民用航空三亚空中交通管理站 海南 三亚572099
摘 要
空中交通流量管理的根本目的在于调整交通需求与供给，使之协调匹配。随着航空运输的蓬勃发展，不断增长的空中交通需求与供给之间的矛盾日益突出，由机场容量的限制带来的交通拥挤、航班延误问题日益严重。
关键词：终端区；空中交通流量管理；容量利用
引言
由机场容量的限制带来的交通拥挤、航班延误的问题已日益严峻，机场成了空中交通管制的瓶颈。航班延误不仅会造成巨大的经济损失，而且还会直接影响航空公司的信誉。因此，合理分配机场流量、优化利用容量，使之协调匹配，对于减缓空中等待和地面延误、提高航空公司信誉等，既具有经济价值又具有现实意义。机场流量分进场流量和离场流量，与之相应的机场容量分为进场容量和离场容量。目前大多数流量管理、优化策略的研究都将进离场视为相互独立的两个过程，而且将机场容量视为一个恒定值。但实际上进离场是互相影响制约的两个过程，并且机场容量随机场天气的变化而显著变化，甚至于飞机类别、组合比例及顺序都直接相关。
研究背景与意义
空中交通流量管理（ATFM）是指科学地安排空中交通管制系统中总的交通量与容量相适应，管理的对象就是空中飞行的航空器。管理的目的，是使空中交通流量达到最优，减少空中和地面飞机的延误，防止空中交通系统超负荷运转，使航空器飞得安全和顺畅。航空器在空中飞行的方向，速率，高度以及在单位时间，空间范围内航空器飞行的数量称为空中交通流量。空中交通流量越大，管理好的难度越高。管理的技术手段越先进，管理人员的素质越高，或者空域环境越好，可容纳的空中交通流量越大。
随着空中交通流量的增加，交通拥挤问题在世界上大多数发达国家的空运系统中变得越来越严重。空中交通拥堵主要表现为机场跑道系统容量或空管扇区容量在某段时间的过饱和，从而引起航班延误。航班延误与每天的航班流量高峰时间和高峰期密切相关，同时也受到恶劣气象条件下机场或航路区域服务效率的影响。对机场终端区而言，跑道是空中交通运行的主要瓶颈环节，在没有机场跑道扩建或空管设施更新以获得容量长期改善的情况下，空中交通流量管理是降低延误损失的最有效途径。研究表明：有效的运行和技术优化措施可以使空中交通流量提高50%左右。
目前国内的北京首都、上海浦东和广州白云三大机场非常繁忙，其中北京首都国际机场的航班延误已经相当严重，航班延误的压力也愈来愈大。因此研究影响终端区容量的因素有着相当重要的意义。
容量的概念
运行容量
运行容量也称实际容量，是指在制定机场或空域范围内，在可接受的航班延误水平下，给定时间段内能够服务的最大航空器数量。所谓可接受的航班延误水平。
最大容量
最大容量是指在指定机场或空域内，给定时间段内能够服务的最大航空器数量，即在延误趋于无穷大时的运行容量，反映了极限服务水平。
航班时刻安排容量
航班时刻安排容量，是指航班时刻表每小时安排的最大航班数量，是考虑空管和机场各单位综合保障能力后确定的数值，通常小于运行容量。
天气影响下机场的到达和出发容量
机场的调度中，在天气好的情况下一般都采用的目视飞行规则（VFR），天气较差的情况一般都采用仪表飞行规则（IFR）。不同情况下机场的容量是不一样的。我们认为机场的到达容量和出发容量是相互关联的。
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影响终端区容量的因素分析
机场终端区容量是指在一定的系统结构（空域结构、飞行程序等等）、管制规则和安全等级下，考虑可变因素（飞机流配置、人为因素、气象因素等）的影响，该终端区所能提供多少架次航空器的服务。终端区空域的容量受很多因素的影响，这些因素可通称为容量限制因素。研究表明，终端区的主要容量限制因素有如下几类：
空管规则
按照国际民航组织(ICAO)规定，航空器在进行航路或者航线飞行时，应当按照所配备的飞行高度层飞行，在终端区内不论方向如何，其高度层按照300米的间隔标准进行划分。航站区域内，雷达水平间隔标准为5海里。在飞行天线中心的40海里，进近管制区范围内6000米(含)以下可缩小为3海里，直线最后进近航段10海里内，同一航迹的前后两机之间可以减少至2.5海里。在我国因为流量、设备差异等差异，各地的管制单位依据实际情况制定了不同的管制规则和管制方法，一般高度间隔是统一的，对于水平间隔的要求各地不同。目前北京、上海和广州已经批准可以在管制中执行雷达管制间隔，但是为了安全起见，上海规定在终端区内两架飞机如果高度相同，间隔始终须保持在5海里，而在广州须保持6海里的间隔。不同的间隔要求对空域流量有着显著的影响。
空域结构的复杂性
终端区边界位置，与区域管制区交接点的位置、各进离场航路之间的相对位置关系，各航路交叉点的位置，禁区，危险区，限制区的分布等等都对容量有很大的影响。
跑道使用效率
按规定，有飞机已在五边建立盲降，或跑道上有飞机尚未起飞或者脱离跑道之前，不得放行飞机进入跑道起飞。如果前机为重型，后机为轻型，须间隔3分钟放行，其他情况须间隔2分钟放行，跑道是进场飞机的系统出口和离场飞机的系统入口，因此它的运行效率对空域容量的影响是非常明显的。
机场管制放行规则
管制员根据当时进场和离场飞机数量的比例确定放行进场飞机和离场飞机着陆的顺序。确定在每放行两架进场飞机落地之间插入放行几架离场飞机，或者只放行离场或落地飞机。一旦确定了放行规则就必须事先调整进场飞机的纵向间隔，以保证每两架飞机之间有足够的间隔放行相应数目的离场飞机。放行规则对于进场飞机的间隔以及进离场飞机的数量比例有很大的影响，因此对终端区容量的影响也非常明显。
管制员的工作负荷
空域内飞机安全、有序的飞行与管制员的指挥是密不可分的，根据对管制员的工作过程的分析表明，管制员对空中交通流不同的指挥方式对空域容量也有很大的影响，空管有关规定对管制员同时指挥的飞机数目有着严格的规定，这也就是对于管制员的工作量限制，进而也就影响了系统的容量。
气象条件
气象条件对空域容量也有很大的影响。当某条航路有雷雨时，飞经该航路所有飞机都必须绕飞，相当于改变了航路结构。当终端区内有风时，对不同方向飞行的飞机速度会产生不同的影响，因而也影响了容量。
空中交通管制保障系统的可靠性
依据空中交通管制相关规定，如果部分空中交通管制保障设施不能正常工作，相关管制规定也做相应调整。比如当雷达失效时改用程序管制方式，就必须拉大管制间隔；通讯失败，则其他飞机必须避让通讯失效的飞机，让该飞机优先着陆等，这样对空域的容量将会造成极大的影响。
其它一些物理或技术性因素
飞机的机型比例、速度性能、飞行员对管制指令的反映速度等也会对空域的飞机流的运行造成影响，从而对系统的容量产生影响。
根据北京首都机场2011航班正常率统计中，由于天气原因导致的航班延误数量占总数的18.26%，特别是恶劣天气下，航班大量取消、延误，给周边备降机场带来很大影响。
结论
空中交通流量就是单位时间和空间范围内航空器飞行的数量。所谓空中交通流量管理就是指科学地安排空中交通流量，使得空中交通管制系统中总的交通流量与其容量相适应。即充分利用空中交通管制系统的可用容量，使得空中交通安全、高效、有序、提高空间和时间的利用率。空中交通流量管理的任务是完成收集各航空单位的飞行计划，统计空中航路飞行量和单位时间通过空域和机场的飞行量，合理安排飞行计划，减少延迟和等待，保证进入空中交通管制网络的飞机能够顺利地通过瓶颈地段，使空中交通流量通畅高效。
论文作者:苏其贞
论文发表刊物:《科技中国》2016年4期
论文发表时间:2016/6/22
标签：容量论文; 管制论文; 交通论文; 飞机论文; 流量论文; 空域论文; 机场论文; 《科技中国》2016年4期论文;