摘要
随着我国民航事业的飞速发展，航班流量持续增长，在我国现有空域管理体制下，有限的民航可用空域资源与持续增长的飞行流量之间的矛盾变得愈发突出，给民航空管运行安全带来了前所未有的压力。虽然通过调整空域结构、缩小管制间隔、应用新技术等各种举措增加空域容量供给，但容量供给的增加始终落后于交通需求的增长，容量不足问题已成为制约民航长远发展的瓶颈之一[1]。为解决该问题，空管部门提出了应用单向循环进行航路改造的思路。
关键词 单向循环运行；传统双向运行；双向平行航路；空中立交桥
引言
随着航班流量的持续增长，民航空域资源的紧张态势居高不下，民航空管部门既要在有限的航路上确保航班具备安全运行间隔，还要尽可能地加速空中交通流量，确保航班运行顺畅。正常与安全之间的矛盾让空管部门承受了前所未有的压力。通过近些年来的运行数据统计，我国骨干航路网络呈现出高流量、高负荷、高风险的运行态势，优化国家骨干航路网工作变得刻不容缓[2]。
在我国现有空域管理体制下，有限的民航可用空域资源与持续增长的飞行流量之间的矛盾变得愈发突出，给民航空管运行安全带来了前所未有的压力。为保证飞行安全，降低冲突调配难度，在航路运行中，空管部门往往利用搭建空中立交桥的空域使用手段来缓解管制运行压力，降低管制运行风险，但立交桥的固化使用同时又在一定程度上影响了空域资源的使用效率。为解决该问题，空管部门提出，应用单向循环进行航路改造的思路。
1 单向运行概念
所谓单向循环航路，是指以均衡飞行流密度分布、降低航空器相对运行风险、扩展空域承载容量为目标，利用既有航路航线资源而对航线实施单向飞行流组织，从而实现航空器往循环运行的航路航线组合。
2 单向运行与传统双向运行
2.1安全风险
随着我国航空运输迅猛发展，空域需求日益增加，空域使用方式呈现复杂化、
多样化，空域结构调整优化越来越频繁。空域安全评估是确保空域方案安全合理、
运行顺畅的有效于段。遵循科学、合理、可操作性的方法和程序开展空域安全评
估，可以全面、有效地发现空域方案存在的问题和风险，以便采取措施消除，规
避风险，将风险发生概率、产生的结果控制在可接受范围内，确保空域方案安全性，实现安全关口前移[3]。
相对传统双向运行航路而言，单向化运行航路在航空器上升、下降阶段不需
要考虑相对飞行的影响，与此同时在航路冲突交叉点的管制调配方式也变得更加简便安全，且经过初步评估表明，单向化运行航路的安全风险水平比传统双向运航路高。
2.2管制员负荷
管制员负荷可以简单的利用在指定区域内，航班运行所产生的陆空通话次数的变化情况作为指标来考量。
同样地由于单向化运行航路在航空器上升、下降阶段不需要考虑相对飞行的影响，而且在航路冲突交叉点的管制调配方式也变得更加简便安全，在指定区域内考虑航路交叉和不考虑航路交叉两种情况下的总的基本通话次数都应当有所下降，即管制员负荷也会因此有所下降。
3 单向运行与双向平行航路
3.1安全风险
2007年RVSM 高度层改革以来，空管部门在部分具备一定宽度的航路上采用了偏置飞行的调配方法以规避相撞风险，但狭窄的航路宽度依然不能满足民航管制部门的调配需要，此举仅仅是解决了部分防相撞问题而已。在实施双向平行航路后，管制员省去了偏置这一环节，平行航路之间已有安全的间隔让两航空器进行穿越[4]。
对于窄距平行航路来说，尽管在雷达管制环境下，侧向窄距平行航线给管制员指挥2架相对飞行的航空器穿越高度带来了可能，然而紧张的侧向安全裕度需要管制员高度集中注意力，稍有不慎就将造成小于安全间隔的局面，对穿高风险使管制员仍将窄距平行航线视为同航线相对飞行来处理，这也就使航空器较难实现连续上升与下降[5-8]。
相对双向平行航路而言，单向化运行航路在航空器上升、下降阶段不需要考虑相对飞行的影响，因此可减轻管制员的监控压力。
3.2管制员负荷
相对双向平行航路而言，单向化运行航路在航空器上升、下降阶段不需要考虑相对飞行的影响，因此管制员可省去监控对头穿越飞行，可以减少注意力的分配，即管制员负荷也会因此有所下降。
4 单向运行与空中立交桥
4.1单向化运行航路的高度分配更加简单
两条单向化运行航路的交叉情况可以分为两种：一种是“同向”高度层交叉；
另外一种是“逆向”高度层交叉。“逆向”高度层交叉按照“东单西双”的高度层配备就可以自然完成冲突调配，搭建空中立交桥就变得没有必要。当然，这需要单向化运行航路形成网络规模后，效果才能体现得更加明显(如图4-1)。
图4-1空中立交桥与单向化航路交叉情况
4.2单向化运行航路冲突系数明显降低
“同向”高度层交叉的情况仍然需要搭建空中立交桥，但是由于航路是单向化运行，“同向”交叉的情况只有一个飞行冲突点，同时解决这一飞行冲突不会引发冲突连锁反应，调配难度也大大降低。一种调配方法是将其中一个方向的航空器高度层进行“同向”高度层转换；如图4-2所示，另外一种方法是将其中一个方向的航空器使用“逆向”高度层过桥。结合管制扇区的合理化划设，管制员完全有能力进行高度层灵活调配，节省空域在垂直维度上的资源[9]。
图4-2单向化运行航路交叉点飞机调配
4.3单向化运行航路搭建的立交桥所占桥区范围小
传统双向运行航路由于有相对飞行的航空器，使得调整进入空中立交桥的高度变得非常不便，特别是繁忙地区，相对往来的航空器较多，上升或者下降时机不易捕捉，依靠单一管制区去解决高度层调整的困难是可想而知的。然而，单向化运行航路由于没有了相对飞行的航空器，航空器上升、下降不需要考虑相对飞行的影响，这就给了管制区依靠自身能力解决进入空中立交桥的高度问题带来了可能。如图4-3所示，某一管制区域的空中立交桥高度限制可以在本管制区内自行解决，相关管制区将不再受到影响，高度层选择将更加宽裕航路容量将进一步提升。
图4-3单向化运行航路的空中立交桥辖区范围
空中立交桥是空管部门面对巨大的飞行安全压力而不得已采取的一种管制调配手段，其产生的本质是空域资源的匮乏以及空域的使用方式不合理造成的，既有其降低安全风险和管制负荷的有利一面，也有影响空域使用效率，增加运行成本的不利一面。采用单向化航路运行模式后，可以拆除部分空中立交桥，简化一部分空中立交桥的调配方法，同时还可以释放因高度层的限制而被抑制的空域容量。
小结
本文初步分析了三种航路运行模式的利弊之处，对三种航路运行模式进行了
初步的分析比较。平行航路较传统航路而言，并不是单一依靠垂直间隔，增加了侧向间隔，从而实现扩容，减轻管制员工作负荷。空中立交桥解决了不管在传统航路和平行航路上都会出现的问题，交汇点冲突解决的随机性，易形成连锁反应。立交桥实现把航空器通过交汇点时的冲突调配程序化，从而实现了降低运行风险和减轻管制员负荷。单向运行通过对闲置的航线加以利用，形成闭环式的运行。较平行航路可承载更大的容量，有利于对立交桥的拆解，从而释放更多的高度层，由于没有对头飞行，减轻了管制员的工作负荷。在三种航路运行模式之中，得出单向化航路运行模式是一种安全风险较低、管制员负荷较低的一种航路运行模式的结论。本文在对航路运行模式进行分析时，考虑到单向化航路运行模式作为一种新的航路运行模式，在国内大量应用后是否会带来新的运行风险，这也是需要进一步研究的问题。
参考文献
[1] 苗旋. 应用单向循环模式 推动航路网规划实施[J]. 空中交通管制,2013,161(9):3-6.
[2] 丰宗旭. 空域特性及空域管理[J]. 空中交通管制,2002,(5):2-5.
[3] 朱代武. 在雷达管制条件下机场跑道容量的确定[M].成都:西南交通大学出版社,1998:
7-8．
论文作者:胡跃
论文发表刊物:《科技中国》2017年3期
论文发表时间:2017/5/27
标签：航路论文; 空域论文; 管制论文; 立交桥论文; 高度论文; 航空器论文; 民航论文; 《科技中国》2017年3期论文;