管制移交間隔管理策略研究

時(shí)間:2022-04-20 09:40:23

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管制移交間隔管理策略研究

摘要:隨著經(jīng)濟(jì)格局的逐漸變化,在各個(gè)國家,對(duì)于民用航空運(yùn)輸業(yè)的需求都在不斷提升,空中交通流量也在隨之增加。本文將對(duì)雷達(dá)管制條件下的區(qū)域管制單扇區(qū)移交間隔管理策略和區(qū)域管制多扇區(qū)移交間隔管理策略進(jìn)行分析,希望對(duì)空中交通的管理做出一定貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞:雷達(dá)管制條件;管制移交間隔;管理;矩陣模型

管制移交主要指的是扇區(qū)之間或管制單位之間轉(zhuǎn)移飛行中航空器管制責(zé)任的工作,其目的是連續(xù)為航空器提供服務(wù),讓管制責(zé)任更為明確,讓飛行安全得到保證。在管制移交之前,接受單位與移交單位會(huì)進(jìn)行協(xié)調(diào),一般情況下,移交流程包含了前置移交、通信移交與責(zé)任移交這三個(gè)環(huán)節(jié)。

1雷達(dá)管制條件下的管制移交間隔管理意義

在全球經(jīng)濟(jì)格局逐漸變化的條件下,亞太地區(qū)各個(gè)地區(qū)的民用航空運(yùn)輸業(yè)需求得到了巨大增長,空中交通流量得到增加,但是,空管系統(tǒng)、大型樞紐機(jī)場(chǎng)等基礎(chǔ)保障設(shè)施的建設(shè)具有周期長、投入資金多、空域領(lǐng)域資源有限等局限性,空中交通存在著很大矛盾。除此之外,隨著全球氣候的逐漸變化,異常天氣也紛紛出現(xiàn),這對(duì)于空中交通管制服務(wù)工作帶來不利影響,空中交通延誤與擁堵會(huì)為經(jīng)濟(jì)帶來損失,會(huì)對(duì)空中交通流運(yùn)行效率與運(yùn)行安全造成影響。現(xiàn)階段,我國民用航空運(yùn)輸能力已經(jīng)成為全球第二大航空運(yùn)輸體系,航空旅客吞吐量巨大,對(duì)雷達(dá)管制條件下的管制移交間隔管理進(jìn)行研究對(duì)于民航發(fā)展新局面的開創(chuàng)具有重要意義。

2區(qū)域管制單扇區(qū)移交間隔管理策略

空中交通管制主要指的是在當(dāng)前技術(shù)條件下,利用一系列手段掌握航空器飛行狀態(tài),讓航空器安全間隔得到保障,讓空中碰撞或是碰撞地面障礙物得到有效防止,進(jìn)而讓空域容量與運(yùn)行效率得到提升,讓飛行安全目的得到有效保證,在區(qū)域管制工作中,工作人員為對(duì)監(jiān)視空域范圍內(nèi)的航空器動(dòng)態(tài)以及活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視,可以利用ATS監(jiān)視系統(tǒng),管制人員需要將航跡引導(dǎo)提供給航空器,進(jìn)而減少飛行沖突出現(xiàn);可以讓航空器快速上升到巡航高度,或是從巡航高度快速下降到進(jìn)場(chǎng)地點(diǎn),讓危險(xiǎn)天氣得以避開;可以讓航空器領(lǐng)航得到協(xié)助;可以讓航空器進(jìn)行入限制空域事件得到避免。在區(qū)域管制中,兩個(gè)航空器之間雷達(dá)間隔最小是10km,可以讓單位空域飛行流量得到增加,讓單位空域利用率得到提升。管制移交間隔管理主要指的是利用距離間隔限制值/時(shí)間控制將要進(jìn)入本單位扇區(qū)的航空器隊(duì)列,對(duì)特定空域可進(jìn)行短期的流量管理,可以引入矩陣等觀念來對(duì)其問題進(jìn)行定義。在間隔矩陣中,航空器即將要飛越的移交點(diǎn)是間隔參照點(diǎn),利用初始的航空器預(yù)計(jì)飛越時(shí)刻數(shù)據(jù)時(shí)刻可以完成時(shí)間間隔矩陣的轉(zhuǎn)化工作,依照初始間隔矩陣可以建立狀態(tài)矩陣,除此之外,還應(yīng)在模型中建立間隔增量矩陣??蓪?duì)模型作出多個(gè)假設(shè),因本文只對(duì)單扇區(qū)移交情況進(jìn)行考慮,所以可假設(shè)航空器為扇區(qū)外側(cè)進(jìn)入;劃分指定時(shí)間段[0,T]為多個(gè)子時(shí)間片段,在指定時(shí)段間隔指令有效;在控制時(shí)間段,航空器為勻速飛行[1]。對(duì)其進(jìn)行簡要概述,就是以控制延誤綜合為目標(biāo),將間隔矩陣與增量矩陣進(jìn)行引入,讓管制移交間隔的變化得到處理,利用移交間隔模型,使用遺傳算法可以得出相應(yīng)的結(jié)果。

3區(qū)域管制多扇區(qū)移交間隔管理策略

空中交通監(jiān)視的發(fā)展可以分為四個(gè)階段,分別為人工監(jiān)視階段、被動(dòng)獨(dú)立監(jiān)視階段、被動(dòng)協(xié)同式監(jiān)視階段與主動(dòng)協(xié)同式監(jiān)視階段,監(jiān)視技術(shù)的每一次革新都會(huì)讓空中交通管制運(yùn)作模式發(fā)生變化,都會(huì)讓空域管制效率得到提升,讓管制成本得到降低,讓飛行安全水平得到進(jìn)一步保障。從多扇區(qū)系統(tǒng)的全局角度著手,針對(duì)多扇區(qū)系統(tǒng)中的單個(gè)子扇區(qū)容量、整體容量、外單位扇區(qū)的限制因素等方面的影響做出研究,可以讓扇區(qū)管制移交管理策略更為貼近、全面。多個(gè)扇區(qū)的移交可以分為兩種情況,一是提供雷達(dá)監(jiān)視服務(wù)的區(qū)域管制范圍的高扇區(qū)是主體移交扇區(qū),二是進(jìn)近管制范圍之內(nèi)的中低扇區(qū)是主體移交扇區(qū)。在多扇區(qū)管制移交間隔模型中,可以發(fā)現(xiàn)其關(guān)鍵問題為外單位扇區(qū)和多扇區(qū)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、系統(tǒng)內(nèi)部子扇區(qū)的協(xié)調(diào)、航空器的多個(gè)間隔參考點(diǎn)等。利用矩陣與圖形可以轉(zhuǎn)化管制移交間隔問題,并建立相應(yīng)的多扇區(qū)管制移交間隔模型。在多扇區(qū)的運(yùn)行空域網(wǎng)絡(luò)中,需要對(duì)空域圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化,讓其變?yōu)楹喕橄髨D,可以把多扇區(qū)系統(tǒng)定義在虛擬圓內(nèi),航空器在移交點(diǎn)的變化過程中可以利用路徑短表示,依照扇區(qū)內(nèi)運(yùn)行移交形式的不同,可以將其分為三種特征飛行流,在轉(zhuǎn)化之后,網(wǎng)絡(luò)構(gòu)圖飛行流并不間斷,各航空器途徑的路徑點(diǎn)存在差異,因此,需要進(jìn)行路徑補(bǔ)償工作。其約束條件包含了移交點(diǎn)間隔約束、扇區(qū)容量因素、飛行約束和特殊情況約束[2]。對(duì)其進(jìn)行簡要概述,就是依照不同特征飛行流和移交點(diǎn)來轉(zhuǎn)化空域圖,進(jìn)而完成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡圖的定義工作,通過路徑虛擬函數(shù)的引入,可以讓多扇區(qū)間隔管理問題化那話為分類目標(biāo)規(guī)劃問題,之后依照不同種類的移交點(diǎn)對(duì)間隔矩陣作出相應(yīng)的修改,在算法中,將隨機(jī)編碼和真值進(jìn)行結(jié)合,讓其更為符合模型的相關(guān)要求。

4結(jié)語

綜上所述,利用一定算法,計(jì)算區(qū)域管制扇區(qū)移交間隔,可以讓航班空中延誤得到有效減少,結(jié)合單個(gè)扇區(qū)的模型研究結(jié)果,對(duì)空域范圍以及影響因素進(jìn)行考慮,可以讓多扇區(qū)系統(tǒng)管制移交間隔管理模型得以建立,讓空域交通管制運(yùn)行效率得到提升。

參考文獻(xiàn):

[1]高偉,宮廷玉,葉志堅(jiān).區(qū)調(diào)扇區(qū)和進(jìn)近扇區(qū)復(fù)雜度對(duì)比研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2015,15(06):266~271.

[2]杜實(shí),吳海波.單扇區(qū)管制移交間隔管理模型和算法研究[J].航空計(jì)算技術(shù),2014,44(06):78~83.

作者:王乙 單位:民航西南空管局重慶空管分局