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西宁机场空中交通流量管理浅析

 2013-12-25 14:25:15 来源:民航资源网 作者:王晓彤  [投稿排行榜]

[摘要] 由于地形原因西宁机场现行飞行基本都按仪表间隔掌握,现在西宁机场主要飞行都集中于西宁机场以东即兰州、XIXAN和景泰方向,大约占90%以上,飞行冲突较为集中;由于这三条航线之间夹角较小,有逆向飞行需证实相遇后方可彼此穿越,顺向飞行需保持最少5分钟或10海里的间隔才能穿越,西宁至兰州飞行时间只有13分钟左右,进入西宁区域后航空器需马上下降加入进近,如航空器之间的间隔在兰州区域内不能及时配备,进入西宁管制区后航空器之间已基本不具备穿越的条件,因此,飞行管制中主要以排序为主,实行先来后到的原则。

      随着我国民航事业迅猛的发展,航空器的数量不断增加,经常出现这样的问题:在一年的某些时期内、在一个星期的某些时间内和在一天的某些小时内,某一空域、某一航线上的飞机过于集中和拥挤或因气候等其他原因造成某一空域的空域管制中心的管制能力无法应付的局面,为此,往往通过流量控制的方式解决问题。随着国内飞行量的增加,因流量控制造成的航班延误量日益增加,流量管制原因和流量管理诱发的其他原因已成为造成航班延误的主要原因之一。同时,流量控制措施常常导致在起飞前的飞行延迟、飞行中的等待、使用不经济的飞行高度层、改变航线或改航、打乱班机时刻、给航空器经营人带来经济与燃油损耗、机场或候机楼的拥挤和旅客不满意等多种负面影响。因此,空中交通流量管理(ATFM)成为民航当前极为迫切的任务。

      空中交通流量管理(ATFM)服务的本质目的是为了安全而有效地使用现有的空域、空中交通管理和机场的服务能力,并且提供飞机运作者及时、准确的信息,以规划和实施一种经济的空中运输,减少延误。空中交通流量管理中包括组织与处理空中交通流量的各种方法,以此方法进行的任何工作,使得在保证各架航空器安全、有次序和迅速过程中,任一给定的点上或任一给定的区域内所处理的交通总量与空中交通管制系统的容量相适应。因此空中交通流量管理的两个核心问题是确定空域或机场的容量和建立流量管理计算模型和算法。

      ATFM通过与参与的ATC单位以及各类不同的空域用户保持持续的合作与协调,支持ATC达到其主要目的:

      * 防止航空器之间的相撞;

      * 加快并保持空中交通有次序地流动;

      * 达到可用空间和机场容量最有效率的利用。

      FANS对ATM是这样定义的:是由地面和空中两部分组成,需要他们双方保证航空器在运行的各阶段安全和有效地活动,通过很好界定的程序,把地面部分和空中部分紧密地一体化。ATM的地面部分包括空中交通服务(ATS)、空域管理(ASM)和空中交通流量管理(ATFM)职能。由此得知,ATFM是ATM的主要组成部分。随着国际民航、中国民航的发展,ATFM越来越体现出其重要性。

      随着人们对流量管理工作认识的不断深化,现在我们把空中交通流量管理工作统一划分为战术、预战术和战略三个阶段。

      战术ATFM:也就是航班运行过程中,空管部门采取地面等待和空中改航等策略来调整起降时间,实现流量和容量的平衡。

      预战术ATFM:通常在飞行前数小时至一周,流量管理部门应根据次日的飞行计划和预测的运行环境(天气、军航活动情况、通信导航设备、机场的使用情况),模拟和评估次日可能出现的流量拥堵情况,提前向航空公司以及有关部门发送流量管理信息,并协同相关部门重新调整飞行计划、改变起飞时间,已达到新的平衡。

      战略ATFM:通常在飞行前一周以上,流量管理部门、空管部门应该协同航空公司、机场当局,根据预测的交通状况和可用的空中交通系统容量制定合理的航班时刻表。

      一、西宁机场空域情况

      西宁机场海拔2184米,位于湟水流域,大峡和小峡之间,四周环山。平均海拔2500米以上,跑道西端有黑虎旗山,高出场面352米,对飞行影响较大。夏季航班密集,本场多雷暴等特殊天气,飞行调配困难;本场有景泰、兰州、XIXIAN、OMBON、格尔木、敦煌、玉树七个方向的标准仪表进、离场航线和相应的标准仪表进近程序。随着格尔木、玉树机场航班量的增加,德令哈、花土沟机场陆续投入使用,七条进离场航线(包括x18临时航线)同时有航班进离场的情况将成为常态,届时本场的空中交通情况将变得较为复杂,塔台管制员的工作负荷将日趋繁重。

      西宁机场目前使用的起始进近高度最低为4200米,高度层配备为4200米、4500米、4800米、5100米、5400米、5700米和6000米,西宁机场的过渡高度为4800米,过渡高度层为5400米,5100米为过渡夹层,由于过渡夹层不能用于实际运行,因此,运行中可用的高度层只有4200米、4500米、4800米、5400米、5700米和6000米6个高度层,由于西宁机场塔台管制区域内各扇区最低扇区安全高度的限制,可供使用的高度层十分有限,调配难度很大。

      目前西宁机场进近管制室尚未启用,塔台管制室同时行使塔台和进近的职责,由于地形等因素影响,西宁机场主要以仪表进离场程序为主,采用传统ILS/DME和RNAV方式进近,没有目视进离场程序,跑道安装有Ⅰ类ILS设备,塔台目视起落航线在跑道南侧进行;本场采用程序管制运行方式,由于无二次雷达监控、五边进近航段较长等因素,航空器之间的落地间隔至少为3分钟;塔台管制室主要与兰州区域(进近)管制室进行管制协调和移交,管制移交边界:在七条进离场航线上划设七个水平移交位置点。具体如下:H74航线XNN-ELBAD、Z1航路XNN-P196、H15航线XNN-P87和X18航线XNN-OMBON方向,距XNN/DME 45NM处;H60航线XNN-P242方向以P242为交接点;H15航线XNN-P15方向以P15为交接点;W111航线XNN-XIXAN方向以UPVOP为交接点,西宁离场航空器的移交高度为:XNN-ELBAD方向、XNN-P87方向以及XNN-P196方向的航空器上升至标准气压6000米保持至移交点交兰州区域管制室;XNN-OMBON方向的航空器上升至标准气压5700米保持至移交点交兰州区域管制室;XNN-JTA方向的航空器上升至标准气压5700米保持至P242交兰州进近;XNN-ZGC方向的航空器上升至标准气压5700米保持至P15交兰州进近;XNN-XIXAN方向的航空器上升至标准气压5700米保持至UPVOP交兰州进近。西宁进场航空器的移交高度:OMBON-XNN方向的航空器下降至标准气压6000米保持至移交西宁塔台管制室;P196-XNN方向、P87-XNN方向以及ELBAD-XNN方向的航空器下降至标准气压6300米保持至移交点交西宁塔台管制室;JTA-XNN方向的航空器下降至标准气压6000米保持至P242交西宁塔台管制室;ZGC-XNN方向的航空器下降至标准气压6000米保持至P15交西宁塔台管制室;XIXAN-XNN方向的航空器下降至标准气压6000米保持至UPVOP交西宁塔台管制室。

      XNN-P15和XNN-XIXAN方向标准仪表进场时,由于起始进近点距离较远,航空器在本场管制区以外就需下降高度,所以协调工作显得尤为重要,如有飞行冲突时,双方的沟通和协调更要准确及时,当兰州区域内下降较晚时,对航空器直接仪表进近带来不便,航空器需在航线上做机动飞行或导航台上空做等待,航空器占用空域时间长不利于离场航空器入航,一方面飞行冲突增多,加大管制工作负荷,另一方面也制约着空中流量的畅通。

      由于地形原因西宁机场现行飞行基本都按仪表间隔掌握,现在西宁机场主要飞行都集中于西宁机场以东即兰州、XIXAN和景泰方向,大约占90%以上,飞行冲突较为集中;由于这三条航线之间夹角较小,有逆向飞行需证实相遇后方可彼此穿越,顺向飞行需保持最少5分钟或10海里的间隔才能穿越,西宁至兰州飞行时间只有13分钟左右,进入西宁区域后航空器需马上下降加入进近,如航空器之间的间隔在兰州区域内不能及时配备,进入西宁管制区后航空器之间已基本不具备穿越的条件,因此,飞行管制中主要以排序为主,实行先来后到的原则。西宁机场东西两个方向上五边进近距离较远,航空器反向落地飞行时间较长(航空器过上空到落地需11分钟左右),离港航空器与进港航空器冲突较大。目前西宁机场管制范围内没有空军机场和靶场,因此管制协调与民航兰州区域管制室为主,与军方基本无联系。

      二、西宁机场航班运行和空中交通流量管理现状

      近年来,随着青海经济的发展和旅游市场的升温,西宁机场的航班量呈现出迅猛增长的态势,2012年日高峰首次突破100架次,小时高峰达到14架次,2013年日高峰已达到145架次,小时高峰达到17架次,以往很少出现的流控情况开始逐渐显现,空中交通流量管理问题开始成为管制工作中必须面对的问题。根据粗略的统计,西宁机场的流量控制的主要原因有以下几种,一是由于航班时刻安排不合理导致进出西宁机场的航班在某个时间段过于集中;二是由于其他空域军演、系统性天气等原因造成的航班大面积不正常;三是由于兰州区域或其他目的地机场限制;四是由于西宁机场高原天气特点,雷雨多,风沙大的原因,导致进场航班备降、离场航班不能起飞。以上四种流量控制的情况,第一种情况属于战略流量管理,亦即先期流量管理;第二种属于预战术流量管理,亦即飞行前流量管理;第三、四种情况属于战术流量管理,亦即实时流量管理。目前,西宁机场没有专门的流量管理部门和岗位,在遇到流量控制时,一般由塔台管制室协调席与兰州区域管制室等部门协调航空器的放行等事宜。

      三、西宁机场流量管理的对策

      针对上述几种导致留空的情况,我们应运用流量管理方法采取相应的策略。

      1、航班时刻优化策略,这种方法可以解决战略流量管理的问题,在这种方法中,首先要确定本场交通容量的限制,同时还要考虑其他几场、航路和兰州区域容量的影响,这个阶段的工作往往是在制定航班计划时就要进行。作为西宁机场的空中交通管理部门,应将本场的空域容量提前告知航班时刻管理部门,优化航班时刻,错开空中交通高峰。

      2、地面等待策略,这种方法的最大特点是航班尚未起飞,可以解决预战术流量管理的问题,一是到场落地的航空器超过管制服务能力,二是由于航路、对方机场以及区域限制等原因。地面等待能够防止目的地机场或区域内飞机过多而不可控制的状况。地面等待可以有效地化解空中等待,较少经济损失和管制员的工作量,提高机场、空域的利用率,确保飞行安全。

      3、到达飞机优化排序策略,这种方法主要解决飞机已经在空中飞行时战术流量管理问题,如果管制员发现需要落地的飞机流量即将超过跑道容量或管制服务能力时,要求飞机做调速、该航等形式的等待,这种策略会增加飞机运行的成本,降低旅客的舒适度。但飞机优化排序是实时流量管理中最常用的也是最有效的一种方法,但管制员必须要保证安全,兼顾公平,尽量把延误时间最小化,提高正点率。

      四、对西宁机场空中交通流量管理的思考

      1、成立专门的空中交通流量管理机构。在综合业务室、管制运行部设立专门的空中交通流量管理岗位,分别进行战略流量管理和战术流量管理。

      2、使用新技术,优化飞行程序。西宁机场已经验证了RNP进离场和进近飞行程序,与传统程序相比,RNP飞行程序能够更为有效地使用空域,提高空域的使用效率。

      3、优化空域结构,采取进离场程序分离设计,减少航空器冲突的发生,加速空中流量。

      4、尽快进行西宁机场空域容量评估。积极争取上级的科研经费,与民航院校进行合作,开展西宁机场空域容量评估工作。

      5、加快二次雷达、ADS-B等监视设备的建设和使用,改变相对落后的管制手段,缩小飞行间隔,合理利用空域资源。

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    (供稿:中国民用航空青海空中交通管理分局

    延伸阅读: 民航局空管局