基于空中交通复杂性的空域容量评估

1、 technology forum科技创坛基于空中交通复杂性的空域容量评估王冬俊（中国民用航空华东地区空中交通管理局 ，上海 200335）摘要当今正处于航空运输领域高速发展的时期 ，然而与 10 年前相比 ，空中交通环境的复杂情况却与日俱增。如何准确、合理、有效地评估空域资源服务能力将成为实施空域管理和空中交通流量管理、均衡空域系统之间的供需矛盾、提高航班准点率的重要依据。有必要将交通复杂性考虑到空域容量评估中来 ，代替以往仅以航空器数量作为依据的容量评估方法 ，更加客观真实的反应空域资源的实际服务能力。文章通过对空中交通复杂性与管制员工作负荷之间的关系进行分析 ，提出了基于空中交通复杂性的

2、扇区容量评估方法。 关键词 空中交通 ；复杂性 ；空域 ；容量评估 中图分类号 ：V355文献标识码 ：A文章编号 ：1671-7597（2014）10-0176-01近年来 ，随着我国国民经济水平的不断提高 ，人们出行已经开始习惯使用航空交通工具 ，并带动民航运输业的迅速升温。根据 2012 年民航统计数据显示 ：2012 年 ，全行业完成运输总周转量610.32 亿吨公里，比上年增加32.88 亿吨公里，增长5.7%， 其中旅客周转量 446.43 亿吨公里 ，比上年增加 42.90 亿吨公里， 增长 10.6% ；货邮周转量 163.89 亿吨公里 ，比上年减少 10.02 亿吨公里 ，

3、减少 5.8%。据统计 ，上海终端范围架次数已从 2000 年的 400 架次提升到如今超过 2000 架次 ，同比增长 5 倍。 正当我国由世界民用航空大国向民用航空强国不断发展前进过程中 ，快速增加的航班量导致空域压力处于饱和状态 ，空域拥挤繁忙、管制员工作负荷加大使得管制员压力增大、同时造成航班大面积积压延误等显著问题 ，这些问题将极大影响了空中交通安全、有序、高效的运行。因此 ，实行空中交通流量管理将被提到现实工作中 ，也是最有效的解决方法 ，俗称 ：“流控”。空中交通流量管理的重点就是最大程度地合理运用空域内系统资源。响应民航总局的要求 ，需要我们对空域容量做出正确评估 ，切实推行排

4、堵保畅工作 ，合理发布流量管制决策都将使得空域管理更科学 ，更高效。 随着管制员工作负荷不断增加 ，在我国的某些繁忙机场和空域 ，比如上海两大机场 ，虹桥机场日均架次高达 750 架次 ， 浦东机场达到 1200 架次 ，管制工作量之大时常会超出管制员的能力范围以外 ，极大底影响了保障飞行安全的能力。这需要我们深入研究分析空域复杂性因素与管制员工作负荷之间的关系 ， 正确评估管制员的工作负荷与能力 ，来合理安排航班流量 ；根据实际航路航线来优化空域结构 ；从而平衡矛盾关系 ，尽可能减少由于空中交通流量增加而导致的空域承受压力大的问题 ， 切实保障 空中交通运输业的安全性和稳定性。 空中交通流量

5、是指单位时间内通通过航线某一点或者某条航线的飞机数量（ 不分方向）。我国空中交通流量有以下两个特点。 1） 空中交通流量快速增长。近年来 ，我国的空中交通流量增长很快 ，对军航、民航空管系统都造成了极大的压力 ，空中交通流量的状况取决于航线条数及长短、机场和飞机数量、起降架次等。 2） 空中交通流量分布不均衡。空中交通流量增长速度快 ， 分布很不均衡 ，其流量主要集中在少数政治、经济、旅游中心城市的机场 ，尤其我国东部较发达地区。 空中交通流量包括实际运行容量和最大容量 ，两者都是通又和服务需求密切相关 ，存在着供求关系 ，如果在某个时间段内多架航空器同时请求服务 ，超出最大容量时就会造成延误

6、 ， 在地面交通就如同堵车 ；例如在上海虹桥机场高峰时段起降架次高达 60 多架次 ，相当于每分钟都有飞机在起落 ，为了符合民航相关起飞落地间隔规定 ，此时 ，我们就要实施空中交通流量管理 ，并且落地飞机在空中需要盘旋等待 ，这种情况下航班将会有所延误。而如果这些航班陆续请求服务 ，在很大程度上就能缓解延误的情况。通过研究分析得出 ，影响空域容量的原因有很多 ，主要包括相关管制员的工作负荷的主观能动性和相对空域结构、空中交通流量、相关民航管制规定等各方面的客观因素。在保证安全稳定运行的前提下 ，将空域系统结构、管制规则和安全等级 ，随机因素（飞机因为因素、气象因素） 都考虑在内 ，作出一个特定

7、空域单元在单位时间内所能提供管估。 务的航空器的最大数量的评通过对管制员工作负荷进行容量评估 ，这一方法是目前国内较为成熟并应用广泛的容量评估方法 ，是对扇区容量评估较为主观的评估方法 ，通过分析管制员的实际工作 ，基本可以概括为 ：接收并识别相邻管制区移交的航空器 ；发布航空器高度指令 ；发布航空器速度指令 ；雷达引导航空器 ；监视航空器的飞行动态 ；调配航空器飞行冲突 ；为空中机组提供实时气象信息、航行情报及其他航空器动态 ；将航空器移交给下一个相邻管制区 ；计算航空器的航行数据并整理填写相关飞行进程单 ； 与相邻管制区做好沟通协调工作。 而在管制员平时工作中 ，空管规章对管制员指挥的飞机

8、数目即工作负荷也有着严格的规定 ，这也就对管制员的工作量进行了限制 ，进而影响了空域系统的容量。根据民航总局 86 即中国民用航空空中交通管制规则的规定 ，在雷达管制的条件下 ， 充分考虑航路、航线结构所造成的复杂局面 ；雷达设备的配备及覆盖范围 ；管制员的工作能力及扇区评估 ；雷达通讯系统的功能 ； 遇到特殊情况需要更换应急备份系统的情况下 ， 进近管制区域内提供雷达服务的航空器最多为 8 架 ，区域管制 区域内提供雷达服务的航空器最多为 12 架。当然这些规定的制定也是为了保障飞行安全 ，调节飞行容量的矛盾。 由上述管制员工作负荷介绍可以看出 ，给管制工作负荷权值划分繁忙等级对计算管制员工

9、作负荷的准确性 ，起着重要作用 ，会影响到容量评估的结果的准确性。由分析中可以看出空中交通复杂性与管制员工作负荷有密切联系 ，因此可根据空中交通复杂性值对管制员在扇区工作负荷权值繁忙等级进行划分 ， 建立优化管制员工作负荷的模型。综上所述 ，无论复杂性还是 硅谷 176 2014年第10期总第154期Silicon valley一个良好的政策环境和法律环境 ；其次 ，政府也应该加大对于物联网产业的投入力度 ，这个投入不仅仅是局限于资金方面 ， 更多的应该是在政策方面给予企业更大的支持力度 ，尤其是在操作系统领域、开发领域及设计领域等在产业链中占据中高端地位的领域。 3.2 企业应当加强管理在管

10、理方面 ，可以引进运用重大资金投入方向追究责任制 ， 对于需要长期投入资金但是不能市场化和产业化的项目内容 ， 要进行定期的论证评价 ，不能够达到标准的需要关停并转 ，必要的还需要追究责任。同时也要减少或者是避免胡乱的引进项目 ，在物联网的发展中 ，核心技术应该坚持鼓励支持国产化 ， 在企业资金、税收方面要加大力度努力向自主研发产品发展。一定要坚决杜绝盲目的引进产业链中占据中高端位置的技术 ， 特别是一定不能出现像其他行业一样 ，不断重复引进相同的国外品牌多条生产线的情况。 3.3 注重相关技术的统一物联网的发展客观上仍然需要对相关技术进行一定程度上的统一 ，物联网相关企业和相关研发单位在研究

11、开发新的物联网技术的同时 ，一定要考虑到系统和设备的互相包容性 ，当前 ， 我国物联网行业发展标准和技术仍然是不统一的情况 ，即使是彼此相关的企业也是互不关心 ，这样的情况对于我国物联网的未来发展十分不利。 3.4 重视物联网的安全问题最后还要重视物联网的安全问题。物联网的兴起和发展让 人们的生活越来越便利的同时 ，也造成了人们对物联网的的依赖性越来越大的场景。如果物联网被不怀好意的人们入侵和进行破坏 ，那么其中存在的个人隐私和个人信息就会遭到窃取 ， 就更不用说国家的军事信息资料和财产安全了。 4 结论 在物联网这个领域当中 ，终端设备的数量将会呈现出几何数量级增长的趋势 ，巨大的终端数量会

12、在一定程度上对无线通信网络的承载能力提出了较为严峻的考验。在对物联网中关于认证问题的详细分析的基础之上 ，关于物联网的研究提出了适用于物联网的组认证机制和设备认证机制以及以认证为基础的物联网密钥管理机 制 ，在这些机制中 ，组认证机制可以解决比较大的数量的物联网终端在短时间内同时接入网络所引起的信令拥塞问题 ，设备认证机制能和通信网络相结合 ，造成运营商通信网络安全控制传感器网络的密钥和信息的传递。 参考文献 1刘锦利.物联网终端认证技术研究D.辽宁大学，2013. 2焦文娟.物联网安全认证技术研究D.北京邮电大学， 2011. 3 林扬武.物联网的安全认证技术研究J.无线互联科技， 2012

13、（10）：6-7. 4 马文杰.物联网安全技术的研究与应用D.山东大学，2011.（上接第174页）（上接第175页）置 ，并改垂直安装为 135安装 ，使得在发生泄漏时能将泄漏点切换出去 ，不影响装置的正常运行 ，同时也可改变套管承受交变载荷的程度。 2） 提高热电偶保护套管的材质 ，选用具有抗晶间腐蚀能力较强的材质 ，如 316L 等 ，并严格检查保护套管的内外在质量 ， 检查保护套管的焊接质量 ，避免因焊接工艺选用不当 ，造成金属晶相组织改变 ，使焊接接头产生结晶裂纹 ，降低奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀的性能。 3） 选用新型的防泄漏的热电偶 ，即在热电偶保护套管断裂的情况下依然能有防止介质泄

14、漏的能力。 参考文献 水分散流是金矿的成因的本质。硫化金是金被硫化物腐蚀 后的产物 ，有机质、碳质、胶体溶液也可以吸附或迁移金 ，少量的金也可以溶于一些细菌的新陈代谢产物和土里的腐殖酸中。当成矿流体的 pH 值、压力、Eh 温度改变时 ，容矿岩石萃取金 ， 导致还原硫降低活度和硫化铁或亚铁的沉淀 ，最终硫代络合物不稳定 ， 致使金的沉降。 滇东南卡林型金矿是在中低温的热液矿床内形成的侵染的超细微粒的金。通过对地幔元素的一系列筛选成矿过程 ，各种成矿作用相互影响，是众多因素共同作用的结果，在成矿体系中， 中低温容矿流体导致了 、及硅、锑、有机质、砷等与金的异常组合 ，是必定发生的岩水反应。 参考

15、文献 1王非，林英编.化工设备用钢M.化学工业102-107. 作者简介 ，2004： 1王仰之.中国地质学简史M.北京：中国科学技术1994. ， 2韦龙明，卢汉堤，刘东升，等.卡林型金矿床稀土元素地球化学J.矿产与地质，1995. 3杨云保.滇东南微细粒金矿成矿讨论J.地质与勘探，2004. 王川川（1985-），男，助理工程师，工作于辽阳石化分公司炼油厂，从事炼油化工企业设备管理与维修工作。 （上接第176页）空域容量评估都还有许多方面需要被考虑和完善 ，还需要进一步研究交通复杂性与工作负荷之间的关系 ，客观的反应空域单元的容量 ，为合理有效的分配空中交通管制资源提供支持。 参考文献 1张志龙.终端区空中交通容量估计模型研究D.南京：南京航空航天大学，1999：1-63. 2韩松臣.胡明华，等.扇区容量与管制员工作负荷的关系研究 J.空中交通管理，2000（06）. 3