基于统一目标管理的协同决策机制研究

□ 广州白云国际机场运行控制中心 任 燕/文

随着航班运行量与旅客吞吐量的快速增长，我国民用运输机场均面临着空中时刻资源和地面保障资源瓶颈突出的问题。航班运行管理是一个系统性工程，涉及到航班运行链条上的各个运行单位。在资源受限条件下，要做到运行效率最大化，就必须实现各运行单位协同决策，统一目标。本文就白云机场协同决策机制构建过程为例，论述我国大型机场应当如何构建基于统一目标管理的协同决策机制，提供解决方案。

研究背景

当前全国机场都在加大A-CDM系统建设投入，以求实现航班运行协同和运行效率提升。但从实际运行情况来看，大多还处在系统互连和数据共享阶段，尚未实现真正意义上的“协同决策”。事实上，A-CDM系统真正价值在于为各参与协同运行单位提供一个共享信息的平台，使得各运行单位可以基于此达成一致目标，平衡各方利益。

在系统建设方面，A-CDM系统研发和上线运行之前，CDM系统既要统筹空中流量管理又要统筹地面航班进程管理，特别是地面，涉及用户众多，节点复杂，数据采集难度极大，这些都会对CDM的运算和航班排序结果造成一定程度影响。而在A-CDM系统上线运行之后，航班在地面的进程管理、节点监控、数据采集和目标时间推算则可以由A-CDM系统更好地完成，为CDM系统的良性运行提供有力支撑。

在运行机制方面，一方面，近年来民航局在全国机场推行运管委模式，加强民航各运行单位的协同联动，为建立真正意义上的“协同决策”创造条件；另一方面，民航局空管局目前正在紧锣密鼓地推进全国流量管理规则建立以及系统开发建设，目标就是要打破原有各地区空管局流量管理单位相互独立、各自管理的局面，要形成全国统一的流量管理规则、运行标准和协调机制。这种变革，也将进一步促进机场地面的A-CDM系统在统筹好地面各单位协同运行的同时，要做好与全国流量管理系统的对接。

运行机制设计思路

基于统一目标的协同运行机制设计原理如图1所示。

（一）划分A-CDM与CDM界面

CDM统筹空中时刻管理，根据空中通行能力和航班地面运行情况进行时序分配，向A-CDM实时传输CTOT（计算起飞时刻）；A-CDM对航班TOBT（目标撤轮档时刻）实施统筹管理，综合评估保障能力，统一调配保障资源，规范航班保障秩序，向CDM实时提供高质量的TOBT。

（二）建立TOBT计算规则

一是在航班TOBT计算中，要综合考虑航班动态的变化、拼接关系变化、可变滑行时间、保障能力评估、航班正常性需求以及在不利条件下的协同运行等因素，确保A-CDM系统自动计算TOBT质量。

二是在TOBT计算中引入“DELTA值”。华南地区每年3～9月是雷雨天气高发季节。雷雨天气带来的限制是变化的，而地面资源的调度以及机组、旅客的安排也是变化的。如何综合满足流量管理、航空公司、机场的航班管理需求，充分融合三方变量，是一个难点问题。为解决此问题，就需要对航班TOBT算法进行改进，通过“DELTA值”综合评价地面保障能力，A-CDM基于“DELTA值”每分钟完成一次TOBT的计算更新，实时发送给CDM系统，CDM系统根据实时更新的TOBT为航班动态挑选最优时序（CTOT）。

（三）以机场为主体实施航班TOBT的统一管理

在机场实施TOBT全面统筹之前，各航司在CDM系统上录入、修改航班的TOBT，这种情况下TOBT质量不高，甚至部分航班没有向CDM提供TOBT。在机场实施TOBT全面统筹之后，各航司在A-CDM系统上管理航班的TOBT数据，经机场运控中心审核通过后，再通过A-CDM发送至CDM系统，参与航班起飞排序，这样就确保了TOBT有一个统一的监管机构，数据质量能够得到有效保证，CDM根据TOBT计算的航班起飞时序（即CTOT）更可执行，理顺了航班空地运行秩序。

（四）建立高效的空地协同决策

A-CDM与CDM以高质量的TOBT交互为核心，通过TOBT的统筹管理，将空管、航司、机场拧成了一股绳。航空公司可以实时掌握空中流量实时情况以及预计变化趋势，做好旅客安排、内部运行调整决策，并将决策结果通过TOBT反馈至A-CDM系统；空管可以随时掌握地面每一个出港航班的保障情况，为空中流量管理措施的制定及优化提供参考；机场可以准确掌握每一个航班的预计出港时间，为运行态势的调控、保障资源的合理调配提供支持。

（五）建立地面统一目标管理

以往，在A-CDM系统和协同机制建立之前，由于缺乏统一管理，各运行单位保障目标不一，信息多头，整体协同性不强。在缺乏统筹的情况下，用户抢资源、抢设备的现象较为突出。在TOBT统筹之后，由机场通过A-CDM发布统一的目标保障完成时刻，各单位均严格按照此时间开展保障工作，实现了地面各单位之间的协同，统一目标、统一步骤、紧密配合，理顺了地面运行秩序，提高了保障效率。

白云机场实践情况

广州白云机场2019年5月完成了运管委重构，在6月至8月期间，相继完成协同机制设计、A-CDM协同功能研发、A-CDM和CDM数据交互和协同运行模拟测试，9月2日正式启动运管委常态运行，9月18日完成对航班TOBT统筹管理。从实际运行评估情况来看，效果显著。

一是航班正常指标创历史新高。2019年1月至11月，机场放行正常率为87.98%，同比增长4.26%。其中，9月正常率首次突破90%，10月更是实现了95.04%的历史突破。根据飞常准业内数据分析，2019年10月份，白云机场跻身全球大型机场准点TOP 5，11月份跻身全球大型机场准点T O P 4。从2018年9月开始，白云机场航班放行正常率已连续15个月超过80%。2011～2019年9月白云机场放行正常率如图2所示。

二是航班延误时长大幅降低。实施协同运行后，机场航班平均放行延误总时长仅为2分12秒，同比减少2分钟；航班出港平均延误时长仅为3分59秒，同比减少1分59秒。此外，通过统筹工作，短时延误航班比例大幅降低，放行延误十分钟以内的航班，同比降低了43.53%。

三是减少航班长时间延误和旅客等待时间。通过DELTA变量的应用，全面统筹以来，共对154班长时间延误航班进行干预，其中有47班抢回正常，50班延误时间降低至2小时以内。从长时间机上等待航班的运行数据来看，实施统筹以来，机上等待1小时以上的航班为794班，同比降低40.78%；超2小时以上的航班为25班，同比降低41.67%。

未来发展展望

一是搭建空地协同体系。对标全国流量管理系统建设思路，完成现有协同系统链条的整合，确立以A-CDM为地面运行协同统筹核心中枢，以全流程、高质量精密协同为目标，搭建与全国流量管理系统、AMAN以及DMAN、各地面运行保障系统的联通接口，完成从预先目标管理到各环节精细管控的管理逻辑与系统逻辑的建立（如图3）。

二是延伸空地协同空间。在TOBT统筹的基础上进一步延伸，完善TSAT（即航班目标开车时刻）的统筹管理，实施航班推出动态排序管理。同时，在TOBT以及T S A T的基础上，进一步扩展空地协同界面，将协同链条覆盖航班运行各个关键要素，例如“READY”状态的精确推送、可变滑行时间的高质量预测。