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摘要：我国对于单向航路的实施较晚，很多的相关间隔理论还不成熟。考虑到单向航路最大的特色是没有对头穿越现象，可以很大程度地减小安全间隔。本文基于已运行的京昆单向航路，从速度分布及概率论角度出发，推导传统导航的定位容差，通过建立飞机上升穿越高度层的冲突风险模型，求得单向航路和混合航路的运行方式下，相邻三架飞机的冲突风险。最后求出保障航路穿越安全运行的间隔以及航路容量。结果表明，在相同条件下，单向航路更安全，所以单向航路可缩小目前的安全间隔，即可增加航路容量。
1引言
人民的经济生活水平的提高，对交通运输的安全性、便利性、以及快速性都有了越来越高的要求，尤其是对民航业的发展越来越关注。在当今物流日益频繁，航空运输极大地促进着国家的经济建设、社会发展，以及政治、外交和文化交流，为我国的经济社会协调发展提供了强有力的支持。
我国航路航线基本呈现东密西疏的分布情况，总体而言中东部地区明显航路网密度大于西部地区，繁忙扇区大部分集中在中东部地区。并且，我国民航的航路航线网总体密度不够强，还有很大的可增长空间。我国于2013年12月12日正式投入运行使用的京昆大通道，就是单向循环空中大容量通道的第一个应用。但是单向循环航路的运行间隔仍是原来混合航路的运行间隔，即考虑到空域结构，不同的飞行方式在航路航线等区域飞行时，在不同方向上与其他航空器之间为了防止飞行冲突所要遵守的最小的飞行间隔，实际的单向运行因为没有对头穿越的情况，应该比混合航路运行的间隔更小，但到底是多少，目前没有明确的研究数据。本文就将进行这方面的研究，对于单向航路的碰撞风险研究具有重要的现实意义。
2模型建立
对于单向航路而言，最大的特点就是没有对头穿越，可以大大缩小航路间隔，因为在穿越的过程中，不同高度层的飞机是向着相同的方向飞行，彼此的顺势运动相当于减小了相对运动速度，即减小了碰撞的风险。另外，对于传统导航而言，导航设施的精确性是随着飞机的位置、速度以及航向共同确定的，而实际运行中，管制员往往为了更安全的飞行，往往选择最大的航路容差来保证安全间隔，这样不利于空域的充分利用。本文就容差的详细推导以及单向航路的穿越风险进行了建模计算。
2.1航路容差的计算
航路中的定位精度对飞行的安全性和可靠性有着直接的影响，因此，在航路间隔的评估中，必须确定各个定位点的定位容差范围，以确保其不超过规定的标准。定位容差，即由于地面和机载设备的精度限制，以及飞行员的飞行技术误差，航空器在定位时可能产生的偏差范围。定位容差区的大小以及定位方法，与所使用的导航设备以及导航台和定位点的位置关系有关。
4结论
本文基于空管相关单位的实际需求，对我国的单向航路运行间隔进行计算，并且从理论上推导出单向航路的可行性以及合理性。文章不仅对于航路容差有精确地推导，而且提出了三相邻架飞机在穿越高度层后的纵向安全间隔及碰撞风险计算模型，定量求得单向航路较混合航路之间的优越性。同时本文采取某空管局的实际运行数据经过仿真，得出结论，单向航路在同等条件下具有更高的安全性，即在同样的初始间隔下，单向运行方式的冲突风险会降低。单向航路可在一定程度上缩小航路间隔，增大航路容量。本文的局限性在于，忽略了飞机速度的相对大小，在理想的情况下考虑飞机穿越模型，对于实际操作还需要继续深入研究。
参考文献：
[1]张勇，郝兵，杨晓嘉.相邻高度层上穿越飞行中纵向间隔的评估[J].中国民航飞行学院学报，2010（006）：7-12.
[2]高伟.基于速度分布的飞机纵向安全间隔概率分析[J].中国民航大学学报 ISTIC，2008，26（4）.
[3]王莉莉，张兆宁，刘计民.规定安全间隔的 CNS 性能环境研究[J].数学的实践与认识，2011，41（19）：22-29.
[4]张勇，郝兵，杨晓嘉.基于速度分布的纵向碰撞危险 REICH 模型初步研究[J].中国民航大学学报，2010，28（005）：5-9.
[5]REICH P G.Analysis of Long -Range air traffic systems：separation standards Ⅰ Ⅱ Ⅲ[J].Journal of the Institute of Navigation，1966，19（1）：88-98；1966，19（2）：169-186；1966，19（3）：331-347.
论文作者:王坤
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/9
标签：航路论文; 间隔论文; 中国民航论文; 飞机论文; 风险论文; 本文论文; 速度论文; 《基层建设》2017年第36期论文;