民航科普——帶你解讀空管

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你想知道更準(zhǔn)確的民航發(fā)展方向嗎？

空管，一個(gè)神秘又至關(guān)重要的部門，關(guān)于它，大家總是充滿著好奇。

（1）四強(qiáng)空管的內(nèi)容是什么？

2018年民航局馮正霖局長(zhǎng)指出，要全面加大“強(qiáng)安全”、“強(qiáng)效率”、“強(qiáng)智慧”、“強(qiáng)協(xié)同”的“四強(qiáng)空管”建設(shè)力度，努力實(shí)現(xiàn)空管高質(zhì)量發(fā)展。

“安全空管”--安全是民航永恒的主題，實(shí)現(xiàn)安全空管是對(duì)空管工作的底線要求，是空管發(fā)展的基礎(chǔ)和前提。

“效率空管”--效率是行業(yè)發(fā)展質(zhì)量的重要體現(xiàn)，是空管高質(zhì)量發(fā)展的必然要求，也是空管發(fā)展的重要任務(wù)。

“智慧空管”--智慧是行業(yè)發(fā)展的時(shí)代特征，是空管高質(zhì)量發(fā)展的必由之路，是空管發(fā)展的技術(shù)支撐。

“協(xié)同空管”--協(xié)同是行業(yè)系統(tǒng)性運(yùn)行的本質(zhì)要求，也是實(shí)現(xiàn)空管高質(zhì)量發(fā)展的必要環(huán)境和條件。

安全為首，效率引領(lǐng)，智慧構(gòu)建，協(xié)同發(fā)展，“四強(qiáng)空管”是當(dāng)代空管人全面落實(shí)黨的十九大精神，推動(dòng)民航高質(zhì)量發(fā)展，建設(shè)新時(shí)代民航強(qiáng)國(guó)的歷史責(zé)任,是引領(lǐng)空管系統(tǒng)走出瓶頸困境的必然要求，也是未來(lái)一段時(shí)期發(fā)展建設(shè)的主要任務(wù)與根本途徑。

（2）空管未來(lái)的發(fā)展特征是什么？

空管是高度依賴技術(shù)進(jìn)步的行業(yè)，空管未來(lái)的發(fā)展也將是智慧式的發(fā)展，智慧空管的發(fā)展趨勢(shì)主要有三個(gè)特征。

一是基于航跡運(yùn)行將是未來(lái)空管發(fā)展的核心技術(shù)。基于航跡運(yùn)行將以飛行安全生命周期為基礎(chǔ)，提升飛行的可預(yù)測(cè)性，促進(jìn)空管系統(tǒng)管理更加精細(xì)化。

二是信息技術(shù)在未來(lái)技術(shù)發(fā)展中將發(fā)揮作用。云計(jì)算技術(shù)可以將空管運(yùn)行的各方面要素?cái)?shù)據(jù)儲(chǔ)存并部署在云端服務(wù)器，依靠云計(jì)算迅速實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接和全景化集成。大數(shù)據(jù)技術(shù)也可以將空管運(yùn)行數(shù)據(jù)分析得更深入、更徹底，特別是在空管性能評(píng)估及性能改進(jìn)上大有空間。

三是管制智能化能將管制員從繁重的工作中解脫出來(lái)，降低出錯(cuò)率，提高效率。未來(lái)空管智能技術(shù)將地面管理自動(dòng)化系統(tǒng)與飛機(jī)的控制自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)為一個(gè)整體，發(fā)展形成空地一體化的管制框架，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信取代語(yǔ)音通信。精確計(jì)算取代人工計(jì)算，以智能化方式自動(dòng)給出管制解決方案。

（3）為什么要對(duì)尾流進(jìn)行重新分類？

尾流是飛機(jī)機(jī)翼在產(chǎn)生升力時(shí)伴隨產(chǎn)生的漩渦，飛行中，若前后兩架飛機(jī)間隔太近，前機(jī)尾流會(huì)對(duì)后機(jī)造成不安全影響。國(guó)內(nèi)外民航管理機(jī)構(gòu)將航空器按照重量進(jìn)行分類，然后給出不同機(jī)型類別組合下的間隔值，以保證飛機(jī)的安全。但同時(shí)，如果這個(gè)間隔值過(guò)大，將影響空域的使用效率。在保證安全的前提下，為了提高空域使用效率，增加機(jī)場(chǎng)的起降容量，我國(guó)民航提出了航空器尾流重新分類方法與間隔標(biāo)準(zhǔn)(RECAT-CN)，進(jìn)一步縮減了部分組合下的間隔值。廣州和深圳機(jī)場(chǎng)從2019年12月5日起開始啟動(dòng)RECAT-CN管制實(shí)驗(yàn)運(yùn)行工作。從2020年12月31日，進(jìn)一步擴(kuò)大到北京兩場(chǎng)、上海兩場(chǎng)、昆明、西安等十二個(gè)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行驗(yàn)證。

（4）點(diǎn)融合進(jìn)近運(yùn)行模式有哪些優(yōu)勢(shì)？

在進(jìn)近和終端區(qū)內(nèi)，管制員調(diào)配進(jìn)場(chǎng)航空器的著陸次序，規(guī)劃航空器運(yùn)行航跡，以達(dá)到跑道容量有效利用、延誤最小等目標(biāo)，即在保障運(yùn)行安全的前提下提高運(yùn)行效率。目前，管制員主要通過(guò)開環(huán)指令對(duì)航空器進(jìn)行雷達(dá)引導(dǎo)，使航空器滿足安全間隔和進(jìn)場(chǎng)排序的要求。雷達(dá)引導(dǎo)的隨意性和經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)，產(chǎn)生航跡具有較高的不可預(yù)測(cè)性，跑道資源未能最大程度利用，同時(shí)會(huì)增加管制員的工作負(fù)荷。

點(diǎn)融合進(jìn)近是歐洲航行安全組織實(shí)驗(yàn)中心提出的一種全新的運(yùn)行模式。與傳統(tǒng)的開環(huán)指令引導(dǎo)相比，點(diǎn)融合進(jìn)近為管制員提供了一種結(jié)構(gòu)化的進(jìn)場(chǎng)排序航線，提高了航跡的可預(yù)測(cè)性，進(jìn)場(chǎng)航跡靈活但可控，管制員只需要發(fā)布轉(zhuǎn)向融合點(diǎn)的指令，管制通話負(fù)荷大幅下降。同時(shí)，點(diǎn)融合進(jìn)近模式可以使航空器實(shí)施連續(xù)下降，降低航空器的燃油消耗。目前，我國(guó)上海、廣州和深圳率先采用了點(diǎn)融合進(jìn)近模式，運(yùn)行安全、效率和節(jié)能減排效果得到有效提升。

（5）什么是基于航跡的運(yùn)行（Trajectory Based operation，TBO）

基于航跡的運(yùn)行（TBO）是國(guó)際民航組織（ICAO）在全球航行計(jì)劃（GANP, Doc9750）中提出的關(guān)鍵概念之一。TBO是以航空器安全運(yùn)行周期的四維航跡為基礎(chǔ)，在空管、航空公司、機(jī)場(chǎng)、航空器等相關(guān)方之間實(shí)時(shí)共享和動(dòng)態(tài)維護(hù)航跡動(dòng)態(tài)信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多方協(xié)同決策。在TBO的概念下，利用自動(dòng)化的航跡信息共享交換，可以實(shí)現(xiàn)空管的精細(xì)化運(yùn)行，更好地履行現(xiàn)有的管理角色和責(zé)任。

在我國(guó)，民航局和科技部設(shè)立項(xiàng)目開展初始階段基于航跡運(yùn)行的研究，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)針對(duì)單架航空器的地空數(shù)字化管制、空地航跡協(xié)商和定時(shí)準(zhǔn)確到達(dá)等。2019年3月，完成了初始四維航跡（i-4D）演示驗(yàn)證，該驗(yàn)證由一架空客A320neo飛機(jī)在天津與廣州之間成功完成。配備i-4D技術(shù)的飛機(jī)在本次演示驗(yàn)證飛行中的飛行軌跡全程與地面保持同步。此次飛行是亞太地區(qū)首次針對(duì)未來(lái)空管四維航跡運(yùn)行技術(shù)開展的試驗(yàn)飛行。

（6）遠(yuǎn)程塔臺(tái)建在哪里？

塔臺(tái)是機(jī)場(chǎng)里最高的建筑，用來(lái)管理飛機(jī)起降的地方。塔臺(tái)管制員通過(guò)肉眼觀測(cè)飛機(jī)及其他人員、車輛的位置，并實(shí)施管制指揮。

遠(yuǎn)程塔臺(tái)（Remote Tower）利用現(xiàn)有傳感實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行及周圍環(huán)境的監(jiān)視，并且把監(jiān)視信號(hào)引入到指定地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異地管制。

遠(yuǎn)程塔臺(tái)技術(shù)可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)的小型機(jī)場(chǎng)提供遠(yuǎn)程管制服務(wù)，也可以為大型樞紐機(jī)場(chǎng)提供應(yīng)急備份服務(wù)。

目前，我國(guó)民航空管已布置在云南、廣州等地開展遠(yuǎn)程塔臺(tái)應(yīng)用試點(diǎn)。

（7）如何使無(wú)人機(jī)運(yùn)行無(wú)縫融入空中交通管理？

隨著科技的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)越來(lái)越多的出現(xiàn)在天空中，如何使無(wú)人機(jī)與現(xiàn)有的載人航空器融合運(yùn)行成為未來(lái)空中交通管理的重要內(nèi)容。必須有一種持續(xù)的整體方法，協(xié)調(diào)一致地促進(jìn)整體空域的空中交通管理發(fā)展。

目前的重點(diǎn)主要在于哪些無(wú)人機(jī)可以在哪里和在什么條件下運(yùn)行，現(xiàn)有的法律法規(guī)在大多數(shù)情況下依據(jù)重量、運(yùn)行類型(目視視線(VLOS)/目視視線之外(BVLOS))和地面人口密度(城市/市郊/農(nóng)村)進(jìn)行細(xì)分。

未來(lái)飛行在高空空域的大型無(wú)人機(jī)將主要將按儀表飛行規(guī)則飛行，這通常與有人駕駛飛機(jī)按儀表飛行規(guī)則飛行的方式相同。中小型無(wú)人機(jī)則主要在低空空域內(nèi)自由飛行。相應(yīng)的，也就出現(xiàn)不同的空中交通管理方法。

為實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)無(wú)縫融入空中交通管理，可分以下階段逐步推進(jìn)：第1階段使大型無(wú)人機(jī)能夠在高空空域中按儀表飛行規(guī)則運(yùn)行，并通過(guò)故障、檢測(cè)與規(guī)避系統(tǒng)提供與協(xié)同交通相關(guān)的避撞和態(tài)勢(shì)感知能力。第2階段使無(wú)人機(jī)在所有空域中按照儀表飛行規(guī)則運(yùn)行，并通過(guò)故障、檢測(cè)與規(guī)避能力實(shí)現(xiàn)與各類空域中協(xié)同和非協(xié)同IFR/VFR交通的整合。在該階段，無(wú)人機(jī)與空管部門的通信將采取合適的體系結(jié)構(gòu)以滿足完好性和安全要求。第3階段使無(wú)人機(jī)將在各類空域中按儀表飛行規(guī)則或目視飛行規(guī)則運(yùn)行，并與協(xié)同和非協(xié)同交通安全整合。

（8）北京大興機(jī)場(chǎng)為何能在低能見度天氣下正常運(yùn)行？

在由天氣原因造成的航班延誤中，低能見度的影響占很大比重。大興機(jī)場(chǎng)綜合運(yùn)用HUD（平視顯示器）技術(shù)、盲降系統(tǒng)IIIB類運(yùn)行和高級(jí)場(chǎng)面活動(dòng)引導(dǎo)于控制系統(tǒng)（A-SMGCS），具備決斷高度低至15米，跑道視程低至75米的起飛和著陸保障能力，處于世界領(lǐng)先水平。

HUD技術(shù)和盲降系統(tǒng)IIIb類運(yùn)行分別幫助航空器實(shí)現(xiàn)低能見度下的起飛和著陸，而A-SMGCS系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)在地面對(duì)航空器的引導(dǎo)。A-SMGCS共分五個(gè)等級(jí)，大興機(jī)場(chǎng)的四級(jí)系統(tǒng)除了可自動(dòng)識(shí)別航空器在跑道和滑行道上潛在的運(yùn)行沖突并發(fā)出告警外，還可以規(guī)劃滑行路線，并通過(guò)地面燈光提供滑行引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了地面滑行的智能引導(dǎo)和管控。

(9) 數(shù)字化情報(bào)服務(wù)AMDB（aerodrome mapping database）業(yè)務(wù)是什么？

AMDB即機(jī)場(chǎng)制圖數(shù)據(jù)庫(kù)，是描述機(jī)場(chǎng)拓?fù)涞牡乩硇畔?GIS)數(shù)據(jù)庫(kù),其由兩部分?jǐn)?shù)據(jù)構(gòu)成:一是采用點(diǎn)、線和多邊形建模的機(jī)場(chǎng)幾何特征信息；二是描述機(jī)場(chǎng)元素的特征信息,包括標(biāo)識(shí)、場(chǎng)面特征及數(shù)據(jù)精度等。通過(guò)對(duì)機(jī)場(chǎng)地理信息構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)場(chǎng)制圖數(shù)據(jù)庫(kù)，AMDB主要針對(duì)機(jī)載合成視景 (synthetic vision systems, SVS) 和電子飛行包 (EFB)將跑道、滑行道、機(jī)位可用狀態(tài)等動(dòng)態(tài)信息與機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)整合，可有效增強(qiáng)用戶態(tài)勢(shì)感知或者補(bǔ)充場(chǎng)面導(dǎo)航的各種應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)航空器的地面滑行跟蹤,還可結(jié)合終端區(qū)障礙物、航班領(lǐng)航計(jì)劃、運(yùn)行限制、AMDB滑行路由等功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面的智能引導(dǎo)和運(yùn)行分析，有效提升場(chǎng)面運(yùn)行安全和效率。

AMDB還可與數(shù)字化航行通告應(yīng)用相結(jié)合。實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)資料（靜態(tài)）與航行通告（動(dòng)態(tài)）的深度數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)跑道、滑行道、停機(jī)位、燈光、機(jī)場(chǎng)設(shè)施設(shè)備等可用狀態(tài)變化的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和圖形化展示，并提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口服務(wù)，為用戶提供多元精準(zhǔn)的矢量信息。

（10）航空氣象的作用及未來(lái)發(fā)展如何？

天氣是影響航班正常最主要的原因，2020年在所有影響航班正常的因素中占比已經(jīng)到達(dá)57.3%。航空氣象就是通過(guò)精密的氣象探測(cè)、精準(zhǔn)的天氣預(yù)報(bào)、及時(shí)的氣象信息為航空運(yùn)行提供服務(wù)，以減少天氣對(duì)運(yùn)行的影響。未來(lái)航空氣象將充分利用先進(jìn)的氣象觀測(cè)設(shè)備，加強(qiáng)機(jī)場(chǎng)、終端區(qū)及航路上的氣象探測(cè)能力，依托數(shù)值天氣預(yù)報(bào)等先進(jìn)的客觀化預(yù)報(bào)技術(shù)提高航空氣象的預(yù)警預(yù)報(bào)能力，利用人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)航空氣象與運(yùn)行決策和流量管理的融合，為國(guó)內(nèi)外不同的航空用戶提供更加精細(xì)化、定制化的服務(wù)，助力提升航空運(yùn)行的正常和效率。

（11）航空氣象是如何為空中交通管制運(yùn)行效率提供決策支持服務(wù)的？

為了減少惡劣天氣對(duì)航空運(yùn)行的影響，提升空中交通的通行效率，提高航班運(yùn)行的正常率，必須加強(qiáng)管制與氣象的深度融合，必須加強(qiáng)流量管理系統(tǒng)與航空氣象信息的融合。

做好兩個(gè)融合的關(guān)鍵，一是建立并強(qiáng)化協(xié)同決策機(jī)制。航空氣象人員深度參與到空管運(yùn)行和民航協(xié)調(diào)決策中，提供精準(zhǔn)、及時(shí)和具有針對(duì)性的航空氣象服務(wù)，決策人員要強(qiáng)化氣象服務(wù)產(chǎn)品應(yīng)用的有效性，制定科學(xué)有效的運(yùn)行決策，提高航空運(yùn)行效率。二是要將航空氣象信息集成融合到管制和空中交通流量管理系統(tǒng)中。通過(guò)對(duì)氣象信息進(jìn)行自動(dòng)客觀解析，將天氣對(duì)航班運(yùn)行和空中交通流量的影響進(jìn)行定量化評(píng)估，根據(jù)機(jī)場(chǎng)、終端區(qū)、扇區(qū)、航路容量和流量評(píng)估等模型提供有序、可行的航空運(yùn)行解決方案。