空中交通流量管理技术研究
【摘要】提高空中交通流量管理技术乃完善现代宏观空中交通管理系统的重要任务之一，其工作目的是疏导空中交通活动。但空中交通的流量管理常常导致空中交通活动计划的变更，而成为导致空中交通延误的重要因素，因此，实施空中交通流量管理技术容易遭到误解或非议。鉴于加速空中交通流量的责任和实施流量管理的负面作用，在空中交通管理过程中需要谨慎地处理空中交通流量管理问题。
【关键词】交通管理；空域分析；流量管理
【中图分类号】D035.37 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0032-01
一、研究背景
随着民航事业的发展和社会经济的需要，目前全国范围内新建机场不断增多，航空器的数量日益庞大，这使得本来就受了很多限制的空域资源变得尤为紧凑。目前很多空中交通管制部门都在对所辖区的流量及空域进行评估和研究，但收效甚微。当研究出先进的动态排序算法并建立统一空中交通管理系统实现信息共享经过一定流程后，加快空中航空器的运行效率以及提升对空域资源的充分合理利用。如下图所示为空域资源分配技术流程图。
二、对空域的科学管理技术
目前，对我国现行空域所进行的评估，主要是包括两方面的内容：一方面，空域安全性评估，在选取合适合理的的安全目标等级的基础上对空域安全性进行评估；另一方面，空域容量评估，即在假设可能发生的各种条件下，对空域容量值进行评估。
（一）空域安全性评估技术
直至目前空域安全性评估技术的研究来看，空域安全性评估的主要工作就在于研究航空器在空中碰撞的危险程度。具体而言，对空域中航空器在单位时间内的危险碰撞次数，通过对碰撞的量化处理，寻找出合理的安全目标等级，从而用以衡量空域的安全性。
国际民航组织经过长期以来的实践经验，以及多年来利用科学的数学模型运算评估空域状况，建立在如此的理论及实践的基础上，国际民航组织确定评估空域安全的重要方法是REICH模型。我国建立空域安全性评估也可采用此法。REICH模型依据各种情况的不同，将航空器的碰撞危险率分成三类：纵向碰撞危险率、侧向碰撞危险率和垂直碰撞危险率，而对于总碰撞危险率等于以上三类碰撞危险率加总和。求得总碰撞危险率即便能够计算单位时间内的碰撞危险次数，对比碰撞危险次数和安全目标等级，即可评定空域安全性。
（二）空域容量评估技术
通常，在研究空域容量评估时都会运用模型进行分析，常用的包括评估模型数学模型和仿真模型。对于数学模型来说，时空分析法将空域分成若干个空域单元，针对这些空域单元建立数学模型，用以评估这些空域单元的最大容量，整合数据并评估出空域的总体容量。近些年来，数学模型常常用于评估机场和跑道等简单的容量评估。对于仿真模型来说，常用的仿真模型包括分析仿真模型、蒙特卡洛仿真模型、连续仿真模型以及离散事件仿真模型，这些模型的运用分别针对特定的评估内容，如空域单元的实际容量、延误程度、冲突情况等，具有一定的针对性的进行评估。
三、空中交通流量管理技术的策略研究
疏导是空中交通流量管理技术的关键之处。空中领域是一定的，但是单位时间内航空器的数量是可以通过人为梳理的，因此，提高空中交通流量管理技术，必须建立在疏导空中交通流量的基础之上。目前研究所得的合适的疏导空中交通流量途径主要有两方面。第一，对一定区域内的空中交通活动从数量上进行约束控制，从而降低空中交通中的航空器的密度，提高空中交通的安全性，降低发生空中交通危险事故的几率。第二，统筹建立全面性的合理性的空中交通活动计划，如下图所示，采用排队理论优化空中交通活动顺序，实现空域资源的优化配置，尽量降低个体空中交通活动对发挥群体空中交通活动效用的不良影响，保障空中交通的顺畅，尽量避免出现空中交通阻塞，提高整个空中交通资源的使用效率。
（一）空中交通流量的前期控制
根据空中交通流量分布规律和空中交通活动计划，评价空中交通活动个体对群体的影响，预先采取调整飞行时刻、改变航线和巡航高度等流量管理措施。
（二）实施前的流量控制
定期对空中交通活动的密度进行统计分析，对个人交通活动以及群体的交通活动进行预测，并为日后交通活动的计划做安排计划，合理协调空中交通活动的进行。
（三）实施中的流量控制
在空中交通活动过程中，根据空中交通密度实况，和对空中交通密度变化情况的短期预测，评价相关空中交通活动个体对群体运行的影响，必要时也可临时调整相关空中交通活动计划，对部分空中交通活动采取适当的空中或地面延误措施。
四、空中交通流量管理技术趋势及方向
（一）不断优化群体空中交通活动
传统空中交通流量管理的技术手段和政策都侧重于对空中交通活动的限制。但随着技术的发展，在拓展空中交通活动空间、改进空中交通管理技术的基础上，空中交通流量管理将实现从限制空中交通活动向优化空中交通活动的群体、提高其安全性以及经济效用。
（二）建立空中交通流量管理的新型协商机制
现有空中交通流量管理技术是空中交通管理者单方面的任务，今后随着CNS/ATM系统的普遍应用，空中交通管理者的职能将会产生相应的变化，空中交通经营者和空中交通活动个体将有能力和有必要介入空中交通流量管理工作，利用空中交通流量管理的协商机制，充分发挥自由飞行技术的效能。
（三）加强与空中交通经营者的合作
在未来空中交通管理者、空中交通活动和空中交通经营者三位一体的空中交通自动化管理系统中，提高空中交通流量管理技术仍然是系统的重要任务之一。而在空中交通管理技术系统逐渐完善的方向中，不断的促进空中交通管理者应和空中交通经营者建立更加密切的空中交通管理合作关系，是重要的任务之一。