空中交通管理中空域规划的关键技术应用分析

空中交通管理中空域规划的关键技术应用分析

李信

中国民用航空西北地区空中交通管理局

陕西 西安 710000

摘要：随着全球经济一体化发展趋势的显现，国与国之间的沟通交流日渐频繁，由此带动了航空行业的发展，滋生了一大批新兴的航空企业。目前在空中交通管理过程中，主要运用的空域规划技术有安全评估技术、特征提取和分析技术、飞行程序自动化技术、监视评估技术和高空航路网优化技术等，这些技术具有各自的特点和优势，在空中交通管理当中实现灵活、合理利用，可以更充分地利用空域资源，促进我国空中交通发展。但是，空域资源毕竟是有限的，航空企业的增加，导致对空域资源的竞争强度日益提高，给空中交通网的安全高效运行带来了一定程度的负面影响。为使空中交通容量、空域资源实现最大化利用、加强空中交通的安全，必须提升空中交通管理水平，采用先进的技术手段，对空域资源进行合理的规划。

关键词：空中交通管理；空域规划；关键技术

随着当今社会经济的进步，我国航空运输事业发展极为迅速，尤其飞机作为空中交通的主要载具，其对空域资源依赖度极高，而空中交通管理中空域规划作为空域资源配置的主要手段，科学合理的空域规划也是我国航空运输业得以形成可持续发展模式的基础条件。空域规划是为了更充分地利用空域资源，提升空域利用率，对空域中各种类型的静态元素实现合理布局和科学配置，在现代空中交通管理中属于一种关键技术。近年来，越来越多的现代化空域技术不断研发成功，更全面地满足目前我国空域规划要求，促使空域规划工作具有更充足的技术支撑，对促进我国航空事业健康发展意义。

一、空中交通管理中的空域规划的内容

空间交通管理中的空间规划是基于对空间环境中各种静态要素的实时分析，从而构建合理的分布安排。确保空间资金来源能够达到利润的高效发展;并在此基础上构建专业合理的空中交通秩序，使空中交通的稳定性和安全性能达到有效的保护屏障。实现降低空中拥堵、航班延误、航班中断等各类事故发生率的目标，将为中国航空运输业的可持续发展奠定坚实的基础。因此，空间规划也是定性地通过应用空间环境中的各种信息源来进行全面、合理、专业和安全，为整个空间系统的更新和完善提供有利的参考。空中交通管理中的空间规划能力大于空中交通管理中的空间规划能力。主体包包括运行期间空间的安全评价和空间运行的特殊点分析，对终端区航路序列的自动设计、高空航路网络的布置与修改、一体化通信导航监控区域的稳定性进行了评价。正因如此，空间交通管理中的空间规划主要依赖于合理划分和科学应用其中所包含的各项目的内部容量函数，使空间资源达到最大限度的开发和效益。确保航空交通质量管理效率。

二、空中交通管理中的空域规划关键技术

1、安全评估技术。随着科学信息技术的发展，越来越多的现代化信息技术被应用到空域管理规划当中，像数据链通信技术、自动监视技术以及缩小垂直间隔标准技术等现代化技术被引入到空中交通历系统中，对促进我国空中管理水平的提升具有重要作用。但是当前我国空中交通管理过程中，飞行间隔标准相对比较小，导致空域系统整体受到较大威胁，为了保障空中交通更加顺畅、安全，需要对空域运行加强做好安全评估工作，保证空域系统管理工作当中，能够具备更多安全资料可以参考，促使空中交通管理当中的空域规划质量更高。目前在空域规划技术中，现有的安全评估技术一般是围绕改进NAS系统整体安全性能角度出发，对性地制定有关安全管理计划以及系统安全手册等，一些管理中还可结合实际情况，完善的设计安全管理系统，促使空域交通管理中，有更多、更可靠的工具来防范危险。

2、特征提取和分析技术。在空中交通管理当中，要加强空域规划，就要深入了解并掌握当前空域基本运行存在的特征，对空域规划特征实现合理化提取并分析。因此，特征提取和分析技术在空中交通管理中属于一项关键技术，该技术在实际应用中，需要技术人员按照空域运行参数以及各项基本数据，通过数据统计法，构建空域特征量化模型，在此基础上，合理分配空域状态中各方面流量，优化空域结构设计。通常情况下，空域服务质量，指的是终端区、航路点以及情报中心等相关要素具体的流量情况，一般还包括基本运行成本、噪音情况以及潜在冲突等项目；飞行航迹持续现象，指的是空域环境中飞行垂直方向对应偏差概率统计、航空器侧向。目前FAA研发的空域性能数据处理系统相对较为理想，此系统可以指导飞机飞行中的设计情况与程序状态等，以达到高效控制空域运行情况，并且还可以较为客观地分析空域环境下存在的噪音现状，科学评估并分析空域流量情况。

3、飞行程序自动化技术。在空中交通管理中，为了确保飞机可以高效、安全地运行，需要着重针对终端区域，详尽、合理地设计飞机运行各个细节，以模块化的形式绘制飞机运行程序当中的所有要素，保证飞机程序达到自动化设计成效。技术人员需要全面、系统地分析定位区域、机场以及导航中心等重点程序要素，促使各要素逐一地与点、线、面等层面构建彼此映射关系，得到精准化参数，保证绘制结果准确、可靠。在绘制过程中，技术人员需要综合考虑各种障碍物对设计模板可能产生的影响，并根据终端区域范围内机场附近各方面地理条件实现模型构造，并结合实际情况，及时调整模型中存在的不规范部分，确保飞机程序设计的合理性、有效性。

4、高空航路网优化技术。为了更加合理地运用整体空域资源，需要对高空航路网实现优化设计，促使机场高空各主干航路网、终端区过渡航路以及支线航路网等实现合理规划。对高空航路网实现优化设计过程中，需要充分掌握航路网当前各方面运行特征，确定航路网规划设计的目标，在分析所有网络节点基础上，构建航路网具体层次划分模型，进而对航路网络实现合理划分。在划分航路网整体层次过程中，主要是对区域支线航路网、枢纽主干网络以及区域干线航路这3个层次实现有效划分，并同时优化设计航路网和终端飞行两者之间存在的过渡航路。为了有效降低航路网实际运行成本，提升航路网整体运行效率，保证设计具有高度合理性，需要着重从避让设计、初始化设计和网络拓朴设计等方面进行优化设计。在设计当中，航路网络设计如果存在多目标优化需求，可在建模和处理环节合理运用网络规划技术，满足多目标优化的网络设计要求。

5、监视评估技术。在空中交通管理中，即便合理运用上述各项空域规划技术，依旧可能存在一些突发状况或者潜在问题，因此，还需要在管理中合理运用监视评估技术。目前空域规划中的监视评估技术，主要内容涉及到通信、导航以及监视等方面，在监视评估技术运用下，更加合理、有效地确定空域设计方案具体可行性，确保飞机程序能够安全、有序运行。通信导航监视技术的运用，能够动态监视并分析台站电波实际传递情况以及各方面影响因素，还可直接构建信号传播距离有关模型和观测误差模型等，以此为基础，对地基区域内的侧向容差、台站信号作用范围以及沿航迹容差等实现有效分析。当前我国可用空域资源相对还比较少，而近年来我国飞行流量却处于持续上升状态，为了保证航空运输业健康发展，需要加强技术研发和应用，对有限的空域资源实现合理规划，促进我国航空航天事业可持续发展。

为了保障空域资源的高效利用，促进我国航空运输业的健康发展，需要不断提升空中交通管理水平。空域规划质量直接影响着空中交通管理水平，因此，需要相关管理部门积极提升空域规划能力，合理利用各种空域规划关键技术，在技术支持下，促进空域规划更加科学、合理。除了现有的空域规划技术，有关研发部门还要积极研发更多现代化空域规划技术，为空中交通管理提供重要技术保障。

参考文献：

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[2]张立力，王克杰.空域规划方案安全性评估研究现状综述[J].科技视界,2020(3):244.

[3]胡凯，陈刚.关于如何加强空中交通管理中空域规划的关键技术应用探究 [J].中国战略新兴产业 ,2019(20):11.