航空气象服务在民航协同运行决策中的应用研究

摘要：航空气象服务在民航协同运行决策中具有广阔的应用空间，基于此，本文首先树立了民航协同运行决策机制的发展历程，从保障飞行安全、改善旅客体验以及促进规范运营3个方面，探讨了航空气象服务在民航协同运行决策中应用的必要性，并从航空气象服务应用现状出发，提出了对策。

关键词：航空气象服务；民航；协同运行决策

引言

改革开放以来，随着社会经济的不断发展与交通出行需求的日益高涨，我国民航业得到了长足的发展。根据航班管家发布的《2023年民航数据总结报告》，2023年，我国民航客运航班总量预计达492.2万班次，旅客运输量6.2亿人次。民航协同运行决策是民航业高质量发展的重要保障，历经多年的探索，我国已经初步构建了民航协同运行决策机制，但在实践层面，民航协同运行决策机制仍面临诸多问题，如航空气象服务应用不充分的问题，并导致了航班延误率高的现象。对此，要加强航空气象服务在民航协同运行决策中的应用，提高民航协同运行决策的科学性。

一、民航协同运行决策机制概况

民航协同运行机制最早可以追溯到2002年，当年成立的民航局空管局运行管理中心，全面负责民航空管系统的运行管理、流量管理、应急处置等工作，奠定了民航协同运行机制的基本架构。2005年，民航协同运行机制正式建立，属于临时性的协同运行机制，各方以视频会议的形式，共享信息，进行协同运行决策。随着航班量的持续增长，原有的协同运行决策机制越来越难以满足决策需要，民航空管局牵头建立了CDM系统，标志着民航协同运行决策机制发展到新的阶段[1]。2014年以来，随着《基于空中交通通行能力的大面积航班延误应急响应机制建设指导材料》（试行）等多份重要文件、政策的出台，民航协同运行决策机制日益完善，在空中交通流量管理以及飞行安全中发挥着越来越重要的作用。

二、航空气象服务在民航协同运行决策中应用的必要性与现状

（一）航空气象服务在民航协同运行决策中应用的必要性

1.保障飞行安全

确保飞行安全，是民航运行决策的基本目标，而航空气象服务在民航协同运行决策中的应用则在保障飞行安全中发挥着重要的作用。一方面，航空气象服务不仅可以通过气象预报，帮助飞行员了解气象情况、研判可能存在的气象风险，也能通过实时气象信息更新，助力飞行员决策，以避开恶劣天气；另一方面，航空气象服务对于航线规划、机场运营也有着重要的价值，如选择最优航线、提高航班准点率，降低运营成本[2]。

2.改善旅客体验

民航业属于运输服务业的范畴，改善旅客体验，既是提高旅客满意度的客观需要，也是民航业高质量发展的必然要求。航空气象服务在民航协同运行决策中的应用能够从两个方面改善旅客体验：（1）减少航班延误现象。依托气象预报等航空气象服务，航司可以提前做好航班调整，从而有效减少因气象问题而导致的航班延误现象，提高航班准点率；（2）提高舒适度。航空气象服务有助于飞行员避开颠簸区域，使飞行更为平稳，提高旅客舒适度。

3.促进合规运营

航空气象服务在民航协同运行决策中的重要性，使各国均对航空气象服务的使用做了具体的规定。中国民用航空局空管行业管理办公室2019年出台的《民用航空气象预报规范》明确规定“各级民航气象服务机构应当对其发布的预报产品负责，对预报产品持续检查并按规定及时更正、修订和取消。当保持预报的唯一性，各种报类应当保持同一地点、同一要素、同一时间的预报结论一致。”从这个角度而言，航空气象服务在民航协同运行决策中应用能够促进民航的合规运营。

（二）航空气象服务在民航协同运行决策中应用的现状

当前，航空气象服务在民航协同运行决策中的应用方式主要有两种：

1.设立气象服务席位

部分地区的气象中心，在民航运行监控中心、区域管制中心和流量管理室设立了专门的气象服务席位，由专人为民航协同运营决策提供专业化、多样化的航空气象服务，并在基本服务的基础上，提高各种类型的增值性服务。

2.建立协同运行决策的气象辅助工具

为进一步发挥航空气象服务在民航协同运行决策中的作用，部分地区开始探索建立协同运行决策的气象辅助工具，最为典型的便是深圳。早在2007年，深圳空管站便针对宝安机场终端区及珠海进近管制区，研发了专门的强对流天气临近预报系统，并于2011年正式运行，有力发挥了航空气象服务的作用[3]。

当然，航空气象服务在民航协同运行决策中的应用，同样面临诸多问题，比如，缺乏共同的气象情景意识。受信息沟通不畅等因素的影响，气象部门与空管部门的气象情景意识未必完全一致，这对航空气象服务在民航协同运行决策中的应用带来了极为负面的影响。又如，系统融合滞后。民航数字化建设采用的是分阶段建设的模式，并形成了众多的信息系统，气象信息系统与航班运行、流量管理决策系统均在民航运行决策中发挥着重要的作用，但两大系统的融合情况并不乐观，存在着数据壁垒。此外，不同部门、人员间沟通、交流不顺畅，也影响了信息共享和协同运行决策。

三、加强航空气象服务在民航协同运行决策中应用的策略

（一）加强气象基础理论与科技的共同研究

气象系统是一项极为复杂的动态系统，受到气压、风速、温度、湿度等多重因素的影响。气象系统的复杂性决定了气象预报具有不确定性，气象预报结果与实际气象难免存在偏差。航空运行决策具有定量性的特点，与气象预测的不确定性形成了难以调和的矛盾，而提高气象预报的精准性，则是破解此一矛盾的关键。对此，应加强气象基础理论与科技的共同研究，依托理论进步与科技创新，提高气象预报准确率，从而更好地发挥航空气象服务在民航协同运行决策中的作用[4]。

1.深化气象基础理论研究

气象基础理论以大气科学的基本原理和现象为研究内容，涉及大气动力学、热力学、辐射传输学等多个学科，在指导气象工作中发挥着重要的作用。应深化气象基础理论研究，依托跨学科研究，更为精准地探索气象形成与演化的规律，为气象工作提供可靠的理论指导。

2.改进气象观测技术

近年来，随着科学技术的不断发展，气象观察条件大为改观。应加强新型技术，如卫星遥感技术、雷达探测技术等在气象观测中的应用，提高气象数据的获取精度以及时空分辨率，以气象观测精度的提升，助力气象预报准确性的提高[5]。

3.改进数值模式

通过网格的合理设置以及模型参数化方案的优化，进一步改进和完善数值气象预报模式，使数值气象预报具有更高的准确性和更好的时效性。

4.构建多模式集成预报系统

针对不同模式下观测结果以及气象预报的差异性，可构建多模式集成预报系统，将不同模式下的观测结果与气象预报融合，并在综合研判不同信息源的基础上，进行气象预报，从而最大限度减少单一模式气象预报中的误差，提高气象预报准确性。

（二）树立共同的气象情景意识

气象情景意识指对各类条件下气象的认知、理解与判断，涵盖对气象洞察的敏锐性、气象变化的敏感性以及气象变化可能产生影响的预见性等多个方面的内容。在民航气象系统一体化不断发展的今天，气象预报结果不一致的问题仍然存在，这对民航协同运行决策带来了极大的挑战。因此，相关工作人员树立共同的气象情景意识，就成为航空气象服务在民航协同运行决策中高效应用的必然要求。

1.开展气象数据集中解读

气象数据，如温度、湿度、能见度、风速、云层、降水量等，是气象预报的基础，气象数据解读中的差异，也是导致气象预报结果不一致的主要因素。应在全面采集气象数据的基础上，开展由气象专业技术人员、机场管理人员、航空飞行人员、航司运营人员等参与的气象数据集中解读工作，增强相关方对气象数据理解的一致性，为共同气象情景意识的树立，奠定坚实的基础。

2.制定统一预报工作流程和机制

统一预报是破解气象预报结果不一致问题的关键，应制定多方参与的统一预报工作流程和机制，一方面，搭建统一预报平台，在气象数据及预报产品整合的基础上，为相关部门、人员提供一致的气象信息来源，促进各方气象情景意识的趋同化；另一方面，将气象预警纳入统一预报工作中，确保各方对气象预警信息有相同的认知与理解，助力形成共同的气象事件意识[6]。

3.共同制定飞行计划和操作策略

气象是影响飞行计划的重要因素，特别是大风、冰雹、雷暴等特殊气象，更对航空飞行有着很高的要求。应从协同运行决策的角度出发，以共同的气象情景意识为驱动，制定飞行计划和操作策略。

（三）推进气象信息系统与航班运行、流量管理决策系统深度融合

当前，人类社会已经步入数字时代，数字化转型成为各行各业高质量发展的必然要求。在数字技术的支持下，气象信息系统与航班运行、流量管理决策系统，已成为航空事业的新型基础设施，但两大系统的融合情况并不乐观，存在着数据孤岛现象，对民航协同运行决策形成了很大的制约。对此，应从以下3个方面推进气象信息系统与航班运行、流量管理决策系统的深度融合，充分发挥数字技术在提高民航协同运行决策科学性中的作用。

1.推进数据资源共享

气象观测数据、气象预报数据、航空飞行数据等，是民航运行决策的重要依据。应从民航协同运行决策的角度出发，构建气象信息系统与航班运行、流量管理决策系统数据共享机制，实现实时数据共享与信息互通。

2.加强人工智能技术的应用

人工智能技术以模拟和延展人的智能为核心，在民航运行决策中有着广阔的应用空间。应将人工智能技术作为衔接气象信息系统与航班运行、流量管理决策系统的媒介，在两大系统数据共享、系统集成的基础上，开发人工智能决策模型，依托人工智能提供的智能决策服务，更好地应对气候变化对航空飞行的影响。

3.构建一体化的风险评估与应急处理机制

风险防控是民航运行决策的有机组成部分，而气象风险，则是风险防控的重点。应利用气象信息系统，对可能存在的气象风险进行全面、系统评估，并将评估结果实时传输给航班运行、流量管理决策系统，通过提前预警，实现气象风险的快速响应和协同处理，保障航空飞行安全[7]。

（四）加强部门、人员间的沟通、交流

航空流量管制人员、气象专业技术人员，均在航空运行决策中扮演着重要的角色，前者主要根据各种因素，如航空运行器限制、机场容量、天气情况等，管理和控制航空交通流量，以确保航空交通的高效性和安全性，后者则为前者提供专业的气象服务。航空流量管制人员、气象专业技术人员分属不同的部门，易因沟通不畅而导致信息传递不全面、不及时。因此，加强部门、人员间的沟通、交流，就成为航空气象服务在民航协同运行决策中应用的必然要求。

1.举行跨部门联合会议

根据民航协同运行决策的内涵、要求，定期举行跨部门联合会议，航空流量管制人员、气象专业技术人员及其他相关工作人员，均参与到会议中。会议期间，各部门、人员，汇总各方信息，并及时沟通交流，结合民航协同运行决策的痛点、问题，确定会议议题，重点做好航空气象信息对飞行安全影响与应对措施的研讨工作。

2.制定共同的操作规程

缺乏共同的操作规程，是部门在业务处理、信息共享、应急管理等方面协同性不佳的重要因素，对民航协同运行决策的深入开展形成了极大的制约。应从提高民航运行决策的战略高度出发，制定共同的操作规程，明确各部门职责及业务流程，确保沟通畅通。

3.开展联合培训行动

打破以往以部门为单位的培训体制，开展多部门共同参与的联合培训行动，推进航空流量管制人员、气象专业技术人员专业知识的学习和分享，使工作人员从原先的单一素质型人才向多素质复合型人才转变，为航空协同运行决策奠定坚实的人才基础。

结语

对民航业而言，民航协同运行决策是提高决策科学性、确保民航飞行安全以及促进民航业高质量发展的客观需要。航空气象服务在民航协同运行决策中有着广阔的应用空间，但在实践层面，应用效果并不理想，对此，应从加强气象基础理论与科技研究、推进系统融合、树立共同气象情景意识以及推动部门人员间的交流4个方面采取好措施。

参考文献：

[1]郭亚惜.浅谈民航协同决策（CDM）系统发展[J].中外企业家，2020，（04）：29-30.

[2]胡翼.以大数据为基础的空中交通流量管理研究综述[J].民航学报，2021，5（02）：65-68.

[3]杨露露，张浩.民航协同决策（CDM）系统发展前景浅析[J].综合运输，2017，39（06）：24-27+32.

[4]孙耀南.浅谈华东地区协同式气象服务的探索与实践[J].才智，2016，（11）：248-249.

[5]钱博文.民航协同决策系统（CDM）华东空管运行管理问题简述[J].管理观察，2013，（27）：166-168.

[6]沈敏.中南地区协同流量管理系统设计研究[J].中国民航飞行学院学报，2012，23（05）：18-22.

[7]吴风波，肖海平，成永勤.浅析气象服务对民航运输业全过程决策的支持作用[J].广东气象，2015，37（01）： 47-51.

（作者单位：黑龙江省机场管理集团有限公司航务管理部）

（责任编辑：袁丽娜）