民航科普——帶你解讀空管

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

（1）四強空管的內(nèi)容是什么？

2018年民航局馮正霖局長指出，要全面加大“強安全”、“強效率”、“強智慧”、“強協(xié)同”的“四強空管”建設(shè)力度，努力實現(xiàn)空管高質(zhì)量發(fā)展。

“安全空管”--安全是民航永恒的主題，實現(xiàn)安全空管是對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)性運行的本質(zhì)要求，也是實現(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，“四強空管”是當(dāng)代空管人全面落實黨的十九大精神，推動民航高質(zhì)量發(fā)展，建設(shè)新時代民航強國的歷史責(zé)任,是引領(lǐng)空管系統(tǒng)走出瓶頸困境的必然要求，也是未來一段時期發(fā)展建設(shè)的主要任務(wù)與根本途徑。

（2）空管未來的發(fā)展特征是什么？

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

一是基于航跡運行將是未來空管發(fā)展的核心技術(shù)?；诤桔E運行將以飛行安全生命周期為基礎(chǔ)，提升飛行的可預(yù)測性，促進空管系統(tǒng)管理更加精細化。

二是信息技術(shù)在未來技術(shù)發(fā)展中將發(fā)揮作用。云計算技術(shù)可以將空管運行的各方面要素數(shù)據(jù)儲存并部署在云端服務(wù)器，依靠云計算迅速實現(xiàn)無縫連接和全景化集成。大數(shù)據(jù)技術(shù)也可以將空管運行數(shù)據(jù)分析得更深入、更徹底，特別是在空管性能評估及性能改進上大有空間。

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

（3）為什么要對尾流進行重新分類？

尾流是飛機機翼在產(chǎn)生升力時伴隨產(chǎn)生的漩渦，飛行中，若前后兩架飛機間隔太近，前機尾流會對后機造成不安全影響。國內(nèi)外民航管理機構(gòu)將航空器按照重量進行分類，然后給出不同機型類別組合下的間隔值，以保證飛機的安全。但同時，如果這個間隔值過大，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，增加機場的起降容量，我國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)，進一步縮減了部分組合下的間隔值。廣州和深圳機場從2019年12月5日起開始啟動RECAT-CN管制實驗運行工作。從2020年12月31日，進一步擴大到北京兩場、上海兩場、昆明、西安等十二個機場運行驗證。

（4）點融合進近運行模式有哪些優(yōu)勢？

在進近和終端區(qū)內(nèi)，管制員調(diào)配進場航空器的著陸次序，規(guī)劃航空器運行航跡，以達到跑道容量有效利用、延誤最小等目標(biāo)，即在保障運行安全的前提下提高運行效率。目前，管制員主要通過開環(huán)指令對航空器進行雷達引導(dǎo)，使航空器滿足安全間隔和進場排序的要求。雷達引導(dǎo)的隨意性和經(jīng)驗性較強，產(chǎn)生航跡具有較高的不可預(yù)測性，跑道資源未能最大程度利用，同時會增加管制員的工作負荷。

點融合進近是歐洲航行安全組織實驗中心提出的一種全新的運行模式。與傳統(tǒng)的開環(huán)指令引導(dǎo)相比，點融合進近為管制員提供了一種結(jié)構(gòu)化的進場排序航線，提高了航跡的可預(yù)測性，進場航跡靈活但可控，管制員只需要發(fā)布轉(zhuǎn)向融合點的指令，管制通話負荷大幅下降。同時，點融合進近模式可以使航空器實施連續(xù)下降，降低航空器的燃油消耗。目前，我國上海、廣州和深圳率先采用了點融合進近模式，運行安全、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行（Trajectory Based operation，TBO）

基于航跡的運行（TBO）是國際民航組織（ICAO）在全球航行計劃（GANP, Doc9750）中提出的關(guān)鍵概念之一。TBO是以航空器安全運行周期的四維航跡為基礎(chǔ)，在空管、航空公司、機場、航空器等相關(guān)方之間實時共享和動態(tài)維護航跡動態(tài)信息，進而實現(xiàn)多方協(xié)同決策。在TBO的概念下，利用自動化的航跡信息共享交換，可以實現(xiàn)空管的精細化運行，更好地履行現(xiàn)有的管理角色和責(zé)任。

在我國，民航局和科技部設(shè)立項目開展初始階段基于航跡運行的研究，重點實現(xiàn)針對單架航空器的地空數(shù)字化管制、空地航跡協(xié)商和定時準(zhǔn)確到達等。2019年3月，完成了初始四維航跡（i-4D）演示驗證，該驗證由一架空客A320neo飛機在天津與廣州之間成功完成。配備i-4D技術(shù)的飛機在本次演示驗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)首次針對未來空管四維航跡運行技術(shù)開展的試驗飛行。

（6）遠程塔臺建在哪里？

塔臺是機場里最高的建筑，用來管理飛機起降的地方。塔臺管制員通過肉眼觀測飛機及其他人員、車輛的位置，并實施管制指揮。

遠程塔臺（Remote Tower）利用現(xiàn)有傳感實現(xiàn)對整個機場運行及周圍環(huán)境的監(jiān)視，并且把監(jiān)視信號引入到指定地點，實現(xiàn)遠程異地管制。

遠程塔臺技術(shù)可以為偏遠地區(qū)的小型機場提供遠程管制服務(wù)，也可以為大型樞紐機場提供應(yīng)急備份服務(wù)。

目前，我國民航空管已布置在云南、廣州等地開展遠程塔臺應(yīng)用試點。

（7）如何使無人機運行無縫融入空中交通管理？

隨著科技的不斷發(fā)展，無人機越來越多的出現(xiàn)在天空中，如何使無人機與現(xiàn)有的載人航空器融合運行成為未來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)一致地促進整體空域的空中交通管理發(fā)展。

目前的重點主要在于哪些無人機可以在哪里和在什么條件下運行，現(xiàn)有的法律法規(guī)在大多數(shù)情況下依據(jù)重量、運行類型(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)進行細分。

未來飛行在高空空域的大型無人機將主要將按儀表飛行規(guī)則飛行，這通常與有人駕駛飛機按儀表飛行規(guī)則飛行的方式相同。中小型無人機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。

為實現(xiàn)無人機無縫融入空中交通管理，可分以下階段逐步推進：第1階段使大型無人機能夠在高空空域中按儀表飛行規(guī)則運行，并通過故障、檢測與規(guī)避系統(tǒng)提供與協(xié)同交通相關(guān)的避撞和態(tài)勢感知能力。第2階段使無人機在所有空域中按照儀表飛行規(guī)則運行，并通過故障、檢測與規(guī)避能力實現(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，無人機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階段使無人機將在各類空域中按儀表飛行規(guī)則或目視飛行規(guī)則運行，并與協(xié)同和非協(xié)同交通安全整合。

（8）北京大興機場為何能在低能見度天氣下正常運行？

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。大興機場綜合運用HUD（平視顯示器）技術(shù)、盲降系統(tǒng)IIIB類運行和高級場面活動引導(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類運行分別幫助航空器實現(xiàn)低能見度下的起飛和著陸，而A-SMGCS系統(tǒng)主要實現(xiàn)在地面對航空器的引導(dǎo)。A-SMGCS共分五個等級，大興機場的四級系統(tǒng)除了可自動識別航空器在跑道和滑行道上潛在的運行沖突并發(fā)出告警外，還可以規(guī)劃滑行路線，并通過地面燈光提供滑行引導(dǎo)，實現(xiàn)了地面滑行的智能引導(dǎo)和管控。

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

AMDB即機場制圖數(shù)據(jù)庫，是描述機場拓撲的地理信息(GIS)數(shù)據(jù)庫,其由兩部分數(shù)據(jù)構(gòu)成:一是采用點、線和多邊形建模的機場幾何特征信息；二是描述機場元素的特征信息,包括標(biāo)識、場面特征及數(shù)據(jù)精度等。通過對機場地理信息構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的機場制圖數(shù)據(jù)庫，AMDB主要針對機載合成視景 (synthetic vision systems, SVS) 和電子飛行包 (EFB)將跑道、滑行道、機位可用狀態(tài)等動態(tài)信息與機場數(shù)據(jù)庫的自動整合，可有效增強用戶態(tài)勢感知或者補充場面導(dǎo)航的各種應(yīng)用，實現(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)航計劃、運行限制、AMDB滑行路由等功能，實現(xiàn)機場場面的智能引導(dǎo)和運行分析，有效提升場面運行安全和效率。

AMDB還可與數(shù)字化航行通告應(yīng)用相結(jié)合。實現(xiàn)機場資料（靜態(tài)）與航行通告（動態(tài)）的深度數(shù)據(jù)融合，實現(xiàn)跑道、滑行道、停機位、燈光、機場設(shè)施設(shè)備等可用狀態(tài)變化的數(shù)據(jù)驅(qū)動和圖形化展示，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57.3%。航空氣象就是通過精密的氣象探測、精準(zhǔn)的天氣預(yù)報、及時的氣象信息為航空運行提供服務(wù)，以減少天氣對運行的影響。未來航空氣象將充分利用先進的氣象觀測設(shè)備，加強機場、終端區(qū)及航路上的氣象探測能力，依托數(shù)值天氣預(yù)報等先進的客觀化預(yù)報技術(shù)提高航空氣象的預(yù)警預(yù)報能力，利用人工智能、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)，加強航空氣象與運行決策和流量管理的融合，為國內(nèi)外不同的航空用戶提供更加精細化、定制化的服務(wù)，助力提升航空運行的正常和效率。

（11）航空氣象是如何為空中交通管制運行效率提供決策支持服務(wù)的？

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

做好兩個融合的關(guān)鍵，一是建立并強化協(xié)同決策機制。航空氣象人員深度參與到空管運行和民航協(xié)調(diào)決策中，提供精準(zhǔn)、及時和具有針對性的航空氣象服務(wù)，決策人員要強化氣象服務(wù)產(chǎn)品應(yīng)用的有效性，制定科學(xué)有效的運行決策，提高航空運行效率。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。通過對氣象信息進行自動客觀解析，將天氣對航班運行和空中交通流量的影響進行定量化評估，根據(jù)機場、終端區(qū)、扇區(qū)、航路容量和流量評估等模型提供有序、可行的航空運行解決方案。