下一代空中交通管理的一个重要理念

1、下一代空中交通治理的一个重要理念空中交通平安责任向空中转移引言进入21世纪,国际民航组织提出了旨在推进全球空管一体化的空管运行概念.新的空管运行概念引发了全球性的空中交通治理行业重大变革.下一代空中交通治理在世界各地持续升温. 新一代空管系统是什么是缜密的雷 达监视系统是卫星导航是航空电信网 ?是自动相关监视系统是它们的 综合抑或还有毫无疑问,任何代表先进生产力开展方向的变革都不排斥 科学,不排斥先进技术的应用.但是,相同技术产品的不同组合会发生截然不同 效率,关键在于用什么理念来组织系统.当下,航空运输业最活泼的国家和地区, 都在尝试采用新技术来构建的下一代空中交通治理尽管系统构架、开展进程

2、 各不相同,但是,他们共同追寻着一个颠覆性的空治理念 一一把更多空中交通 平安责任向空中转移.悖论如果从广义 交通的意义上去理解,这种责任转移的理念其实是原始交通管 理理念的回归.众所周知,道路行车交通靠的是驾车人自己的意识 而不是靠警 察的指挥来判断冲突风险、保持平安间距、防止行车事故.交通平安的责任主 要由驾车人承当,而交通警察仅仅承当交通平安的监管责任. 驾车人之所以能承 担交通平安责任,是由于他具备自主观察和判断所处交通环境的水平,可以采用& 看见-避让的冲突解脱方法来保证行车交通平安.空中交通的情况却 不同,在三维空间飞行的航空器,在大多数情况下通用航空的小型飞机例外, 它们之间所必

3、须保持的平安间隔远大于人的视距范围,飞行员不可能直接用眼睛观察并判断相邻飞机的准确位置和飞行意图, 因此无法自主限制飞行间隔和解脱 冲突,只能依赖空管员的监视和引导.可见,空中交通是一个空管员负责制的平安责任体系,可以形象地比喻为：盲人驾车,明眼人指挥.平安责任在指挥 者,而不在驾车人.在空管员负责制的体系下,传统空中交通治理系统的开展总是围绕提升管制水平这个主题.采取的主要手段是不断改良管制工具,包括：不断采用新技术,改良通信、导航和监视等地面设施；采用多重配置的方法,降低技术设备 失效的风险；提升空管自动化程度,把大量管制工作交给机器去处理,以缓解日 益繁忙的空中交通为空管员带来的工作负荷

4、和心理压力.然而,传统空管系统的开展过程,并没有从本质上降低空管员的平安责任, 相反,随着空中交通流量高 速增长,空管员的平安责任正在不断被强化.理念飞行流量持续高速增长和民航空域资源严重缺乏, 是世界航空运输业普遍面 临的挑战.在空中交通治理行业,雷达管制技术一度被认为是应对未来挑战的致 胜法宝.然而,现实却是空域越来越拥挤,雷达越建越密集,扇区越分越繁杂, 空管员的平安压力却越来越接近极限. 就连空管技术最先进美国也意识到： 即使 最完善的雷达监视系统,也难以应对下一代航空运输系统开展的挑战,空中 交通必须引进新的治理理念,来克服雷达管制水平的极限.这个新的空治理念就 是：.在我国,是一个

5、敏感词,通常我们把它译作 自由飞行.由于我国空域管 理权与民航飞行治理权严格别离,自由飞行与国土防空观念严重冲突,因此,自 由飞行从来都是民航空管界一个讳忌莫深的话题.其实,如果深入地探究美 国的开展政策,就会发现的概念被严重误读.不是随意飞行,美国航空当局一 贯遵循所谓 三条腿原那么来维护空域秩序.第一条腿,是包含空域定义和飞行程 序的空中交通规那么；第二条腿,是包括飞行执行标准和飞行操控性能标准的运行 标准体系；第三条腿,是严格的飞机、飞行员资格认证标准体系.的真谛是：允许具备规定资格的飞行员,使用符合规定性能的飞机,在精确定义的空域或 航路内,自觉遵守飞行规那么,自主选择最适合的飞行路径

6、.“更精确的解释应当是自助飞行.的技术前提是飞机必须具备空中协同监视水平,飞行员可以通过座舱显示 器,清楚地感知相邻飞机的位置和飞行意图,自主地保持平安间隔.可见 是在 飞行员具备交通平安责任水平的前提下,能有效分担地面空管员平安责任的飞行 规那么.它的核心理念正是：把空中交通平安责任向空中转移.愿景建立飞行员/空管员责任共当的空中交通平安体系,是下一代空中交通治理的美好愿景.实现这种愿景,除了完善地对空雷达监视系统,下一代空管系统 的根底设施架构中,还必须引进新技术、程新序、新方法,为增强航空器运行中 的境况感知和精确航行提供有效的地面技术支撑.如果飞机能实时地感知自身境 况,就能沉着地判断

7、冲突风险,自主调整平安间隔,选择避让机动；如果飞机的 精确航行水平得到保证,就能始终不偏离预期的飞行轨迹.可以想象,当天空的 飞机都能不依赖管制调配自行保持规定的平安间隔, 并且有水平沿着预期 管线 轨迹精确飞行,空管员对飞机运行的干预就会大大减少, 空中交通治理就能沉着 地应对未来更加密集的空中交通的挑战.支撑首先讨论飞机境况感知水平如何获得支撑.机载 空中交通告警和避撞系统技术,是目前已广泛应用的境况感知技 术.在飞行中,机载能预先感知渐进目标或称 闯入目标的动向,并提供决 断信息,帮助飞行员选择避让机动.可以不依赖空管员干预解脱交通冲突, 但有 赖于飞机间的相互探测,同时采用 问讯一应答

8、交换信息的方式,才能感知周边 交通境况.的境况感知功能单一,机载装备复杂,安装本钱高,通常不适合通用 航空飞机选用.因此,技术难以在下一代民航运输系统中发挥主导作用.近年来播送式自动相关监视技术异军突起,为增强航空器境况感知水平开辟了广 阔的前景.技术是国际新航行系统近 20年来不断开展的通信、导航、监视技术 的综合运用.它集成机载导航系统导出的精准航行数据包括：身份编码、三维 位置、速度矢量、飞行意图等,利用地空数据链通信方式,实时地、自发地、 间歇性每秒一次对外播送.在地面,用数据链接收机而不是二次雷达就 可以捕捉监视目标；在空中,相邻运行的飞机通过相互侦听他方播送 而不是相 互探测和问讯

9、就能感知空中交通境况,判断和防止冲突.下一代技术开展,将 进一步开发地对空上行播送功能,将地面采集的场面交通、机场情报、空域气象 等与空中交通相关的境况信息通过数据链向飞机发送,让飞行员在运行各阶段都能与时感知自身境况,减低对空管员的依赖性.相比技术,的空中协同水平明显 增强,机载配置大为优化,是下一代空中交通用户 一一无论商业运输还是通用航 空一一普遍适用的机载系统.再来讨论飞机的精确航行水平何以支撑未来空中交通,航空器的精确航行被形象地描述为在轨运行.在仪表飞行规那么下,航空器精确航行有赖于机载导航系统的性能水平和执飞航路或空域内导航信标的提供水平.当两项水平一致到达所需的精准度、完好性、

10、连 续性、可用性、告警水平等要求时,飞机就能在仪表一一而不是在空管员一一引 导下精确航行.可见,机载导航性能和空域所呈现的导航性能可以由一个统一的 尺度来评价,这就是 所需导航性能的概念.利用概念,可以规划出多种类 型或等级的航线和空域,这就如同设置了不同规格的管线轨道,符合规定性能的飞机,使用相应的飞行程序,就可以实现在轨运行.通常飞行程序是用区域导航方法设计的.与传统飞行程序不同,程序内 的航路点是一系列坐标点,而不是导航点.也就是说,的航行规那么是依靠机载系 统导出的三维坐标而不是依靠导航信标进行导航的.可见,应用区域导航技术, 可以充分发挥飞机的自主飞行水平,有效降低飞行员对地面管制和

11、地面导航设备 的依赖程度.技术、区域导航方法、空域规划和运行程序,都是支持空中交通平安责任向 空中转移的技术手段,它们在下一代空管系统根底设施架构中,应当处于优先和 重点开展地位.结语建设下一代空中交通治理系统,首先必须有一个明确的主题.如果把这个主 题确定为 雷达管制,所有新技术的应用都围绕强化雷达管制而展开,那么,下 一代空中交通治理系统,就可能成为今天航空兴旺国家空管系统的复制品.如果我们站在更高的层次上,去熟悉下一代民航运输系统,用合理转移空中交通安全责任的理念来指导下一代空管系统建设,我国的空中交通治理就可能实现跨 越式开展.对此,笔者给出的建议是：1 .加快研究和建立空管员、飞行员责任共当的空中交通治理根底设施架构和 平安责任体系.2 .、区域导航、飞行程序等新技术应用,应以缓解飞行高流量和空域资源紧 的矛盾为目的,优先在东部飞行繁忙地区推广.3 .对于区域导航的应用,应遵循先易后难的原那么.在方案推广区域导航的繁忙国际机场,优先实施 标准仪表离场程序；在进场空域或气候较复杂 的繁忙机场,开发和试行 标准终端进场程序.4,适度开展雷达监视的技术政策.东部地区雷达部署以满足区域覆盖为限