大数据技术在民航空管战术流量管理系统的应用

韩剑峰

摘  要：随着我国航空事业的快速发展，飞行流量与保障能力、空域容量之间的矛盾日渐突出。本文分析现状并提出相应的解决方案，基于大数据技术实现一套用于民航空管战术流量管理的信息系统。该系统能够帮助空管决策者在流量管理战术阶段调整航班的起飞策略从而平衡空域的流量和容量，避免空中交通拥塞，减少航班地面等待的时间，实现空域资源的有效利用，最终提高空管单位的管制服务质量及航班旅客的出行体验。

关键词：数据挖掘;空管战术流量;关联存储

中图分类号：TP399     文献标识码：A

1   引言（Introduction）

Abstract：With the rapid development of China's aviation industry，the contradiction between flight flow，support capacity and airspace capacity has become increasingly prominent.This paper analyses the current situation and puts forward corresponding solutions，and realizes an information system for tactical traffic management of civil aviation air traffic control based on big data technology.The system can help air traffic control decision-makers adjust flight takeoff strategy in the tactical stage of traffic management so as to balance airspace traffic and capacity，to avoid air traffic congestion，to reduce flight ground waiting time，to realize effective utilization of airspace resources，and ultimately to improve the quality of air traffic control services as well as flight passenger travel experience.

Keywords：data mining;ATC tactical flow;associated storage

當前空中交通管制工作急需解决的问题是，改变目前以人工计算和管制经验发布流量管制策略的方式，通过信息集成度高、智能化、适应复杂航空运行环境的系统工具分析海量航空运行数据，提出最符合实际运行情况的流量管制调整方案[1，2]。

本文研究构建一个基于大数据技术的空管战术流量管理系统，通过采集、计算、归类、挖掘等手段在海量数据中找到数据的价值，分析当前的航空运行态势，预测未来一段时间内的区域航空流量，快速实时的为用户提供决策依据。流量管理用户通过系统可达到：平衡空域流量和容量，流量管理将从当前的单纯调整航班流量转变成为流量与容量协同调整;提供分析决策辅助工具，采用多种分析、预测、决策支持工具，辅助工作，避免空中交通拥塞，减少航班地面等待事件，实现空域资源的有效利用并提高航空旅客的出行满意度[3，4]。

2  战术流量管理系统的构建（Construction of the tactical flow management system）

战术流量管理要遵循发现问题-分析问题-解决问题的科学思路，首先从时间和空间上对已经或即将出现的容量与流量的不平衡问题进行定位，然后对产生问题的原因进行分析从而制定和实施相应的流量管理策略和措施。在实施过程中要根据环境变化和各方的反馈进行不断的调整，管理过程结束后还要进行适当的数据分析与总结[5，6]。因此，空管战术流量管理系统应具备以下功能：

（1）结合大数据技术，预测未来一定条件下的空域流量

预测空域流量是流量管理系统的核心难点，必须综合考量各项影响航班飞行轨迹、速度、高度的因素，如航班计划航路、航行情报、气象、各管制单位发布的航路限制等。这些因素有的是可以通过固定算法进行计算，有些则无法预知确切影响范围和数值，只能通过大量的数据经验积累及数据挖掘算法得出最有可能接近实际量的预测数值，而这些预测数值对于战术流量管制工作至关重要。

（2）能够给出解决冲突的调整策略

战术流量管理主要分为起飞前管理方法和飞行中管理方法，本文研究的系统主要是进行起飞前管理，其主要管理手段为：地面延误程序、改变计划航路、地面停止、用户取消和代替航班。

在得到精确未来空域流量之后，系统就能准确地评估出空域流量与容量是否冲突，做出合理的战术调整如改变计划航路、取消航班等，并准确地给出地面航班的预计起飞时间。同时，明确地面航班起飞时间，减少航班关舱门等待时间。同时对于在预测计算中超长时间延误的航班，给予相关航空公司取消或调换航班的建议。

如此，在解决空域冲突的同时，也给予航空公司和旅客明确的航班计划安排。航空公司可以提前进行航班内部调整并及时与旅客沟通，旅客也能获得最真实可靠的航班信息调整自己的出行安排。因此，系统在提高空管管制效率的同时，也能提高民航其他单位的工作效率，提高旅客的出行满意度，最终达到多赢的运行效果。

（3） 通过大数据积累与挖掘，不断自学习优化调整方案