关键词：空中交通管制；终端区；空域容量；空域流量
引言
现行环境下，空管运行的空域及扇区容量是既定的。而不断发展的民用航空运输需求带来了更大的空中交通流，导致了容流不匹配现象的发生。特别是在终端管制区内，进场航空器需要下降高度以进入跑道落地，而离场航空器需要上升以加入航路巡航，这一现象导致了终端区内飞行冲突多，调配难度大的基本格局。面对终端区内不断增大的交通流，展开终端区容留不匹配问题的研究是十分必要的。本文首先简要介绍容量的概念，然后分尝试提出终端区内容留不匹配问题的解决办法。
第一章 空域及扇区容量介绍
空中交通管制空域及扇区的容量是指在一定的空域或管制扇区内，充分考虑各种因素的影响后，该管制空域或扇区所提供或者能提供多少架次航空器的服务。在空管运行中，一般有运行容量、最大容量等定义。
运行容量，也被称作实际容量。是指在特定空域或管制扇区范围内，在可接受的航班延误情况下，特定时间段（片）内该空域或管制扇区能够提供管制服务的最大航空器数量。
最大容量则是考虑某空域或管制扇区的延误值在趋近于无穷大的时候能提供管制服务的航空器数量。最大容量反映的是某空域或管制扇区的极限管制保障能力。
航班时刻安排容量通常小于运行容量。如果大于最小运行容量，机场容量饱和，说明航班时刻安排不合理。对机场压力增大，这也是容量和流量的匹配不当造成的现象之一。可以看出，容量的匹配问题不仅仅是飞行中的，也包空地面，飞行前的安排。是相互关联的[1]。
2 终端区流量与容量匹配策略研究
为了保证空中交通安全，管制员很多时候不得不安排航空器进行等待。不管是在天空还是在地面。这是拉开间隔，保证安全，合理起降的基本调配方式。那么，在空中无序的等待无疑对管制员的工作造成很多的麻烦，这就需要管制员在终端区利用其有限的空域，进行有序的排列航空器。空中的航空器不利于管制员的控制，于是本文推荐出系统核心策略系统结合地面等待和终端区排序流量管理式，形成了系统的综合性流量管理策略。
2.1 地面等待策略
2.1.1 地面策略介绍
在实际情况中，由于空中交通网络的复杂性，航班不仅仅受一个机场容量限制，由于出发地活着目的地机场的延误，对另一个机场有严重影响。特别是对首都机场这样的空中交通枢纽来说更是一个很大的难题。终端区容量有限，客流量很大，时有雨雪天气，周围军区的限制等等的一切，都需要合理的对容量和流量的合理配比。这对整个空域来说都有积极的意义。
目标函数：多元受限地面等待策略问题的目标函数为[2]
式中：
为航班f单位地面等待成本
为航班f单位空中等待成本
改算法主要考虑按时间次序找出进入指定区域内的航班数，然后根据预先设定的规则，按规则和预设函数选取航班，进一步确定这些的地面等待时间和空中等待时间。
对于其他航班， 则根据预先设定规则，调整这些航班的优先级，进一步安排其进入下一时间片的时间。这些都是由算法进行安排和计算。因此，本算法本质上是对空间进行广度寻优。
2.2 终端区排序策略
终端区排序问题，主要根据着陆航空器间的最小允许间隔、着陆速度和原有序列，对着陆航空器进行重新排序。而目前学者各研究机构提出的算法也是很多的，例如先到先服务(FCFS)算法、带有时间提前量(TA) 的算法、改进的FCFS 算法、延误交换算法、蚁群算法等等。但目前能应用到实际管制运行现场的算法及系统很少甚至是没有[3]。
我们应当从如何来掌握航空器之间的进近顺序来研究适合终端区使用的排序方法， 从而使在终端区内进场落地航空器的排序和延误综合考虑，对这样才可以减少终端区延误，增大了在单位时间内的流量，进而合理规划终端区内的空中交通流，达到容量与流量在终端区内的合理匹配。
3 总结
众所周知，航空器在地面上相比再天空上要安全的多，也比较好控制指挥。所以建议配置地面等待优先，这样可以节省管制员精力，要考虑的问题少。从而实现对流量的一次优化，在此基础之上，再对终端区的航空器进行排序，这也就是终端区排序策略对地面等待一次优化后的流量进行二次优化。这样通过计算的流量优化可以在保证安全的前提下，减小管制员精力消耗，保证航班的准点率，增加单位时间内的航空器安全起降次数。
为了保证安全，地面等待离港起飞的航空器采用了地面等待策略，对出港的航空器得到调控，在空中出港的航空器也一样需要根据空域、航路航线结构得到均匀的空域配比，均匀的间隔，按照时间放行。没有空间等待，不要盲目的起飞，避免空中造成拥堵。而在空中等待进场落地的航空器，通过合理的进场排序、延误分配等方法，最终使得终端区合理的排序解决了终端区内航空器扎堆的空中交通流问题，以时间换取调配空间，从而使得终端区内进、离场航空器的空中交通流顺序，如同流水线作业一样运转顺畅。
当然这是在理想的情况下，也要考虑到天气影响、有特情的情况、空军活动限制等因素对管制员的容量造成的影响。但是容量再小，只要与流量得到很好的匹配运用此策略一定可以对容量和流量得到极大的优化。我们还需要对这方面更切实的去考察，深入考虑，加入不利因素进一步的进行研究。
参考文献
[1] Dorothy L.Buckanin.Rodney C.Guishard.Lee E.Paul.Closely Spaced Independent Parallel Runway Simulation,NTIS,Final Report,1984
[2] 韩松臣, 张明, 黄卫芳. 管制扇区优化划分的方法及计算机实现技术[J]. 交通运输工程学报, 2003, 3(1): 101-103
[3] 段海滨. 蚁群算法原理及应用[M]. 北京:科学出版社, 2005.
论文作者:王哲夫
论文发表刊物:《科技中国》2018年6期
论文发表时间:2018/8/10
标签：终端论文; 空域论文; 管制论文; 容量论文; 航空器论文; 流量论文; 区内论文; 《科技中国》2018年6期论文;