空中交通流量管理关键技术分析
1.概述
空中交通流量管理为空中交通安全、有序和迅速流通的目的而设置的服务，以确保最大限度地利用空中交通管制容量和确保交通量与空中交通服务当局宣布的容量相一致。空中交通流量的管理作为空中交通管理中的一个非常重要的组成部分，负责通过调整飞机的起飞顺序和飞行时间这些因素来保证空中交通的畅通以及安全，能够维持空中交通容量的正常让空中交通能够长期处于流通的状态。
这方面的管理着重监控并疏导一定区域内的空域，使用最优的策略来维系空中交通的高效性，与此同时时也避免了因为管理的不得当而产生的空中事故。
空中交通流量管理可以分为两个部分：一，战略流量管理；二，战术流量管理。
战略流量管理：
这个阶段应充分利用空中交通管理规划的成果，加强空域用户与空中交通服务单位、机场等的对话，共同分析空域、机场和空中交通服务限制，季节性气象条件改变以及重要的天气现象。同样，应当尽可能的寻找确定容量和需求之间的不平衡，以对交通流影响最小的原则来寻找可能的解决途径。这些解决方案并不是最终方案，应当根据这个阶段预期的需求进行调整[1]。
战略阶段包括：
a）系统、定期、连续的收集并处理数据的过程；
b）审查可用容量的过程；
c）如果发现了容量和需求不平衡，需采取必要的措施以优化并最大化可用容量，以充分满足预计的需求，实现性能目标。
战术流量管理：
包括与预战术流量管理和战术流量管理两部分。前者是飞行前的流量管理，就是在飞机执行一个飞行活动任务之前的七天，对具体的飞行计划进行确定。按照飞行任务当天的空中资源以及飞行任务的相关需求调整至最佳状态。这一过程通过有关的平台发布具体的飞行和流量管理信息。而后者则是飞机执行飞行任务当天展开的管理，也就是实时流量的管理，这一过程侧重于解读当天实际的空中交通实际情况和空域实际可承载容量对飞机飞行计划进行微调或者更新，然后为飞机分配具体的路线和时间。这个阶段旨在减少容量和流量不平衡并充分利用各种可能提升容量的手段。由于人员问题、重要天气现象、险情和特情、突发的基础设施故障和限制、更精确的飞行计划数据、扇区容量值的修正等等因素影响，需要根据这些因素去调整原来的计划措施。在这个阶段，提供准确的信息至关重要，因为这可以预测短期内任何重要事件的影响。可能会有多种不同的解决方法，这取决于航空器是否已经离地还是即将离港。需要利用一切可用作预测的信息提前进行规划和管理。应该基于从相关各单位得到的信息，尽可能多的定时的去评估空中交通流量管理措施的影响并加以调整。
2.空中交通流量管理两种方法
空中交通流量的管理方法通常来讲分为两类，空域容量管理和空中交通流量管理。空域容量管理侧重于地面，比如机场和跑道通过对地面的管理二达到对空中的飞行区域结构的控制和完善。但是问题是这种方法涉及到的内容比较多，因此协调起来不仅周期长，而且难度大。后者因为直接对飞机的起落时间和航线进行调整和管理，因此可行性高，能够较好的实现流量调整的目的。后一种方法应用十分广泛。
3.空中交通流量管理系统的关键性技术
上个世纪八十年代开始，我国才有了空中流量管理这种技术，短短三十年的发展，虽然我们取得了很大的进步，但是仍然有较大的发展和提升空间。空中交通流量管理的好处有很多。因为只有设置了专门的机构和管理体系，使用高效的技术对空中交通进行监管，才能提高空中交通运行的效率，减少工作人员的工作量，并且推动空中交通迈向更加科学化发展的道路[2]。
就目前的技术来看，空中交通流量管理技术的关键主要在于以下几个方面：
1）增强型交通管理系统
增强型交通管理系统是美国目前正在使用的管理系统，这一系统开发的基础是专家的分析。好处是能够在比较大的空域范围内调整平衡流量和空域容量。
这一系统主要包括交换、决策、分析流量、监控和显示等等模块。交换是指数据的交换，支持管理部门和航空公司之间数据的交换和传递，这样一来空中交通流量的状态就可以实现共享；协同决策时指不同单位部门间对于管理内容以及方法的协调和联系；分析则是一定时间内对空域的管理范围进行评估；另外，这一系统还包括流量的监控以及显示、调度执行和延误控制等。
2）终端雷达管制自动化控制
这项技术可以真毒空中的交通状况进行建模，再通过所建立的模型确定最优的决策方法，管理的内容包括：飞行时间间隔、起降时间，帮助管理部门是实现空中的飞行航路协调。
3）全空域和机场建模
顾名思义，即主要对跑道容量、停机位容量、滑行道容量、路径分配等进行模型的冲突解决，建立与实际情况相一致的模型，然后制定出有效可行的地面容量规划方案，以此来完成空中交通流量的管理决定。
4）协同航路调节
这项技术把历史数据和目前有的监控数据作为基础，按照飞行计划信息对将来的拥挤程度和容量大小这些信息处理然后预测威力啊飞行过程中可能存在的问题，以此来选择航线，亦可减轻拥挤度、避让危险天气。
5）定期航班规划
合理的航班管理计划通常能够带来高质量的空中交通流量管理，尤其在空域环境越来越复杂的情况下，如何来对航班计划进行检查和校正，保证数据的有效性是管理规划的关键。而这项内容涉及到数据库技术，数据处理技术以及信息管理技术等多项技术，通过这些技术能够实现文件的归档，储存和更新。
另外，这些数据库也能够为管理区、扇区、航路等相关设施提供相应的数据支持。
6）计算机辅助时隙分配 这项技术计算每一架飞机的起飞时间然后进行时隙分配，能够更加合理地分配飞机的时隙，以此来监控航班运行状态，为航班提供数据支持。避免出现飞行冲突等突发事件，提高空中流量的管理。具体算法如下：
a. 将所有航班按优先级顺序从高到低分类；
b. 对每一类航班按照预计到达限制点或扇区的先后顺序排序，然后将航班按a 中所描述的优先级顺序整合在一起，形成一个队列；
c. 将所有可使用的时隙按升序排列，然后按照优先满足优先级高队列的航班需求的原则，依次分配给航班队列的每一个航班控制过点时间（CTO）时刻；
d. 每个航班根据获得的控制过点时间（CTO）获得对应的时隙的所有权，并根据控制过点时间（CTO）反推该航班计算起飞时刻（CTOT）。
结合我所在的深圳塔台实际运行情况，计算机辅助时隙分配是目前运用最为广泛的方法。管制单位应当尽力按照接近给定航班CTOT 的时刻进行保障，应当在CTOT 时刻±5 分钟时间范围内起飞。如因各种原因无法在上述容差范围内起飞时，管制塔台应当尽早通知地区流量管理单位并协商新的CTOT 时刻并执行。由于军事活动或空域限制等特殊原因，管制单位在某段时间确实无法执行CTOT 容差范围要求的，机场管制单位经与地区流量管理单位协商并获得同意后可安排航班在CTOT 前10 分钟至CTOT 后15 分钟范围内起飞，且应当在推出开车后及时向地区流量管理单位通报预计的起飞时刻。如同一机场航班受同一尾随间隔流量管理措施限制在排序队列中是连续的，则管制塔台应尽力满足尾随间隔的要求，应保证不小于尾随间隔值的80%以避免航空器离场后在空中长时间盘旋等待间隔。因军事活动、复杂天气、航空器故障、航空器特情或重要飞行任务保障等不可抗拒因素无法执行CTOT 且无法估计起飞时刻时，机场管制塔台应当及时通知地区流量管理单位以便释放时隙资源，地区流量管理单位也应当制定相应的工作程序在此类情况发生时主动释放时隙资源。机场管制塔台还应当在此类情况解除后及时通知地区流量管理单位，并与地区流量管理协调航班起飞时刻[3]。（注：流量管理单位此时可以对该类航班采取GS 方法，待特情解除后，根据航班动态重新分配CTOT）。
4.结论
伴随着我国经济的告诉发展，空中交通市场也得到了极大程度的发展和繁荣，但发展的同时，空域流量问题和矛盾也逐渐增多。只有我们采取高效的管理技术，才能够实现空域资源的有效合理利用，保障空中交通安全，让整个空中交通领域朝着更加便捷的道路发展。
