管新宇 民航华东地区空中交通管理局 上海 200335
摘 要：空域作为一种特殊资源，只有通过科学的规划和合理的使用，才能发挥最大的经济效益，达到空中交通管制安全、经济和顺畅的目的。由于近年来全世界范围内对航空业服务的需求量持续增长，空中交通密度越来越大，天空变的更加拥挤。有必要寻求一些方法在现有的空域内提供额外的容量，提高飞行流量。而降低空域的最低安全标准，可以显著的增加空中容量。但是如果降低安全标准，就会对飞行安全带来一定的危险。探讨影响间隔评估的影响因素是一个急待解决的问题。
关键词：空域规划；安全评估；间隔标准
引言
空中交通管制的主要责任是：防止航空器与航空器相撞，防止航空器与障碍物相撞，维持空中交通的畅通。要保证航空器在空中的安全，空中交通管制部门和空中交通管制员必须保证空中运行的航空器有一个不可侵犯的安全空间，这种安全空间就是飞行间隔。
为了能够着手进行危险性评估，需要建立一个拟用系统并对该拟用系统的各个方面做出定义。这些方面包括在前文第2.1节对间隔的要求中。还需要获取该系统的详细性能(无论是实际的还是预计的)。这些数据可以包括误差率(如导航误差)、航空器物理参数(大小、速度等)、预计航空需求，以及标称性能的度量(如标准导航性能)。可以从直接对使用系统的审查、通过预定假设系统的性能，或在进行危险分析时，根据有经验的空中交通管制员所做出的专业判断获取这些数据。
对碰撞危险性具有最大影响的系统参数可分为三类：一架航空器相对于其他航空器的方位、导航性能与监视和通信的影响。
(1) 一架航空器相对于航空器的方位
在该系统内，一架航空器相对于其他航空器方位是碰撞危险性的主要因素。横向和纵向方位受到航空流量和航路的复杂性的严重影响。为了在系统内的航路之间建立起水平间隔，并适用于碰撞危险性的模化，那么位置相关的航空器在邻近航路相互经过(既包括同向也包括逆向)的频率可以用占用值来表示。又为了建立起最小纵向间隔，航空器的方位通过航空器相互间隔的分布来表示。通过记录在系统中航空器之间使用的一已知纵向间隔的相关频率和制定一频率矩形图对其进行评定。
(2) 导航性能
航空器群的导航性能已被认定为对碰撞危险性具有主要的影响。导航性能的影响，在三维的每一方向上，即横向、纵向和垂直面中，都影响碰撞危险性，因此在设定最小间隔时，就需要考虑这三个要素。清楚一维中的碰撞危险性对另外二维中的导航精确度形成直接的比例关系是重要的。导航性能是对危险性起作用的因素，并且当使用通过相关监视（在雷达管制中指提供高度信息的二次雷达监视）向空中交通管制提供的位置信息保持标准间隔时，导航性能标准则是极为重要的。
整体航空器的横向导航性能决定横向重叠的可能性。这是对表面上看似分开，而实际可能为横向重叠的两架航空器的测量方法。该参数是决定横向碰撞危险性的主要要素。横向碰撞危险性，直接同两架看似被最小横向间隔分割开的航空器的横向重叠的可能性形成比例关系。
在带有平行航迹系统和相关监视的程序空域中，横向重叠的可能性既受到标准性能，又受到非标准导航性能的影响。这里用标准性能来说明，在正确操作导航系统时发生的一般性的小的位置误差：在由于导航系统故障，或由于人为失误时都会出现非标准性能的情况，因而会造成严重偏离正确位置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据在大于距正确航迹的横向最小间隔一半的距离上使用的飞行时间的比例，和通过另一航线中间线附近的航空器飞行时间的比例，可以对非标准性能进行测量。横向重叠可能性的这两个误差来源的相对影响可能会由于空域的不同而不同。
在评估纵向中的碰撞危险性时，虽然在此情况下，标称性能最为重要，但是横向导航也很重要。这是因为，如果纵向间隔在两架表面上看似飞行于同一航迹的航空器之间被减少，只有当两架航空器处于横向重叠时才能发生碰撞。纵向碰撞危险性直接同两架表面看似在同一航迹的航空器的横向重叠可能性形成比例关系，所以改善横向导航实际就减少了纵向碰撞的危险性。
(3) 监视和通信的影响．
ATC在发生碰撞前监测冲突航迹上的航空器，以及纠正该形势的能力，直接影响一已知空域的碰撞危险。空中交通管制员使用的监视和通信系统的效能决定介入的能力。一空域内的最小安全间隔与ATC所使用的监视和通信手段紧密相关。由于空域根据严格的程序系统而变化，监视、通信和地基自动化方面的改善，共同构成管制员的强化决策辅助系统，从而逐渐能够安全地使用越来越小的间隔。
驾驶员和管制员之间通信链的主要特征，是延迟传送所需的信息，它影响到是否能够安全保持最小间隔。还必须对通信分系统的可靠性、有效性和完整性做出评估，使之明确其在整个辅助决策系统中的功能。在通信链携载相关监视活动的通信业务的情况下，通信性能参数直接与监视功能相关，如：在ADS被用作主要通信工具的地方，所用数据链的性能直接影响监视和介入能力，从而影响到可取得的最小安全间隔。
航空器的状态和位置信息对ATC非常重要。这方面的信息范围包括从驾驶员每隔30多分钟所做的报告到每四至六秒中更新的雷达数据。无论正在使用哪种系统，都必须对它的可靠性、完整性和有效性，以及信息的准确性和向ATC传送信息的延迟时间做出评估。
向管制员传送信息的延迟时间与监视系统的信息更新速度相关，并且有时可能通过自动化程序完成(如在处理来自不同监视系统报告的非同步计时方面)。除向管制员发送信息外，一些系统对每架航空器或对每对航空器的冲突预测进行适时检查。选择这些辅助决定设施的临界点和与其相关的警报等级都会影响该系统的安全性。
小结
间隔的安全性评估方法即是分析间隔标准对飞机间碰撞风险的影响和确定安全水平的技术，该内容的研究一直是国际民航科技界研究的前沿热点和难点问题。并且近年来随着空管设备和技术的不断更新换代，间隔标准的安全性更是成为空域研究的焦点问题。因此，要保障空域的安全性，就必须对空域的安全性进行评估。在间隔标准对空域安全影响评估的过程中，需要对由间隔标准造成的碰撞风险进行分析。
间隔的作用是在空中交通管制系统中保证飞行安全，那么在现行航路结构和导航设施条件下，多大的间隔是符合要求并能保证可以接受的安全水平是个关键的问题。有时候，管制员可以保证航空器在当前瞬间的位置能够保持足够的间隔，但无法确定将来一段时间内的间隔能否保证航空器的安全。这便需要确定一个间隔的下限值，当航空器间的间隔为此值时，还能满足规定的最低安全水平，这就是间隔标准。航空器在正常运行条件下的间隔不得小于间隔标准，只有在特殊情况下才能使用半间隔。间隔标准同间隔一样，可分为水平间隔标准和垂直间隔标准，水平间隔标准又可分为侧向间隔标准和纵向间隔标准。间隔标准通常表示为固定的距离、时间或角度值。间隔是飞机间基于空间或时间的距离,在此距离基础上使得航空器相撞的概率为最小,并且能够达到法规要求的安全水平。
参考文献
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[2] 徐肖豪，李冬宾，李雄，等.基于EVENT模型的垂直间隔的碰撞风险研究[C].第27届中国控制会议论文集，昆明，2008:484-487
[3] 李冬宾.飞行间隔安全模型与方法研究[J].南京：南京航空航天大学，2008
论文作者:管新宇
论文发表刊物:《科技中国》2018年3期
论文发表时间:2018/8/6
标签：间隔论文; 航空器论文; 空域论文; 横向论文; 管制论文; 危险性论文; 标准论文; 《科技中国》2018年3期论文;