协同航路改航策略 协同策略
时间：2019-04-10 03:17:48 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：提出协同航路改航策略，通过分析产生拥堵的原因提出系统航路流量管理的三个步骤。提出全局改航策略和局部改航策略两种策略，经过三个步骤的管理，使航班可以顺利绕过管制区域，最终到达目的机场。以便流量管理部门能够及时分配资源。
关键词：空中交通流量管理；空域；协同管理
Abstract: this paper pointed out a collaborative route to divert strategy, through the analysis of the cause of the congestion proposed route traffic management system of three steps. The proposed to divert strategy and local divert strategy two strategies, after three steps of the management, the flight can be smooth bypass control area, eventually to aim the airport. So that flow management department can allocate resources in time.
Keywords: air traffic flow management; The airspace; Cooperative management
中图分类号：C913.32文献标识码：A 文章编号：
引言：飞机在航路飞行的过程中，由于航路上出现的某种原因，如：恶劣天气、某地区空域管制等，都会使航路上的容量发生变化，这就需要我们对过去的计划做出调整。参与决策和执行的人员角色有：气象预报员、飞行员、空中交通管制员（ATC）、流量管理员（TFM）、航空公司签派员（AOC）和军方流量管理员（MIL）等。每一类人员均在飞机飞行中发挥着重要作用，而在此过程中，需要各个部门进行相互协作，共同解决航路流量管理问题[1][2]。
1.问题描述
改航策略是航路流量管理的主要措施。它是为了解决短时间内的空域航路拥堵问题。产生拥堵原因可以归纳为以下几个方面：
（1） 气象条件恶劣：航路上突然有雷暴、积冰等不利天气，需要改航绕行，
或者目的机场大雾，能见度很低，无法降落，需要改航备降等；
（2） 目的机场流量管制：目的机场交通拥堵，实施流量管理措施，要求航路
上飞往该机场的飞机调节巡航速度，或者改变航路，甚至备降周边机场等；
（3） 航路拥堵：航班通过某航路时，所在空域的飞行流量大，产生拥堵，需
要减速或改变航路；
（4） 飞机的优先级改变：在某些情况下，航路上飞行的飞机由于某种原因突
然改变了原有的优先级。例如飞机出现故障、某乘客生命垂危等，需要紧急降落，那么需要提高巡航速度提前降落到目的机场，或者改航备降到邻近机场等。
2.协同航路流量管理的三个步骤
在这几种原因中，恶劣的气象条件造成的拥堵所占比例较大，下面就结合天气因素介绍一下协同航路流量管理的三个步骤，如图1所示。
图1 协同航路流量管理步骤图
（1） 由于气象条件等原因，AOC向ATC/TFM提出一个新的飞行路线，或者
是由于交通拥堵的原因，或是军事管制原因，MIL、ATC/TFM向飞行员提出了改变航路的要求。
（2） ATC/TFM根据空域状况等条件，评估AOC的请求，如果新的飞行路线
超出了航路范围，需要穿越空军管制空域，则同时要通报给军方进行协商，得到军方同意后才可以实施，否则，需要修改飞行路线再协商。
（3） 新的飞行路线同意执行后，TFM需将新路线通知到受到影响的相关部
门。
通过协同航路流量管理，航空公司根据情况改变飞行计划，获得经济效益，对于ATC/TFM，可以合理调节飞行流量，提高航路和空域的利用效率。
3.全局改航策略
空中交通流量管理的目标是保持空中交通高效率的流动，同时避免航路拥挤和空中交通管制员的工作负荷过大。因此，为了改善空域系统的交通状况，需要对系统的因素进行实时计划。解决这一问题目前一般通过三个步骤：
第一步，当空域由于天气原因，或是大范围的空中交通管制时，就需要重新安排航班时刻和编排离场序列，选择适当航路，使航班改航飞行，避开管制区域，从而到达远离流量限制的空域。但是在这一过程中，必然会造成周边空域拥堵和瓶颈。
第二步，为了防止这种拥堵的发生，我们对这种策略的增加一层控制，即执行尾流间隔控制，地面停止和地面延误程序等，从而控制飞机通过固定的路径时间。这种结合尾流间隔，地面停止和地面延误计划的改航策略，通过控制地面上的飞机的离场时间，通过控制空中飞机尾流间隔，使飞机改变速度或是延长飞行路径进行空中等待，这样能够成功地防止空域拥堵。
第三步，是航班进行局部改航策略，飞过未充分利用的周边空域。通过这种方法航班进行改航策略，从而绕过局部空域拥堵地区。通过以上三步管制措施，使航班避开了拥堵区域，从而减少延误带来的损失[3]。
图2 全局改航策略示意图
如图2所示，是根据飞行手册现有航线图进行航迹规划的情形，在图中可以看到，黑色多边形围绕的区域被预测出现恶劣天气的情况。西安、重庆、成都、昆明、贵阳——北京、沈阳等地的航路出现拥堵情况，使得来往这几个城市的飞机不能正常运行。为了减少地面延误，流量管理部门将通过改航策略绕过问题区域，恢复这几个城市之间的航班。
制定改航策略的关键是定义改航路线。首先是通过已有航路信息进行改航路线的选定。从某一交汇点绕过转到其他航线，绕过问题区域。如果航线资料中，没有可供改航选择的航路，那么只能通过流量管理部门临时规划出一条改航路线，如图中加粗的黑线，经由这条临时航线的航班经过协调，重新安排飞行时间，在尽可能小的延误的基础上，通过临时航线通道，到达目的机场。这条航路的选择要通过与其它单位（军航，通用航空等）进行协调最终得到。
当然，在解决区域拥挤的同时，也要评估新生成航线的承载能力，在空中飞行的航班，要严格遵守尾流间隔标准飞行，而没有起飞的航班，要按照地面等待策略进行地面等待。
从这种方法的效果来看，结合了尾流间隔标准和地面等待策略的航路流量管理将会得到广泛的应用。但是目前相当一部分的交通延误是保持在地面上，因为地面延误的成本要小于空中延误的成本。因此，对于空中交通管理，只有尾流间隔标准的约束是不够的，我们要并进一步采取改航策略来减小堵塞带来的延误。尾流间隔标准适用于整个的飞机流，但是它缺乏灵活性，需要通过改变速度做出调整。但是，局部改航程序，允许少数飞机避开拥堵的区域，这就是局部改航的优势，把局部改航建立在以前的解决方案之上，就可以防止尾流间隔标准的过度使用，均匀分配空域资源，防止个别空域因为改航而变的过分拥挤。
4.局部改航策略
如上文所述，通过全局改航策略规划后的新航路，可以避开空域受限区域。但是，从中带来的负面影响是改航后通过的某扇区的流量可能远远超过扇区的容量。因此在新航路飞行过程中，对航班进行局部改航是十分必要的。本文对流量限制区域的定义是一个需求已经超过容量的扇区。扇区的容量是指在交通高峰期在15分钟的时间间隔通过该扇区流量。流量管理部门通过控制航班起降、尾流间隔标准和地面等待策略来限制通过扇区的飞机数量。局部改航就是选择通过限制区域最低的飞机数量作为标准，通过评定飞机距离扇区的距离，定义出需要改航的飞机，以防止扇区超负荷。
