摘 要：民航空管系統(tǒng)屬于民航運(yùn)行管理系統(tǒng)，它的高效運(yùn)營關(guān)系到民航整體的發(fā)展。由于我國民航空管系統(tǒng)起步較國外空管系統(tǒng)稍晚，還有待進(jìn)一步提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。為了更好地發(fā)揮民航空管系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價值，需要在該系統(tǒng)內(nèi)部提高沖突警告模塊的準(zhǔn)確性和實時性。本文結(jié)合民航空管系統(tǒng)的相關(guān)背景知識和現(xiàn)實問題，對推進(jìn)民航空管系統(tǒng)沖突警告改進(jìn)的措施做了深入的分析。

關(guān)鍵詞：民航空管系統(tǒng)；飛行沖突；警告；改進(jìn)

1 民航空管系統(tǒng)的現(xiàn)狀

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的飛速發(fā)展，交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)日益發(fā)達(dá)，尤其是更加體現(xiàn)一個國家交通現(xiàn)代化發(fā)展水平的航空運(yùn)輸業(yè)。近年來，隨著航空交通的發(fā)展，我國空中交通流量逐漸加大，單位面積的空中飛行區(qū)域中的飛機(jī)間距越來越小，密度也大大增加，導(dǎo)致了空中飛行的流量壓力。而一旦有大面積飛機(jī)同時航行，如何在航空運(yùn)輸中控制好合理的飛行密度和保證飛行安全就成了至關(guān)重要的問題。由此可見，為了保持航空運(yùn)輸業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，航空運(yùn)輸安全規(guī)范的加強(qiáng)不容忽視。一個擁有完善的安全警告機(jī)制的空中交通管制系統(tǒng)可以高效地確保航空運(yùn)輸?shù)陌踩?，因為它可以穩(wěn)定地運(yùn)行，并科學(xué)而準(zhǔn)確地反映出實時的航空監(jiān)控數(shù)據(jù)，比如飛機(jī)的空間位置和飛機(jī)與其他飛行物之間的距離。通過這些信息和分析數(shù)據(jù)的幫助，航空管制員可以更加全面地指揮好空中交通，保持空中飛行的安全間隔，避免發(fā)生不安全事故，保證人民的生命財產(chǎn)安全。下面，本文將具體介紹民航空管系統(tǒng)的相關(guān)背景知識和目前遇到的現(xiàn)實問題，重點探討和分析推進(jìn)民航空管系統(tǒng)沖突警告改進(jìn)的措施。

2 民航空管系統(tǒng)背景技術(shù)介紹

2.1 民航空管系統(tǒng)的工作機(jī)制 民航空管系統(tǒng)一般包括兩類輸入內(nèi)容和格式，分別為：雷達(dá)數(shù)據(jù)信息和飛行報文信息。當(dāng)雷達(dá)的數(shù)據(jù)信息輸入到雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理單元后，數(shù)據(jù)處理單元便開始運(yùn)算和分析雷達(dá)數(shù)據(jù)，之后將完成這部分信息的通信協(xié)議或格式上的轉(zhuǎn)換處理操作。經(jīng)過這一操作之后，進(jìn)入民航空管系統(tǒng)的不同類型雷達(dá)數(shù)據(jù)，就會輕松被多雷達(dá)融合單元所識別，隨后該單元會負(fù)責(zé)進(jìn)行分析、檢測、分類等融合工作。

2.2 民航空管系統(tǒng)沖突檢測 民航空管系統(tǒng)中的核心可以說就是其中的飛行沖突檢測模塊。飛行沖突，即兩個正在空中飛行的飛機(jī)之間的空間位置距離因為超出安全范圍而可能發(fā)生危險事故的情況。為了能科學(xué)地提出沖突警告，必須做好準(zhǔn)確無誤的飛行沖突檢測，最好能夠預(yù)估安全的飛行軌跡，盡量避免飛行沖突；或者在發(fā)現(xiàn)飛行沖突時系統(tǒng)會立即響應(yīng)，調(diào)整和改變正在飛行的飛機(jī)航向和速度，合理地化解飛行沖突，引導(dǎo)飛機(jī)駛向目標(biāo)地點。另外，如果飛行中飛機(jī)的空間位置、飛行模式等參數(shù)出現(xiàn)偏離時系統(tǒng)也應(yīng)該立即發(fā)送警告給管制員，并為管制員提出一些處理措施建議。而這些系統(tǒng)操作都是基于飛機(jī)發(fā)出的雷達(dá)數(shù)據(jù)信息。

3 民航空管系統(tǒng)沖突警告的原理分析

3.1 空管系統(tǒng)飛行沖突警告分類 飛行沖突警告根據(jù)緊急程度分為兩種類型：一種為CA警告，當(dāng)一架飛機(jī)的圓柱體范圍飛入其他飛機(jī)時系統(tǒng)發(fā)出CA警告，管制員應(yīng)該首先處理。第二種警告為短期沖突警告（PCA）。從當(dāng)前時間開始計算的周期內(nèi)，如果兩架飛機(jī)處于沖突狀態(tài)則系統(tǒng)發(fā)出PCA警告。

3.2 空管系統(tǒng)飛行沖突警告原理 對于民航空管系統(tǒng)沖突警告的改進(jìn)，首先應(yīng)對空管系統(tǒng)中飛行沖突警告模塊的原理進(jìn)行重點研究。本文中提出的思路是：民航空管系統(tǒng)應(yīng)準(zhǔn)確記錄實時的對飛機(jī)飛行過程中的空間位置、飛行方向、飛行模式等飛行參數(shù)，基于這些信息的記錄，我們就能夠在以整數(shù)為單位的雷達(dá)周期內(nèi)，通過分析和科學(xué)的算法，定位到兩架飛機(jī)在該周期內(nèi)具體分別位于何處，最后進(jìn)行全面的飛行沖突檢查。

如果系統(tǒng)定位到飛機(jī)的位置，并計算出經(jīng)過某個特定的時間段后，某一架飛機(jī)的可能位置范圍會與另一架飛機(jī)的圓柱體區(qū)域覆蓋，那么說明這兩架飛機(jī)有極大的可能性會在系統(tǒng)預(yù)測的時刻進(jìn)入一個即將重合的危險區(qū)域，此時系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)測時刻距當(dāng)前系統(tǒng)時間的緊急程度和重合區(qū)域的范圍大小發(fā)出相應(yīng)等級的警告，管制員接到警告提醒后調(diào)整兩架飛機(jī)的飛行參數(shù)，系統(tǒng)會等待直到它檢測到的所有參數(shù)恢復(fù)正常后才能自動關(guān)閉。

4 民航空管系統(tǒng)沖突警告的改進(jìn)措施

4.1 為空管系統(tǒng)加入確認(rèn)機(jī)制 航空運(yùn)輸?shù)墓芾砣蝿?wù)十分艱巨，我們只有在每個環(huán)節(jié)都把好關(guān)，才能確保所有環(huán)節(jié)完美實現(xiàn)。因此，本文的建議是民航空管系統(tǒng)應(yīng)該明確規(guī)定管理規(guī)范，出現(xiàn)警告應(yīng)盡快確認(rèn)問題是否真實。整個空管系統(tǒng)應(yīng)該確保穩(wěn)定的運(yùn)行，檢測和預(yù)算的數(shù)據(jù)也應(yīng)該具有高精確度，避免數(shù)據(jù)錯誤引發(fā)虛假警告所帶來的損失。由于飛機(jī)飛行所處的高空環(huán)境包括了來自于大氣壓、氣流等自然因素的影響，飛行環(huán)境容易波動多變，這使得空管系統(tǒng)在記錄和監(jiān)控飛機(jī)的飛行參數(shù)面臨巨大挑戰(zhàn)。針對這一問題，我們加入了新的飛行沖突警告的判斷機(jī)制，即確認(rèn)機(jī)制。加入它之后，當(dāng)系統(tǒng)檢測到危險信號時，飛行沖突檢測單元會先進(jìn)行預(yù)先判斷，如果時間已經(jīng)超過了確認(rèn)機(jī)制中提前設(shè)置好的報警次數(shù)，且飛機(jī)若還是有遇到飛行沖突的危險，系統(tǒng)才會達(dá)到觸發(fā)警告的值。這個方法有效地降低了系統(tǒng)的虛假警告頻率，但存在使系統(tǒng)實時性下降的缺點。

4.2 采用提前警告的改進(jìn)算法 為了滿足沖突警告的準(zhǔn)確性和實時性要求，空管系統(tǒng)還可以采用一種提前警告的改進(jìn)算法。提前警告的算法即，用兩架飛機(jī)之間的相對飛行距離加危險距離的總和替換掉最初計算出的危險距離。具體來講，就是從兩架飛機(jī)之間的距離小于危險距離開始，如果確認(rèn)周期計時完畢的時刻兩架飛機(jī)之間的距離達(dá)到新設(shè)定的危險距離，監(jiān)控終端上會顯示飛機(jī)之間的距離開始小于危險距離時，系統(tǒng)就會發(fā)出提前警告。要準(zhǔn)確計算出達(dá)到提前警告的距離條件，必須算出該算法中新增的那部分附加距離，兩架飛機(jī)在確認(rèn)周期時間內(nèi)相對飛行多遠(yuǎn)這個值就有多大。

綜上所述，提高空中交通管制系統(tǒng)的沖突警告的準(zhǔn)確性和實時性對于這一空管系統(tǒng)沖突警告的改進(jìn)至關(guān)重要。本文綜合分析了民航空管系統(tǒng)的現(xiàn)狀、技術(shù)背景及其原理和存在的問題，通過對改進(jìn)方法的不斷探究和完善，對推進(jìn)民航空管系統(tǒng)沖突警告的改進(jìn)措施做出了具體的分析。

只有做好空管系統(tǒng)沖突警告機(jī)制的改進(jìn)工作，才能更加有效地確保整個民航空管系統(tǒng)的運(yùn)行效率和航空運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

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作者簡介：王小龍，男，出生于1985年7月，江蘇徐州人，就職于民航華北空管局空管中心，管制員，助理工程師。