张迪
【摘 要】伴随着我国航空事业的迅猛发展，我国航空进离港排序系统的市场竞争也日趋激烈。本文利用现有的空中交通管理系统，借鉴协同运行的设计理念，设计了一套技能提高机场利用率，同时又能降低工作强度的进离港排序系统。并且对该系统的主要功能以及在现实中的应用进行了研究，为日后进离港排序系统研究提供理论依据。
【关键词】协同运行；进离港排序系统；信息管理；设计
0 引言
航空运输是现代社会发展中，非常重要的一种运输方式，尤其对于我国而言，快速增长的空中交通流量，给现有的空中交通管制系统造成了巨大压力。科学合理的空中交通管制系统可以帮助飞机有秩序的飞行，有效防止飞机出现事故，提高飞行空间的利用率。但是在机场容积有限的前提下，飞机数量的不断提升，加剧了机场拥堵问题，目前，机场跑道已经成为了航空交通管制当中的薄弱环节。除了对机场进行重修和扩建，建立进离港排序辅助决策系统将是最行之有效的办法。本文将原有的高级地面运动引导与控制系统（A—SMGCS）以及列车自动控制系统（ATC—Automatic Train Control），同时引入协同运行技术，通过现代化信息交互系统，设计出了一套能辅助管制员的航空进离港排序系统。通过实践应用，该系统能够有效改善目前机场交通拥堵的现状，对机场跑道资源进行合理利用，充分提升机场容量，对今后我国航空管制技术的研究和发展具有非常重要的意义。
1 协同运行技术的应用评价
在我国航空交通迅猛发展的今天，交通阻塞问题日趋严重，各大机场航班延误现象屡见不鲜。针对这类问题，我国航空管理部门采用了高级地面运动引导与控制系统（A—SMGCS）以及列车自动控制系统（ATC—Automatic Train Control），这些技术能够适当缓解航空运输的压力，但是却无法从根本上解决拥堵不堪的航空交通现状，管理部门也认识到航空运输交通管制的重要性，科学有效的提升了航空交通各部门之间的协同决策的能力，进一步提高我国航空交通管制的整体水平。我国在航空交通管制方面已经逐步认识到了航空运输一体化的重要性，提高相关部门之间的协同管理的能力，有效解决航空交通的拥堵现状。协同运行技术，顾名思义就是要求相互配合。而协同决策（Collaborative Decision Making，CDM）正是一种在管制部门与航空公司之间进行协调的有效方法。 空中交通管理系统涉及航空公司、机场、航空管理部门，各部门在进行空管运作时需要协同合作，通过信息交流、数据共享和改善航空交通管制条件，努力提高航空交通管制的效率，确保航空公司、机场、航空管理部门获得用于计划运作的实时、准确的信息，帮助决策过程，旨在利用协同决策提升航空交通管制水平。
由于协同决策系统是一个集安全、容量、效率为一体的综合性管理平台，能够根据飞行电报以及空中管制动态情况等信息计算出未来某个时间段内航班的最优时隙，确保航空公司、机场、管理部门第一时间在平台上共享空域资源、机场资源、航班准备情况等信息，并且设计出科学、合理的航班通行队列，包括航班协调关舱门时刻等信息及时显示在终端界面上，方便查阅。因此，协同决策系统覆盖至所有航空公司、机场、航空管理等部门，实现空中管制的整体升级，通过协同决策系统确定航班通行时刻，配套流量管理措施，最大限度地避免航班延误，提升空中管制的整体质量。
2 基于协同运行的进离港排序系统的设计
基于协同运行的进离港排序系统设计之初，为了能够最大限度地发挥其功效，要求要与高级地面运动引导与控制系统（A—SMGCS）以及列车自动控制系统（ATC—Automatic Train Control）相交互，高级地面运动引导与控制系统主要根据进港目标预测的预计降落时间、离港目标出事分配的跑到及上跑道时间确定进港目标停机位状态及入位时间、离港目标推出时间。该系统已完成包括系统需求调研、系统功能体系结构设计、进离港航班排序算法设计、进离港航班排序信息展示界面设计、系统主要应用界面原型设计、系统软件架构设计等任务。A—SMGCS与进离港排序系统相交互，根据航班到达跑道口的时间计算出飞机滑行时间，然后对跑道分配时间进行和理性判断，判断是否有合适的停机位，以便于空中交通管理员做出相应决策。列车自动控制系统主要是为进离港排队系统提供飞行目标位置计划信息以及优化的进离港队列信息。车自动控制系统（ATC—Automatic Train Control）能够接收进离港排队系统提供的航班起飞和降落队列。
从协同互助的角度来说要求能够避免飞机进离港停机状态及入位、离港时间等信息的重复计算。下面就对基于协同运行的进离港排序系统的设计，进行详细分析，基于协同运行的进离港排序系统结构如图1所示：
2.1 系统信息流程设计
基于协同运行的进离港排序系统在协同决策的运行框架下，借高级地面运动引导与控制系統（A—SMGCS）以及列车自动控制系统（ATC—Automatic Train Control）的支持，简化了系统信息流程设计流程。该系统能够与A—SMGCS和ATC相交互并进行信息集成，经过分析处理，形成所需信息并进行输出。
2.2 软件系统设计
基于协同运行的进离港排序系统的软件部分，主要可以分为轨迹生成、动态排序及优化、跑道动态分配、数据的维护和管理以及机场空席显示五大模块。其中轨迹模块主要为进港航班提供进入机场排队区域到跑道尽头的实际剖面图。如果机场排队区域内出现突发状况时，对即将起飞或者下降的航班要生成跑道尽头到机场排队区域的剖面图，以此为依据判断航班起飞时间与走廊口的限制是否存在冲突；伴随着中国民航业的迅猛发展，飞机数量以及飞行次数不断增加，在机场规模有限的前提下，空中交通流量持续增长很容易导致机场拥堵以及航班延误等情况，因此，就需要动态排序及优化模块来解决这一难题。动态排序及优化主要是对进港目标预测的预计降落时间、离港目标初始分配的跑道以及上跑道时间进行优化设计，根据动态信息及终端区的各项参数信息自动地优化航班队列；跑道动态分配模块的主要功效表现在当机场具有多条跑道时，跑道动态分配模块可以自动地为航班选择与之相对应的跑道，同时还能够辅助空中交通管制人员为航班分配最佳的降落跑道；数据的维护和管理模块；机场空席显示模块主要是显示机场内的实时状态，具体包括机场每一条跑道对应的进离场队列，然后根据机场空席管制范围显示与之相对应的航班队列信息，同时还可以显示空中交通管制员所需要的一系列数据信息。
3 结论
综上所述，近年来，我国航空运输发展势头十分迅猛，空中交通流量的不断上升给现有的机场设施造成了各种不便，交通堵塞以及航班延误等问题给民航服务带来了巨大的挑战。基于协同运行的进离港排序系统的引入，可以有效提高机场容量，减少航班等待时间，为空中交通管制员提供更加科学合理的决策方案，以便实现安全、有序、顺畅的交通流；通过基于协同运行的进离港排序系统，在多机场、多跑道的运行环境中，实现信息交互，提高保障能力以及运行效率。本文研究的基于协同运行的进离港排序系统，具有良好的交互界面，能够紧随我国民航管理体制一体化的进展，因此具有非常广阔的应用前景。
【参考文献】
[1]刘馨阳，李毅.协同决策起飞排序系统[J].计算机系统应用，2016（12）.
[2]钟建华.多机场终端区航班进场排序方法研究[D].中国民用航空飞行学院， 2014.
[3]张妍，胡明华，张颖.谢多机场终端区进场航班排序模型研究[J].航空计算技术， 2013（3）.
[4]何林，张晶.从空管角度谈协同决策系统运行——华北空管局CDM系统建设介绍[J].中国民用航空，2013（10）.
[5]刘景斌，张洪海，李印凤.航路容量受限的多机场终端区放行策略研究[J].西安航空技术高等专科学校学报，2012（3）.
[责任编辑：田吉捷]
