空中交通管理中地面等待策略解析
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摘要：在我國不斷發(fā)展影響下，也不斷增加了國民收入，我國旅游業(yè)也發(fā)展的越來越好，更多的人開始選擇乘坐飛機作為交通工具。因為我國各大航空公司大幅度增加了飛機數(shù)量和航線數(shù)量，但是因為很多區(qū)域都沒有開通空中交通，因此經(jīng)常會延誤航班，或者因為天氣原因也會延誤航班。為了緩解航班延誤問題，需要加強控制交通管理，合理分配各個航班，解決飛機延誤等問題。
我國空中交通事業(yè)不斷飛速發(fā)展，對于空中交通合理管理提出了各種新要求，全面研究空中交通管理，可以解決空中交通管理存在的問題，更好的掌控空中交通流量情況，更好的優(yōu)化控制交通流量管理。
1飛機在地面等待的原因和影響
當(dāng)前我國經(jīng)濟不斷高速發(fā)展，旅游業(yè)也開始蒸蒸日上，開始由越來越人選擇乘坐飛機出門旅行，但是在這個過程中很容易就會遇到航班延誤等問題。例如云南昆明長水機場因為受到惡劣天氣的影響，取消了450架次航班，滯留了7600名旅客。飛機航班延時會影響到乘客出行，帶來各種不便，同時也極大的影響到航空公司的經(jīng)濟效益，甚至還會損害航空公司的聲譽，同時航班延誤會地帶來各種安全隱患，這是因為機場和飛行領(lǐng)域具有很多不確定因素。通過控制交通流量管理可以保障民航管理和航空公司的管理。通過控制交通管理，可以有效的降低延誤損失。當(dāng)前主要利用地面等待策略減少控制交通堵塞等問題，在機場營運高峰時期，讓部分乘客在機場等待，這樣一來可以避免空中堵塞，這是因為已經(jīng)知道航班會出現(xiàn)延遲，那么就選擇在地面上延遲，這樣更加安全，也更加經(jīng)濟。但是這需要考慮到整個機場網(wǎng)絡(luò)，掌握機場各節(jié)點承載量，在起飛之前對于航班在機場的起降進行綜合協(xié)調(diào)，這樣可以緩解堵塞問題的發(fā)生，在最大限度上優(yōu)化航班的調(diào)度。
2概述地面等待策略
地面等待指的就是通過讓飛機在地面等待，對于控制流量給予控制和觀里，通過地面等待可以匹配航空流量和空域容量等，這樣可以使航空資源的利用效率得到提高，避免發(fā)生航班延誤等問題，還保障航空的飛行安全性。地面等待策略主要就是由地面等待代替空中等待，提高航空飛行的安全性，這種方法也具備經(jīng)濟性和可行性。以下是幾種不同的類型：以決策制定時間為基礎(chǔ)，實施有效的分類，地面等待可以分成靜態(tài)和動態(tài)兩種類型。靜態(tài)指的就是在求解模型之前做好所有決策，例如已經(jīng)事先確定好當(dāng)前某時段內(nèi)的計劃航班數(shù)和起飛以及降落時間。動態(tài)指的額就是在求解模型之前沒有確定固定的決策，需要根據(jù)實際情況不斷更新決具體的決策。結(jié)合機場容量進行確定，地面等待可以分成確定性和隨機性兩種類型，地面等待問題的核心就是控制交通操作請求和機場容量的矛盾，但是只有發(fā)出操作請求才可以實施預(yù)測，因為天氣等不確定因素會影響到機場容量，機場容量不斷發(fā)生變化，處于不可預(yù)測的狀態(tài)。結(jié)合對象機場進行分類，地面等待可以分為單機場地面等待和多機場地面等待兩種類型。單機場地面等待指的就是目標(biāo)機場比較單一，這也是研究初期重點研究的方向。以單機場等待問題為基礎(chǔ)，產(chǎn)生多機場等待。以系統(tǒng)驅(qū)動模式為基礎(chǔ)進行分析，地面等待主要包塊時間驅(qū)動和事件驅(qū)動兩種類型，時間渠道以時間區(qū)間為基礎(chǔ)進行研究，事件驅(qū)動的輸入事件為航班起飛和到場著陸等，系統(tǒng)服務(wù)時間就是相應(yīng)的時刻。
3分析空中交通管理中的地面等待策略
3.1分析單機場靜態(tài)地面等待
隨機的目標(biāo)機場容量是不確定的，國外研究學(xué)者對于單機場靜態(tài)隨機地面等待提出RICHETTA模型。這個模型全面的考慮了目標(biāo)機場的場容量的隨機性特征，這個模型可以對于到場飛機航班實施整組處理，由單個航班造成的復(fù)雜約束條件給予忽略，但是這種模型也存在較多的缺點，例如決策變量數(shù)量比較多，模型規(guī)模也非常大，使求解難度由此增加。
3.2分析多機場地面等待
多機場地面等待需要考慮到各個機場的相互聯(lián)系和相互影響。多機場地面等待模型包括BS、VBO等。BS模型可以使操作不斷簡化，只是考慮目標(biāo)機場容量限制機場的情況，對比單機場地面等待模型，計算模型需要聯(lián)系多個機場的相互聯(lián)系，考慮對于地面等待的影響，因此多機場地面等待模型更加貼近空管系統(tǒng)實際運行情況。此外BS模型的優(yōu)勢也有很多，例如求解速度非常快，可以針對松弛問題獲得最優(yōu)解等。但是設(shè)計者沒有明確BS模型和松弛問題的相互關(guān)系，也沒有將二者的關(guān)系在理論上給予證明，因此正在求解比較復(fù)雜的模型上利用BS模型。
3.3事件驅(qū)動的地面等待策略
事件驅(qū)動地面等待策略利用事件驅(qū)動模型代替時間驅(qū)動模型，對于地面等待策略影響下的離散事件的動態(tài)系統(tǒng)進行綜合分析。這種方法主要研究因為航班起降產(chǎn)生的樣本路徑，利用有限擾動分析技術(shù)產(chǎn)生的延遲費用的影響。國外研究人員結(jié)合某個機場，設(shè)計出事件驅(qū)動地面等待策略，這種模型具有明顯的優(yōu)勢，屬于分布式地面等待計算模型，具有較強所占性，模型計算起來非常簡單，計算機內(nèi)存消耗比較小，執(zhí)行起來也非常簡單。但是這種模型需要實施優(yōu)化離散處理，使計算處理變得更加方便。但是利用這種模型如果沒有在考慮范圍當(dāng)中納入機場之間的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，那么在多機場環(huán)境下，部分情況是不成立的?？傊玫孛娴却呗钥梢钥s減空中交通擁塞等問題，需要考慮到問題的理論性和實用性兩個方面，深入的分析：模型建立要具備針對性，不同機場和不同航線建立的模型目標(biāo)函數(shù)和約束條件等方面都具有巨大的差別，首先需要以研究對象為基礎(chǔ)，建設(shè)對應(yīng)的模型，建設(shè)的模型需要全面的考慮到現(xiàn)實條件，要具備一定的側(cè)重點，有的時候也可以結(jié)合一定情況變化，改進原有模型，保障工作量不能過大。求解算法的高效性：因為地面等待策略屬于一種大規(guī)模的優(yōu)化問題，因此利用簡單高效的求解方法可以使策略實施的實時性和準(zhǔn)確性得到提高，同時也可以節(jié)約各方面資源。軟件編制的專業(yè)性：當(dāng)前針對單機場地面等待問題，一些求解軟件的魯棒性和兼容性等方面都要實施改進，對于多機場地面等待問題甚至還沒有設(shè)計出相關(guān)的求解軟件。系統(tǒng)運行的魯棒性：問題研究對象是飛機，直接關(guān)系到人民群眾的生命財產(chǎn)安全，因此建立的實際系統(tǒng)需要具備成熟性和穩(wěn)定性，系統(tǒng)當(dāng)中需要包含各種誤差，例如因為天氣變化等藝術(shù)導(dǎo)致原始數(shù)據(jù)發(fā)生變化，通過積累過程處理的誤差，全面的考慮到管制人員的個人能力和不確定性等方面。
4結(jié)束語
通過以上綜合的論述，我國航空事業(yè)不斷高速發(fā)展，也相應(yīng)的增加了機場容量需求，為了滿足不斷增長的容量需求，需要建立高效的地面等待策略，科學(xué)合理的優(yōu)化我國航空交通管理制度，提高對于我國天空容量和地面容量的實際利用量，使我國航空交通環(huán)境不斷改善。加強研究我國空中交通管理現(xiàn)狀和未來發(fā)展，有利于這項工作獲得更好的效果，因此在今后實踐當(dāng)中需要更加重視交通流量管理，保證實施措施的可行性和科學(xué)性。
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作者：李俊宣 單位：中國民用航空西北地區(qū)空中交通管理局甘肅分局
