空管自动化技术发展研究

令狐鑫

摘   要：近年来，空管自动化技术在我国航空交通管制工作中所发挥的作用愈发突显，尤其是其在保障飞机安全飞行和开发空域层面的应用优势，已经足以证明该技术的研究价值。对此，文章围绕空中交通管制工作，通过分析空管自动化技术发展过程，详细阐述了该技术的发展趋势和发展路径，旨在给予相关技术人员可行的帮助，并以此促进我国航空交通事业的蓬勃发展。

关键词：空管自动化;技术发展;发展过程;发展趋势;发展路径

在长期空管发展过程，空管自动化系统作为一个以局域网为连接的复杂网络系统，不仅能够有效实现包括通信、气象、导航、管制在内各项空管工作的有机融合，同时也可从根本上减轻空中交通管制人员的工作压力，有利于降低空中交通事故发生率，并在保障飞机正常安全飞行的基础上提升空域的整体利用率。因此，从目前来看，空管自动化技术作为空管领域的主要研究内容，符合空管工作的发展需求，需要人们给予足够重视。

1    空中交通管制系统的发展历史和发展现状

1.1  第一代空中交通管制系统

第一代空中交通管制系统诞生于第二次世界大战之前，其中，为避免飞机飞行过程中出现碰撞，空管人员往往借助低频导航站引导飞行员，同时再结合固定的飞行时间以及固定的飞行间隔，能够在一定程度上发挥空管的基本效果。但是，由于第一代空中交通管制系统应用下空管工作人员主要扮演飞机飞行的通信员以及领航员，因此并不能就飞机的动态飞行轨迹进行实时监测，整体管控效果较差，只适用于飞机较少的飞行情况。

1.2  第二代空中交通管制系统

在第二次世界大战爆发后，基于军事领域雷达技术的快速发展以及航路导航系统的逐步构成，第二代空中交通管制系统诞生。其中，对于该阶段的空中交通管制工作来说，空管人员已经能够借助雷达系统掌握飞机动态轨迹，不仅可有效避免飞机出现相撞问题，同时也能够以较小的飞机间距实现空域的充分利用。但是，第二代空中交通管制系统对空管人员的专业性要求较高，一旦空管人员出现失误，同样也会导致空中交通事故。

1.3  第三代空中交通管制系统

进入20世纪60年代后，依托于计算机技术以及通信技术的广泛发展，以雷达为核心的半自动化空管系统逐渐构成，这使得该阶段空管人员的较高工作压力得以减轻，不仅提升了空中交通管制工作的工作效率，同时也能够使空管人员更加专注飞机飞行指挥，有助于保障飞机的安全飞行。但是，从实际来看，该系统仍对空管人员具有较高依赖，因此伴随着空中流量的不断提升，空管工作同样也会面临较大难度。

1.4  空中交通管制系统的发展现状

从目前来看，集雷达系统、空管自动化系统、高频通信系统为一体的空中交通管制技术体系已经构成，而对于现阶段空管工作来说，空管自动化系统是整个空管系统的核心基础，不仅能够就多种雷达信号进行综合处理，同时也将有效实现雷达信号与飞机动态的实时关联，有助于确保包括飞机具体方位、高度以及飞行方向在内等方面空管内容的精准管控，并以此保障飞机的飞行安全。

2    我国空中交通管制系统的发展过程

2.1  新中国成立初期

在新中国成立初期，我国民航事业仍处于起步发展阶段，而为了有效保障我国国际地位，国家在国际环境影响下以军航为基础构建了空管系统。其中，该阶段空管工作多以无线电联络和电话协调为主要手段，不仅管控效果较差，同时技术含量也降低，这一方面与我国当时所处的国际环境有关，另一方面也受到技术环境和科研资金等多方面限制。

2.2  萌芽阶段

进入20世纪70年代，虽然欧美国家空管技术得到了十分显著的发展，但由于我国正处于经济发展困难时期，使得空管系统进入了较为缓慢的发展阶段，尤其是国际环境的严重封闭，使得空管领域的技术交流相对缺乏，进而在很大程度上阻碍了空中交通管制工作的创新发展。

2.3  改革开放初期

自1978年我国正式推行改革开放政策后，民航事业逐步得到了较为显著的发展，在此背景下，传统空管机制已经不再适用，取而代之的则是更加强调半自动化空管系统的空管模式，而为了满足空管工作的切实需求，一大批由我国民航公司自主培养的空管人员逐渐走上工作岗位，不仅空管人员的工作职责更加明确，同时也使得发展多年的空管机制得到了进一步的优化和创新。

2.4  发展阶段

进入20世纪90年代后，我国空管工作逐渐步入跨越式发展阶段，尤其是雷达技术以及自动化空管系统的逐渐推广，使得空管人员真正从单一的联络员转变为了系统信息的监督者和掌控者。再加上空管人才培养渠道的日益拓宽，使得计算机能力更强的新一批空管人员逐步取代老一辈空管人员，不仅显著促进了空管系统的创新发展，同时也使得空管工作的整体效率和质量得到了进一步的提升。

2.5  发展现状

从目前来看，基于国家政策扶持力度的显著提升，我国民航事业已经较以往得到了较大幅度的发展和进步。其中，我国每年航班架次增长率均高于15%，且民航运输机队每年都会增加超150架的飞机，这使得民航交通规模显著扩大，不仅有利于进一步提升我国空域利用率，同时也将促进整个民航事业的协调发展，并为我国14亿人口带来更加便捷的空中交通服务。

3    空管自动化技术发展现状及特点

3.1  空管自动化技术发展现状

从目前来看，针对我国空中交通管制工作，空管自动化技术已经得到了较为广泛的发展，而由于现行空管系统主要以多雷达信号处理和融合为核心技术，使得雷达系统以及航空电报仍是空管自动化系统的主要信息来源。其中，现有自动化系统主要包括多雷达处理器、显示处理终端、飞行计划处理器以及飞行计划显示终端等多个部件，且为了保障飞机飞行信息的监测准确性，广播式自动相关监视（Automatic Dependent Surveillance - Broadcast，ADS-B）以及气象雷达技术在空管自动化系统中的应用同样十分关键。

3.2  空管自动化技术发展特点

针对现行我国空管自动化技术，其一，该技术能够就复杂的空管监测信息进行实时处理，可在很大程度上保障飞行目标的自动化追踪;其二，该技术监测范围相对较大，能够就包括民航、军机在内的各类航空设备进行监测;其三，该技术可随时与飞机进行沟通，能够在飞机遇到危险之前及时给予其最准确的预警，有助于确保飞机事故的最小化发生;其四，该技术使用自动飞行流量调控，能够使有限的系统资源得到最大限度的合理应用;其五，该技术能够在空管人员下达空管指令后实时就飞机飞行状态进行监控，一旦飞机飞行轨迹发生变化，会立即通知空管部门并以此降低空管人员的工作压力。

4    空管自动化技术发展趋势

从目前我国空管自动化技术发展情况来看，交互性以及多边性是该技术的主要发展趋势，尤其是在多信息源的逐渐构成下，包括多点定位监视、基于性能的（Performance Based Navigation，PBN）导航在内的全新技术理念将于空管自动化系统中得到进一步的应用，不仅有助于促进空管人员间的沟通协作，同时也能借助良好的交互机制降低多方的通话次数，有助于从根本上规避各种因人为指令错误所致的空管问题。

5    结语

文章基于空管自动化技术，详细阐述了国内外空管自动化系统的发展路径和发展现状。其中，针对空管自动化技术在空管工作中的重要价值，只有进一步提升空管人员专业素质，并不断就空管自动化系统进行完善，才能有效促進我国空中交通管制水平的显著提升，才能确保民航事业的蓬勃发展。

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