朱雅峰

摘要：隨著我國民航快速發(fā)展，航班運輸量持續(xù)增長，空中交通流量的快速增長給空管行業(yè)帶來越來越大的挑戰(zhàn)，對空中交通流量進(jìn)行科學(xué)合理的管理的需求日益凸顯。本文嘗試在協(xié)同決策理念下，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建多方參與、信息共享的空中交通流量管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);空中交通流量管理;協(xié)同決策

1 緒論

1.1大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)是一個體量大、類別多并且難以用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫工具對其進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)集合。大數(shù)據(jù)不僅僅是指海量的信息，更強調(diào)向信息能如何篩選和處理。

1.2空中交通流量管理

空中交通流量管理是保障飛行行安全的重要環(huán)節(jié)，是對現(xiàn)有機(jī)場、空域、航路進(jìn)行準(zhǔn)確評估后采用的管理方式，通過合理地放行航空器在保障安全的基礎(chǔ)上加速空中流量，減少空中擁堵，有效降低空中交通安全風(fēng)險，最大化利用有限的空域資源。

1.3協(xié)同決策

協(xié)同決策（Collaborative Decision Making，簡稱CDM）是開放、透明的平臺，是一個高效、可靠的運行機(jī)制，其通過空中交通流量管理系統(tǒng)各參與方，包括如氣象、機(jī)場、航空公司、軍航、通用航空、私人業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府等，協(xié)同制定戰(zhàn)略和做出戰(zhàn)術(shù)決策，來實現(xiàn)減少延誤和正點等系統(tǒng)目標(biāo)。CDM不是一個目標(biāo)，而是用來實現(xiàn)航空運行系統(tǒng)性能目標(biāo)的理念。由于CDM要求系統(tǒng)各參與方做到目的與信息共享、相互溝通，并最終協(xié)調(diào)決策，因而使用CDM能夠?qū)崿F(xiàn)相對高效的、正確的決策目標(biāo)。

2當(dāng)前空中交通流量管理協(xié)同決策的現(xiàn)狀

CDM機(jī)制從運行開始到現(xiàn)在，已經(jīng)被歐美等航空業(yè)發(fā)達(dá)的國家證明能夠有效地提高航空運輸系統(tǒng)效率。目前，CDM是美國流量管理系統(tǒng)的重要組成部分，確保FAA與國家空域系統(tǒng)的用戶之間進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)，在公平、透明的環(huán)境中共享準(zhǔn)確的可用信息，更加靈活地解決飛行流量受到限制時所帶來的問題。近年來我國各地區(qū)空管局上線運行的CDM系統(tǒng)以及每天的視頻協(xié)調(diào)會議都是協(xié)同決策理念在空中交通流量管理中的初步應(yīng)用。依托CDM系統(tǒng)，各地區(qū)空管局基本建立了本地區(qū)內(nèi)統(tǒng)一的流量管理工作程序，此外民航局空管局也建立了民航運行協(xié)調(diào)決策機(jī)制，各地區(qū)空管局、重要航空公司和機(jī)場以及繁忙地區(qū)空管分局（站）每天利用視頻協(xié)調(diào)會議系統(tǒng)，及時掌握和協(xié)調(diào)處理航班運行問題。

這些措施有效緩解了空中交通擁堵、提升空管運行效率，但是在執(zhí)行過程中還存在一些問題：

2.1 全國還缺乏統(tǒng)一的空中交通流量管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各地區(qū)空管局實施流量管理的具體措施和方法還有差異;

2.2當(dāng)前各地區(qū)運行的CDM系統(tǒng)也存在明顯局限性，僅僅實現(xiàn)通過限制條件計算出航班預(yù)計起飛時刻，只解決了關(guān)艙門后旅客長時間等待的問題;

2.3各地區(qū)間CDM系統(tǒng)暫時還不能實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)交換，整體運行效率不高而且數(shù)據(jù)信息不連續(xù)，反饋更新不及時，浪費時間間隙;

2.4區(qū)域流量管理系統(tǒng)為核心的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能更新以及實施維護(hù)不能及時有效;

2.5區(qū)域流量管理子系統(tǒng)為核心的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的航班數(shù)據(jù)和現(xiàn)行管制部門雷達(dá)實時航班數(shù)據(jù)不匹配;

2.6流量管理部門的輔助決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)匱乏

盡管近幾年流量管理部門統(tǒng)計并發(fā)布通行能力管理以及實施大面積航班延誤預(yù)警及響應(yīng)機(jī)制，可也僅限于國內(nèi)幾大管制中心和大型機(jī)場。同時氣象數(shù)據(jù)以及氣象預(yù)報對流量管理部門決策支持軟件不夠及時不夠精確，僅僅憑流量管理人員的經(jīng)驗做出的預(yù)先流量管理措施多數(shù)是粗放型的，同時也給流量管理人員帶來嚴(yán)重的職責(zé)風(fēng)險。所以，流量管理和管制指揮的相輔相成和諧也就成了水中之月，鏡中之花。

3大數(shù)據(jù)技術(shù)對解決空中交通流量管理協(xié)同決策的建議

3.1數(shù)據(jù)挖潛、信息共享

通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對可使用空域數(shù)據(jù)，計劃航班時刻數(shù)據(jù)，管制雷達(dá)航班實時動態(tài)數(shù)據(jù)，非正常情況下動態(tài)航班時刻更新數(shù)據(jù)，各管制區(qū)域流量管理數(shù)據(jù)甚至機(jī)場保障能力數(shù)據(jù)，航空公司執(zhí)行機(jī)組數(shù)據(jù)，氣象部門往期 實時和預(yù)報數(shù)據(jù)等等，成為流量管理聯(lián)機(jī)分析處理、數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)。而流量管理部門又能夠依托大數(shù)據(jù)系統(tǒng)及時有效地把最新的航班數(shù)據(jù)反饋到管制部門，航空公司，機(jī)場保障部門甚至是智能化地各個乘客的移動設(shè)備。這將具有非凡的意義，不僅可以降低航班安全風(fēng)險提高航班正點率，甚至可以極大地提高乘客的滿意度。

3.2空域使用精細(xì)化化

目前中國大陸只有約15%的空域開放為民航使用，空域開放程度嚴(yán)重不足，這與空中交通發(fā)達(dá)國家90%左右空域用于民用形成強烈反差。一方面空域資源大量閑置，另一方面民用航空活動卻缺乏足夠的活動空間。由于沖突處理缺少機(jī)動空間和無法靈活選擇航線和高度，整個空中交通管理系統(tǒng)的容量受到很大的局限。如果在有效保密的情況下，與軍方達(dá)成可使用空域數(shù)據(jù)精確化模塊化，將大大改善雙方的發(fā)展。

3.3雷達(dá)實時動態(tài)實時更新

目前，民航各個管制部門（除極少數(shù)使用萊斯系統(tǒng)）使用國外引進(jìn)的雷達(dá)系統(tǒng)，其核心數(shù)據(jù)源不對外開放，導(dǎo)致航班飛行過程中因為指揮引導(dǎo)、繞航天氣或者非正常返航備降等情況，航班實時動態(tài)數(shù)據(jù)不能及時導(dǎo)出，流量管理協(xié)同放行無法獲取數(shù)據(jù)，后續(xù)流量預(yù)測航班放行都不準(zhǔn)確，無論如何努力，難為無米之炊，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)可以使流量管理協(xié)同放行數(shù)據(jù)與各個管制部門雷達(dá)實時動態(tài)數(shù)據(jù)完全契合，有效解決這一難題。

3.4實施自由航路航線

目前，航空公司申請備用航線從申請到獲批程序復(fù)雜費時費力，最終也是錯過了最佳時機(jī)，并不能達(dá)到減少延誤、保證航班正點的目的?？墒侨绻嬲_(dá)到自由選擇航路航線，只要更改了航班的PLN 及FPL報文，流量管理及時采集處理并更新了數(shù)據(jù)，那么在復(fù)雜氣象條件下或者其他用戶占用空域情況下就可以及時分配航班流提高航班正點率，極大降低航空運營成本。

3.5提高氣象數(shù)據(jù)的直觀性、準(zhǔn)確率

目前，氣象部門只提供氣象產(chǎn)品，流量管理人員只能根據(jù)經(jīng)驗判斷對空中交通影響采取流量管理措施?？墒墙?jīng)驗在于準(zhǔn)或者不準(zhǔn)，在于保守或激進(jìn)，不能更有效進(jìn)行流量管理。而采集更廣泛的氣象往期數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)前的氣象預(yù)報數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)分析給出前瞻性預(yù)測并把這種預(yù)測結(jié)合更廣泛空中交通通行能力數(shù)據(jù)分析，給出直觀的決策支持，將對整個流量管理有里程碑式的意義。

3.6完善航班計劃

眾所周知，常規(guī)情況下流量管理部門根據(jù)預(yù)測天氣狀況空域使用狀況班期時刻表對第二天或者當(dāng)天的航班做戰(zhàn)略規(guī)劃和戰(zhàn)術(shù)布置。那么經(jīng)過一定時期的流量管理大數(shù)據(jù)積累，在經(jīng)過數(shù)據(jù)挖掘算法后，反過來又可以進(jìn)一步修訂長期航班計劃以利于減少航班延誤或提高航班正點率。與此同時，流量管理部門又可以經(jīng)過預(yù)測性分析生成一個相對不需要延誤的下一日或隔日的動態(tài)航班計劃，利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)把這個動態(tài)航班計劃數(shù)據(jù)及時傳遞到各個航空公司及至乘客的移動設(shè)備。既保證了航班正常性，又提高了乘客滿意度，一舉兩得。

4 結(jié)束語

協(xié)同決策作為空中交通流量管理的核心理念，能實現(xiàn)各方數(shù)據(jù)信息的集成共享，是緩解空中交通擁堵，提升空管運行效率，促進(jìn)空中交通和諧的有效途徑。在此理念指導(dǎo)下，大數(shù)據(jù)技術(shù)的開發(fā)利用將為空中交通流量管理體系的建設(shè)帶來質(zhì)的飛躍。基于大數(shù)據(jù)的流量管理系統(tǒng)不僅具備數(shù)據(jù)處理的實時性和高效性，還能對空中交通流量進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測和多用戶的需求滿足，對當(dāng)前我國流量管理體系建設(shè)具有積極的理論價值和現(xiàn)實意義。但是流量管理體系建設(shè)不是一朝一夕就能完成的，而是一個系統(tǒng)性、長期性的工程，需要反復(fù)實踐，不斷總結(jié)和完善。

參考文獻(xiàn)

[1]《大數(shù)據(jù)時代》 ??作者：【英】 維克托.邁爾-舍恩伯格 【英】肯尼思.庫克耶 翻譯：盛楊燕 周濤

[2]《基于大數(shù)據(jù)下的空中交通流量管理研究》作者：吳雪萊

（作者單位：中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局）