基于航迹的空管运行模式综述

崔亚伟

中国民用航空中南地区空中交通管理局湖北分局 湖北武汉 430000

航迹就是航行的轨迹，飞机在空中飞行需要遵循飞行航迹。当前各国的空管系统都是以基于航迹的空管运行模式（TBO）作为主要技术手段，依据该技术模式以航空器的四维航迹预测为基础，尤其是对未来航迹的预判，以此确保航空器之间的正确间隔，同时实现空管部门、航空公司以及航空器之间的航迹信息共享，确保航空运输系统效率，做好飞行、管制二者间的协同决策。

1 基于航迹运行概述

基于航迹的空管运行模式是以航空器的四维航迹预测作为基础，并打破传统的运行模式，改变以航空器当前所处位置作为已知条件进行运行的空管模式，实现对飞行未来航迹的合理预测，有效提升空中交通管理效率[1]。基于航迹运行的一个重要特点就是空管部门以及飞行部门都会将飞行航迹作为中心，对航迹进行规划、信息共享、协同决策和执行等，以此做到对航班的全程管控[2]。在TBO模式的飞行管制运行中，通过航迹信息数据的共享发布，同时整个协商过程也在共享信息管理系统之中，这样就能帮助运行单位及时准确的掌握全面的飞行信息。

1.1 战略航迹规划

“战略航迹规划运行程序是用户针对之前数年的飞行数据进行全面分析和探究，然后再长期计划的轨迹规划，而这样生成的航迹并不进行共享”。而这里所说的飞行数据主要包括：航班飞行需求（定期、不定期都包含），空中交通管理资源的容量、性能等方面的合理预测、新程序运行变化的影响、机场设施的使用情况、各季节的天气情况等。

1.2 预战术航迹规划

“空域用户在飞行数月之前，需要依据战略轨迹规划阶段的相关要求，向需求与容量平衡服务部门提供精准预测的飞行信息，这样更有利于战略空域组织和管理工作的顺利开展，这就是预战术航迹规划运行程序”。此运行程序中的航迹主要包含用户此次运行的目的，空域、航空器、天气等方面的运行情况是否受限，未来气象限制因素的长期预测，同时航迹信息也要在信息管理系统中进行共享。

1.3 战术航迹规划

这里所讲到的运行程序主要是航迹相关的运行单位，航迹协商的备案信息会作为事后评估依据，而战术航迹规划运行程序所包括的各个运行单位，比如航迹预定会通过的区域管制中心、起始目的地等，将对气象预测的实时信息、空中交通需求实时信息、运行需求、各自运行限制情况等，进行飞行轨迹的正确预测评估和协同决策。在进行航迹协商时，无论需要经过多少次的协商，都需要将整个协商过程在信息管理系统中进行共享发布，驾驶舱也会对信息管理系统中的航迹进行确认。

1.4 航迹执行阶段

在航路巡航过程中，航路运行程序、终端区进离场运行程序都属于航迹执行阶段运行程序。在此阶段中，基于航迹的空管运行模式主要涵盖依据最终接收到的离场时间、气象数据、预计时间和高度等信息情况，航空器再进行飞行；航迹偏差情况共享、协商发布，另外航空器在自主间隔情况下，能够与地面进行信息通信，最终通过对气象情况、飞行高度等方面的具体分析选择最佳航迹。这个过程中所提到的航迹偏差，主要是因为一些不可预测的情况，比如天气、空域限制、到达地区出现进场延误、管制冲突、其他突发紧急情况等[3]。而航空器设备自身就具有对到达时间进行定时的功能，能够依据航空器的实时性能情况对飞行速度进行适时调节，在飞航过程中一旦发现预测航迹同最终航迹出现的偏差并不在合理范围内，就需要对当前航迹进行自动更新，而且当限制情况出现变化时，也需要对航迹信息进行手动更改。

1.5 进场运行程序

在航空器进场运行程序中，系统需要根据已经离场的各路飞行航迹、机场内的限制情况、航空器自身性能情况等信息对进场路径进行正确预测，依据既定进场时间制定进场顺序，以此为航迹预测到达时间，同时航空器也要及时与地面进行进场时间间隔协商，据此进行航迹调整，这样能够保证航空器保持最佳航迹下降进场。在航空器进场时，有时会遇到不可预测情况，而为了保证进场航迹就需要在航路阶段解决这类问题。当航空器将进场程序启动时，会将巡航速度、下行风速、飞行性能限制的相关信息数据进行上传，并将要求的到达时间进行下载，一旦不能按要求时间到达，要及时与地面人员进行联系，告知相关情况，直至协商一致，再按协商后的到达时间进行航向和速度的调整和控制，并最终按要求到达时间进场。

2 基于航迹的空管运行模式在全球的运行情况

基于航迹的空管运行模式包含在2005年由美国制定的“下一代航空运输系统”计划中，此次NextGen计划的制定，主要是为了将空管系统进行有效提升，使其更加智能、灵活，促使空管系统安全水平得到提升。欧洲则在2004年制定了“单一欧洲天空空管研究计划”，该计划的主要目的就是将“基于空域的运行概念转变为基于航迹的空管运行模式”，以此提升空管运行效率，在这个计划中实现模式转变需要经历三个阶段，基于时间的运行——基于航迹的空管运行——基于性能的运行，其中第一阶段是计划的基础，第二阶段则注重飞行效率、飞行环境等方面，而第三阶段针则主要针对计划本身的高级性能，至今对基于航迹的空管运行模式已经进行多次仿真实验，并在Initial Four-Dimensional推动下，加快了Full-4D的进程。

3 结语

近些年来，我国民航运输量不断攀升，同时军事航空也随着国家战略利益的不断发展而持续扩大规模，无论是民航运输还是军事航空都对我国的空域资源和空域需求提出更高的要求。基于航迹的空管运行模式能够更好的提升运输效率，改变传统的空管运行模式，有效应对飞行流量、飞机数量、航空运输量等不断增加的情况，并将航迹动态信息在空管部门、航空公司以及航空器三者间进行共享，达到飞行与管制的高度平衡，据此保证航空运行的安全。