浅议“调速”在空中交通管制工作中的应用

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年28卷8期   作者:孙忠君
[导读] 对于许多空中交通管制员来说,一听到“调速”这两个字,
        摘要:对于许多空中交通管制员来说,一听到“调速”这两个字,首先在脑海里想到这是:进近管制员为航班最后进场排序常用的管制调配方法。但在空中交通管制员也可以使用调速来加快空中飞行流量,调配飞行冲突,提高空域利用率,特别是在空域资源有限的情况下,更是如此。空中交通管制员在某些情况下,可利用调速,使空中复杂棘手飞行态势变得迎刃而解。
        关键词:调速,空中交通管制。
        引言:相邻管制单位为保障飞行安全,避免扇区流量超负荷运行,限制某一管制单位(或扇区):“至某一机场落地航班或过某一定位点的航班之间具备一定的纵向间隔。”受限制管制单位一般采用三种方式:限制起飞时刻、空中粗调、空中微调三种方式来满足前方管制单位的流量管理措施。采用限制航班起飞时刻来进行较大范围的调整;空中粗调是通过调整空中航班的航向或者指令航班在空中盘旋等待来进行较大幅度粗调;空中微调就是最后使用指令空中航班调整速度(也就是调速)的方法进行微调,从而使空中航空器间的纵向间隔满足前方管制单位的流量管理要求。
1、在相邻管制单位有纵向间隔限制时
        如图1所示,前一管制单位要求过其一定位点的所有航班纵向间隔不小于30公里,对于两架同向、同位置、不同高度层的航空器,我们可以通过调速来建立符合限制要求的纵向间隔。通过指令其中一架航空器的增大速度,指令另外一架航空器的减小速度,如两机的地速差为120公里/小时,要建立30公里纵向间隔,需要30/120=小时,即只需要15分钟就可以建立所需的纵向间隔。理论上讲,对于地速为800公里/小时的空中航空器来讲,在定位点前200公里开始调整两架航空器速度,使预案中先通过定位点的航空器地速比后过点航空器速度大于120公里/小时以上,就可以使上述两架空中航空器通过调速来满足前方管制单位的30公里纵向间隔要求。
       
        图1
        2、调配两架纵向穿越间隔不足航空器相互穿越高度层
        2.1、调配两架纵向穿越间隔不足的顺向航空器相互穿越高度层
        在指令两架不同高度层顺向飞行航空器相互穿越高度层,而两机纵向间隔小于规定的安全间隔时,管制员常用改变航向的方法建立侧向间隔来穿越。如因条件限制,无法偏出航路或航线时,我们也可以通过调速来为两机建立符合规定的纵向间隔,如让前机增速,后机减速,使前机速度大于后机速度,从而使两机纵向间隔随着时间的推移,逐步加大,直至建立符合穿越的纵向间隔时,就可以指令两机相互穿越。
        2.2、调配两架纵向穿越间隔不足的逆向航空器相互穿越高度层
        指令两架不同高度层逆向飞行航空器相互穿越高度层,而通过预判,在相互穿越时,两机纵向间隔小于规定间隔时,多数情况下空中交通管制员会采用相遇后穿越或改变航向建立侧身间隔来穿越。而当计算出两机穿越时的纵向间隔只是略微小于规定的间隔时,我们也可以通过调速的方法来进行调配,如指令保持平飞或上升的航空器速度调小,也可以把两机速度同时调小,则就可以在相互穿越高度层并建立符合规定的垂直高度差时,两架逆向飞行的航空器之间有符合规定纵向间隔。
        上述只是调配飞行冲突的一种方法,在实际的空中交通管制工作中,如确需对头穿越时一定要慎重。空中交通管制员要根据航空器性能,预判在大下降率的情况下,航空器速度无法满足小速度的要求,只有在大上升率的情况下可以指令机组采用大上升梯度方式上升,以便尽快完成穿越并建立安全的垂直间隔。
        3、为了调整两航空器的相遇点时
        在特定的情况下,如需要空中航空器定点定高度,即到达其一指定定位点到达指定高度时,需要对有潜在飞行冲突航空器在相遇后尽快改变高度层时,我们可以通过调速来改变两机的相遇点,特别是对于两架纵向穿越间隔不足的逆向航空器需要穿越相互高度层时,如图2所示,如果A机需要在相遇后尽快改变高度层,我们可以通过减小A机的速度,增大B机的速度从而使两机的相遇点靠近A机,使A机在相遇后有足够的时间去上升或下降至指定的高度层。如两机都需要在相遇后改变高度层,则看哪一个需要改变的大,我们把相遇点向改变大的航空器移动,使其能够有足够的时间改变。
       
        图2
        4、在飞行冲突集中在其一特定区域且冲突点比较多时
        管制员在工作中如果遇到潜在飞行冲突集中在其一特定区域且冲突点比较多且空中动态较复杂时,可以指令有潜在飞行冲突的相关航空器把飞行速度调整为较小的速度,这样就像电影中的慢动作一样,错综复杂的飞行冲突变得慢下来,这样管制员就可以有足够的时间去考虑如何以更佳的方案去调配飞行冲突。
        5、调整速度常用的方法
        管制员在日常的工作中一般通过以下几种方法来进行调速:
        5.1、直接指令机组进行调速操作
        这种方法可以通过向机组发布指令,由机组来调整机载设备来满足管制员的指令。发布指令时管制员一定要了解航空器的性能,如需要航空器减速,你指令一架飞行在高度为7500米波音747减速至指示空速250节,这个根本就不可能实现。另外对于空中正常飞行的航空器,增速一般比较困难,而减速则比较容易实现,所以在管制工作中调整速度多以减小速度为主。但是也有例外,例如个别机组习惯于使用小速度飞行,基本上是略大于最低速度飞行,在管制指挥的过程中,针对这样的机组再减小速度就不现实啦,所以针对不同的情况,空中交通管制员需要区别对待。
        5.2、利用飞行高度层来调速
        一般情况下,对于同机型来讲,飞行高度层低时航空器的地速会比高高度层的航空器地速小,同时也与当时的空中风向和风速有关。所以在需要某一航班保持小速度时,管制员可以指令该航班下降至低高度,反之如果需要某一航班保持大速度时,管制员可以指令其上升至高高度飞行。
        5.3、改变航向时考虑西风带
        我国是处于西风带,必要时,调整迅速可以通过指令航班改变航向来实现,如对于南北向飞行的航空器,管制员想使航班的速度变小时,可以指令航班向西或偏西方向飞行,反之则指令航班向东或偏东方向飞行。
        结语:对于在空中飞行的航空器,因为空域结构复杂,空域资源紧张的情况下,手持话筒的空中交通管制员只有充分发挥个人的空中想象力,从发利用可用空域,才能有力保障空中飞行安全,有效利用空域,有利保障飞行正常。

参考文献
[1]田金萍. 人工智能发展综述[J]. 科技广场,2007(1).
[2]祝前进,刘新浩,王文义. 人工智能技术在空中交通管理中的应用[J]. 信息技术时代,2018(3).
[3]杨红雨,杨波,武喜萍,等. 智能化空管技术研究与展望[J]. 工程科学与技术,2018,50(4).
[4]邹子君. 人工智能技术在空中交通管理中的应用[J]. 中国新通信,2016(5).
        作者简介:孙忠君(1973-)男,汉族,山东省济南人,研究生学历,中级,从事研究方向或职业:空中交通管制。
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