管制移交間隔管理策略研究
時間:2022-04-20 09:40:23
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摘要:隨著經(jīng)濟(jì)格局的逐漸變化,在各個國家,對于民用航空運輸業(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)各個地區(qū)的民用航空運輸業(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為經(jīng)濟(jì)帶來損失,會對空中交通流運行效率與運行安全造成影響?,F(xiàn)階段,我國民用航空運輸能力已經(jīng)成為全球第二大航空運輸體系,航空旅客吞吐量巨大,對雷達(dá)管制條件下的管制移交間隔管理進(jìn)行研究對于民航發(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,工作人員為對監(jiān)視空域范圍內(nèi)的航空器動態(tài)以及活動進(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)場地點,讓危險天氣得以避開;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/時間控制將要進(jìn)入本單位扇區(qū)的航空器隊列,對特定空域可進(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是間隔參照點,利用初始的航空器預(yù)計飛越時刻數(shù)據(jù)時刻可以完成時間間隔矩陣的轉(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δP妥鞒龆鄠€假設(shè),因本文只對單扇區(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;劃分指定時間段[0,T]為多個子時間片段,在指定時段間隔指令有效;在控制時間段,航空器為勻速飛行[1]。對其進(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)展可以分為四個階段,分別為人工監(jiān)視階段、被動獨立監(jiān)視階段、被動協(xié)同式監(jiān)視階段與主動協(xié)同式監(jiān)視階段,監(jiān)視技術(shù)的每一次革新都會讓空中交通管制運作模式發(fā)生變化,都會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,針對多扇區(qū)系統(tǒng)中的單個子扇區(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)、航空器的多個間隔參考點等。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)的運行空域網(wǎng)絡(luò)中,需要對空域圖進(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),航空器在移交點的變化過程中可以利用路徑短表示,依照扇區(qū)內(nèi)運行移交形式的不同,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存在差異,因此,需要進(jìn)行路徑補償工作。其約束條件包含了移交點間隔約束、扇區(qū)容量因素、飛行約束和特殊情況約束[2]。對其進(jìn)行簡要概述,就是依照不同特征飛行流和移交點來轉(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對間隔矩陣作出相應(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)合單個扇區(qū)的模型研究結(jié)果,對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,讓空域交通管制運行效率得到提升。
參考文獻(xiàn):
[1]高偉,宮廷玉,葉志堅.區(qū)調(diào)扇區(qū)和進(jìn)近扇區(qū)復(fù)雜度對比研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2015,15(06):266~271.
[2]杜實,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
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