了调度员负载的概念及影响因素，并对常用的调度员负载估计方法进行了分析与对比，并根据调度员负载的特点，提出了一种基于调度员负载的调度员负载分级与度量方法，从而实现了在调度员负载基础上，以调度员负载为基础，对调度员负载进行了评估。在此基础上，本文还对影响扇区传送点集能力的各种因素进行了详细的阐述和分析，并以这些因素为依据来判断基准的正确性。最后，以扇区节点的容量评估与调节为例，对所提出的方法进行检验，并在此基础上提出相应的改进与提升策略。

关键词：空中交通；通行能力评估；扇区移交点

引言

随着民航事业的飞速发展，我国民航的飞行规模不断扩大，导致了大量的空管工作，同时也导致了大量的空管工作。如何在现有的基础上，对空管系统进行有效的控制，是当前空管工作中面临的主要问题。空域容量评价是空域资源优化配置的基础，是空域交通管理、空域规划、航班时间调整等方面的基础。扇区转换能力是航空运输过程中非常关键和特殊的环节，其计算方法对于提升航空运输调度效率、缓解航空运输系统的拥挤、保障航空运输安全、保障航空运输的正常运营具有十分重要的意义。当前，我国航空运输能力的计算主要依靠空管人员的历史资料与管理经验，其计算的科学性与准确性亟待提高。针对这一问题，本项目拟从系统负荷角度出发，通过构建一个以负荷为基础的系统负荷预测模型，并针对各负荷指标的变化情况，对各负荷指标进行修正。在此基础上，构建了一个以调度员工作负荷为基础的区间接驳站通行能力评估模型，通过对各通行能力因子的调节，实现了对各通行能力的精确评估。

一、空中交通通行能力定义

（一）容量

在一个特定的空域或一个机场，在一个特定的时刻，其最大可供起飞或降落的航空器数目就是为这个空域或这个机场提供的航空流量的容量。航路结构、航空器性能与导航精度、气象条件以及空管人员的个体因素等都会对其产生影响。通常情况下，航空运输能力可根据其相对于航班延误的大小，将其划分为可操作能力和最大能力两类。操作能力，又称真实能力，是一段时间内，某一空域内某一特定时间内，能够提供的最大航空器数目，并达到允许的延迟程度。最大载客量是一段时间内，某一空域可供飞行的最大载客量，也就是当飞行载客量达到无限大时，载客量就会达到最大载客量。

（二）通行能力

当前，我国航空运输控制能力主要是通过各主管部门依据历史资料及实际操作经验来决定的。运营管理与各个单元协作，每个季度对航空运输能力进行一次分析，并于季度转换之前15日将运营管理的能力报告至每个航空运输管理区域办事处的指定机构，每个航空运输管理区域办事处在季度转换之前10日结束分析，并将机场运输能力报告至航空运输管理区域办事处。在起航的前一天，各运营管理部门会与相关部门共同对气象预测进行分析和评价。第二天的预计航空流量须于执行日期的16:00之前呈报给各区机场管理局，供其核准及公布，以供机场管理局编制第二天的预计航空流量。预计的航空流量应该于第二天提交给各地的空管部门供其审批，以供其对第二天的飞行状况作一个初步的分析，并对其中可能存在的瓶颈问题及相应的对策进行分析。飞行控制单元在飞行当日，必须依据天气状况、空域利用率、人员状况等资料，在已知的一切暂时资料或其它资料的前提下，决定下一小时内的机场、航段、航点或航段的载客量，并向当地航空控制中心报告，供其审核及公布。如无参照物，营运控制机构可依据营运实际状况，凭营运控制的营运经验，直接加以证实。

二、扇区移交点空中交通通行能力

（一）扇区移交点空中交通通行能力的基本概念

航区交叉路口的载客量是指从交叉路口进入该航区的航空器数目，用一小时的飞行次数来衡量。权力移交的程序分为三个阶段：权力移交、权力移交和权力移交。所谓的“预移交”，就是在此之前，由发送方与接受方进行合作，就移交飞机的移交事宜进行沟通，其中包含了飞机识别标志、移交高度、移交时间等内容，并取得接受方对接受移交飞机的意愿。所谓的通讯交换，就是把接受方的地、空频道通知飞行员，飞行员与接受方进行双向通讯。所谓转交，就是转交的航空器跨越了两国之间的管制界限，而接受方对航空器的管理职责也就是转交的航空器。

由于同一时间内只能有一个空中管制单元进行管制，所以，在不同的管制单元之间，会发生不同的管制单元之间的转换。航空管理部门的职责很清楚，两者之间的关系也很重要。为防止因手续繁琐、职责不明而导致的严重意外，在机场之间的交接过程中，应做到严格、清晰。一般来讲，飞机的飞行过程被划分为八个阶段，分别是：起飞机场地面运营、起飞、爬升、巡航飞行、进近、着陆、目的地机场地面运营，飞机需要在机场管理、进近管理和区域管理三个服务单位之间进行切换。

（二）扇区移交运行特征

一般情况下，在一些比较繁忙的区域，为了增加转移的效率和明确转移的义务，转移人会签订一个转移合同，合同期限一般是一年。如转移协定中所述，转移人应遵守以下转移条件，以决定其所掌控的区域的界限。

1.有关转移场所之限定。当控制区域内有较多的航班，或有较多的航班要着陆时，则应该将飞机调至正常的调整点，调不动时，调整者应该根据商定的调整点方案进行调整点。当管制区域有大量的班次或大量的备降班次时，由管制区域的各班次安排到一般的转机地点，如果不能做到，则由各班次根据双方同意的转机计划进行协调。

2.透射高度。相关当事方应维持转移所需要的海拔，且除特别注明外，其他当事方均应符合转移地点10千米以上的海拔要求。如果飞行路线的飞行高度在转移控制文件中指定的飞行高度以下，则将飞机转移到飞行路线或暂时的合作飞行高度。在执行军事任务时，对航空器进出管制区域的飞行高度进行了一定的限制，并对其进行了相应的调整。

3.发送间隔。从相同的转运控制点进入控制区的航空器，彼此相距不少于10千米。在一些例外的条件下，例如在暴风雨中飞行或等待时，转移一方必须保证在双方的扇区范围内飞行，并保证其飞行高度不低于5公里。当飞行客流量较大或降落管制区域有较多飞行客群时，同一条线路、两个高度之间的空距应最小为20 km，两个高度之间的空距最小为30 km；在相同的轨道上，在不同的高程上，相距不少于10 km，相距不少于20 km。

结语

在此基础上，利用证据原理对系统进行了优化，得到了系统的最优控制策略。提出了扇区传送的概念，并对扇区传送操作的基本特征进行了分析。本项目以转场扇区为研究对象，通过对已有人员负载分类与度量方法的研究，构建人员负载数学模型，并基于所建模型，对各区域的人员负载进行量化与度量。本项目以扇区接入点为研究对象，以此为依据，采用证据理论对接入点接入能力进行调节，构建接入点接入能力调节模型。

参考文献

[1]张功.基于管制员工作负荷的扇区容量评估技术研究[D]:[硕士学位论文].南京:南京航空航天大学,2013.

[2]武丁杰.基于管制员工作负荷的空域容量评估新方法J.武汉理工大学学报,2014,38(4):846-849.

[3]王少鹏,周雄飞.基于管制员工作负荷的区域扇区容量评估.航空计算技术,2015,45(4):116-119.