空域评估模型构建及其在空中交通管理中的应用分

析顾乾

摘 要：想要做好空中交通管理工作，就需要对某一区域中的运行容量准确计算。在空中区域运行流量管理的问题中，需要将整体空中系统的某些容量作为建立模型的约束，空中交通管理系统的飞行容量估计是空域安全管理的基础。而空中加公共交通容量的预估是否可以完全准确，直接影响流量管理实施的效果。本文主要阐述了空域评估模型构建，以及在空中交通管理中的运用，以望起到参考作用。

关键词：空域评估;模型构建;交通管理

传统的空中交通模型与现代化交通运输模型具有较大的差异，因此需要在原有的模型基础上，结合空中交通航路飞行的实际情况，进一步人是构建全新的航路容量模型。

一、构建模型需要考虑的因素

1.1航路高度层配置对航路容量的影响

传统的空中航路容量评估模型中基本存在两个方面的内容，首先是每一个高度的飞机容量高度饱和的情况下，就确定用这种方法计算飞机航线的最终容量，但是这个结果只会导致在飞行过程中的航空器都集中在比较小范围的高度，而那些高度层可能容纳的飞机容量是有限的，且在实际飞行过程中并不是完全可行，因此这种模型既不能将高度层划分为主要和备用两个方面，也无法体现出各个高度层之间的差异。第二种模型就是计算某些运用率比较高的高度从容量，这种计算结果会得出某些高度层的瓶颈容量，无法对整个飞行流域的容量进行概算。这个模型的缺陷在于统计范围较小。可以看出下汉庭的航路容量估计模型具有一定的局限性。因此，在构建航路评估模型的过程中，需要针对不同的机型选择相应的高度层，并划分出主要和备用高度层，并与空中交通将要出现风险的时候可以进行及时的调配。然后，注重设置不同高度层之间的流量比例，并通过这种方式得出最终的线路容量，用以概括整个空中流域的航路运行整体情况，最终展现不同高度层之间的差异。

1.2备用高度层的运用对于整体航域容量的影响

在实际飞行之中，备用高度层会直接影响整体航路的容量，但是以上两种传统航路模型并没有重点关注备用高度层的作用。第一种航线评估模型没有划分主要和备用两个方面的迷行，整体化的模型构建让每个高度层的容量都十分饱和。而第二种模型相较于第一种模型而言则比较注重细节，只设置一些主要高度层，没有考虑到备用高度层的设计。但是，备用高度层对于整体设计的重要性不言而喻，只有将主要高度层与备用高度层共同结合，才能获取更广阔的调配空间。但是构建这种模型的主要问题便是如何较好地体现备用高度层的作用。为了区分主用高度层和备用高度层之间的差异，特地设置一个主用高度层航空器的占有率。通过这个设置体现航空器对于两个高度层的使用情况。主用高度层的佔有率，不仅反映了两个高度层之间的使用情况，还可以体现空中流域管理人员的支配能力。主用高度层具有较高的占有率，则整体系统支配能力不强，空中流域系统的容量较低。相反，中高层的佔用率越低，整体系统的支配能力就越高，空中流域的容量就会越大。如果主用高度层的佔用率接近百分之百，那么备用高度层都会处于完全空闲的状态，没有得到完全利用。

二、空域评估模型构建算法

如果在同一高度从的航路中，出现交叉点，那么情况比较复杂。这种情况就需要通过设置相应的管制规则来对不同航路的飞行器作出限制。而对于不同飞行器在同一高度层的汇聚飞行，航路容量还需要考虑具体航路之间的飞机流。

由于各个飞机产生冲突的时间与航路之中的飞机流配置直接相关，因此需要求出某一高度层飞机航路相遇的时间范围。首先我们需要了解该航空领域中，各个航路容量的计算方法。设置某一个高度同为主用高度层，将他的飞行时间与其他的高度层进行详细对比，如果主要高度层的时间较大，那么他就会成为制约整体航路容量的重要因素。如果这个时间不是最小，那么在此高度层的交叉飞行也并不是制约整体航路的重点因素，在时间不是最小的情况下，往往航路容量是需要结合其他高度层的实际飞行情况来决定。需要注意的是，从一般区域的飞机容量计算方式来看，飞行流域的航路容量计算需要将航路容量的计算方法作为基本，该区域之内包含了较多的高度层的飞机航线。但是，好路区的容量并不是等于各个高度层航线的简单加和。对某一飞行区域而言，其中包含的飞行航路就可以直接分为主要航路和辅助航路，需要考虑的是都是主要航路的情况下，也会存在一些流量上的差异。另外，对于某些空中区域的流量而言，航路之间存在较多复杂的拓扑结构，这在一定程度上直接影响了整体区域的航路容量，而对于某些终端区的情况则更加复杂。由于各个终端区具有變化形式较大的飞行高度，都会产生更多的限制因素，因此，如果只是在理论层面建立模型就会比较困难，对于我国实际飞行状况而言，建立航空模型需要有以下几个条件作为基础。

（1）各个航空器需要依照设置好的离场顺序来飞行，雷达只能作为监控设施。

（2）如果某一空域之中存在某一航路，不仅可以进场还可以完成离场，做进出的航空器都需要存在一些高度层面上的间隔。

（3）对于某些航空器之间的交叉点，需要依照已经设定的程度，在终端构建不同飞行器在同一飞行点与时间之间的对应关系。

三、构建这种模型需要经过步骤

（1）分析飞行器的类型，并将各个型号的比例，进出场流通情况在不同飞行点之间的比例来产生相应的飞机流。

（2）通过设定的程度统计飞行器放行 的时间

（3）在飞行器需要进场或者离场的过程中，需要依照时间相近的两个飞行器之间的航线，跑到占用情况，各个飞机进场路线以及近飞行阶段上是否存在一些冲突等。

（4）在不存在冲突的情况下，安排飞行器的进出。如果存在一定的冲突则等待适当的时机避免冲突。

（5）对于某些已经完成飞行的飞行器 ，在终端的列表中及时删除，避免出现混淆情况，影响后续飞行器进出终端区的判断。

（6）如果飞行器在完成飞行的过程中就可以获取一个总的飞行时间，那么可以根据模型中统计的飞行器数量，除以实际飞行的时间，最终得出该 飞行流域的航线容量。

总结：本文针对空中交通管理问题，分析了构建模型需要考虑的因素。阐述了空域评估模型构建，以及在空中交通管理中的运用，以望起到参考作用。

参考文献：

[1]李印凤. 复杂机场终端区空域资源配置关键技术研究[D].南京航空航天大学，2015.

[2]王超. 飞行程序运行评估的理论方法及仿真应用研究[D].南京航空航天大学，2012.

[3]黄宸宇. 空管灵活使用空域运行机制及效能评估研究[D].中国民用航空飞行学院，2015.