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摘要：随着我国经济的飞速发展，国民经济保持多年高速增长，人民生活水平不断提高，航空运输业也在市场经济的带动下飞速发展。错综复杂的航线缩短了世界各国的距离，加强了世界各国的联系，但日益繁忙的空中航线显然需要一个完整的空中交通管制系统进行协调监管，以保证空中交通秩序。本文根据作者多年工作经验就空预评估模型构建与在空中交通管理中的应用进行了简单的阐述。
關键词：空预评估；模型构建；空中交通管理；应用
【分类号】：D80
1.航路高度层配置对航路容量的影响
以前考虑的航路容量模型有两种情况：第一种是每个高度层都处于饱和状态，确实这种方法计算得到的容量是航路的最大容量，但是该结果使得实际飞行中航空器所占比例较小的高度层也能提供很大的容量值，而这些高度层所能提供的容量在實际运行中并不一定存在可行性。该模型的主要问题在于不能体现各种高度层之间的差异性，更不能体现主用高度层和备用高度层之间的差异。第二种模型是只计算一个或几个繁忙高度层的容量，这样计算得到的容量应该是航路飞行中瓶颈高度层的容量，该结果不能体现整条航路的容量概念。该模型的主要问题在于没有考虑小流量高度层的飞行对航路容量的影响。考虑到这两者的局限性以及实际的运行情况，进行了以下的修正。首先要根据机型（A、B、C、D、E）的不同指定不同的主用高度层，其余高度层为备用高度层，用于发生冲突时候的调配，然后对各个高度层的流量比例进行设置。按照这种方法所得到的容量值既能反映整条航路的运行情况，也能体现高度层之间的差异。
2.备用高度层的使用对整条航路容量的影响
在实际的情况中，备用高度层对航路容量的影响是显而易见的，但是前两种模型都没有考虑到备用高度层的作用。第一种模型过于整体化，每一个高度层都是饱和的，没有区分主用和备用之间的差别。第二种过于具体，只有一个或几个高度层（一般为主用高度层），就没有考虑到备用高度层的作用。而新模型考虑了主用和备用高度层的区别，拥有了调配的余地和空间。剩下的问题是如何体现备用高度层的作用。为了体现主用高度层和备用高度层之间的差别，设置了一个主用高度层航空器占用率，用于表现航空器对主用高度层和备用高度层的占用情况。主用高度层占用率一方面反映了备用高度层使用情况，另外一方面也是对管制员调配能力的体现。主用高度层占用率越高，系统的调配能力越差，系统的容量越低；反之，主用高度层占用率越低，系统的调配能力越高，系统的容量越高。当主用高度层占用率为100%的时候，主用高度层处于饱和状态，备用高度层处于空闲状态。
（1）离散飞行和汇聚飞行
举例说明，当航路上存在交叉点时，情况较为复杂。但是对于任何一种交叉点形式而言，总有相应的管制规则来限制不同航路的航空器飞越交叉点的间隔。下面将分析各种交叉点的航路容量计算方法。
对于这两种形式的会聚飞行，航路容量不仅仅取决于航路的结构，而且还取决于具体的航路之间的飞机流配置。设在某一高度层上，航路1与航路2航空器数量比为m：n，当航路1上的航空器飞越交叉点时航路2上的航空器飞至交叉点的最小间隔时间（或航路2上的航空器飞越交叉点时航路1上的航空器飞至交叉点的最小间隔时间）为T，该T是一定的航路结构（航路交叉的角度，交叉点有无导航台，导航台类型）下的管制规定。现在问题的关键是求出航路1或者航路2上飞完所有航空器的时间。
（2）空域评估模型构建算法
由于该时间受航路之间的飞机流配置有关。所以只能求出一个时间范围。两航路上发生交叉飞行的次数最小为1，最大为n（m>n时）（m
此时，我们根据最初的航路容量的计算方法，在该高度层为主用高度层的情况下，将它和其他主用高度层飞行时间进行比较，如果该时间最大，则它成为限制航路容量的主要因素；如果该时间不是最小，则该高度层上的交叉飞行并不是制约航路容量的主要因素。后者的航路容量由其它高度层的飞行情况决定。对于
前者，航路容量为
从一般区域（非终端区）的容量计算方法来看，这些区域容量的计算应该以航路容量的计算方法为基础。区域内包含了众多的航路（航段），但是区域容量并非各条航路（航段）容量的之和。对于一个区域而言，它所包含的航路存在着主航路和辅助航路之分；即使在都为主航路的情况下，也存在这流量上的差别。
此外，对于区域而言，航路之间的拓扑结构也很复杂，这在很大程度上影响了区域的容量。对于某一个区域而言，设其中存在航路数量为k，依次为Route1，Route2，Route3，……，Routek，每条航路在一定条件下的容量为C1，c2，c3，…，ck、（该容量已经考虑了交叉点），所占流量比例为p1，p2，p3，……pk （），则首先要得到流量与容量比最大的航路，设为
，其中
则该航路成为限制区域容量的瓶颈。当该航路处于满负荷运行时，相对应的容量应该为区域的容量。可以计算得到区域的容量为：
对于终端区而言，情况更为复杂。由于终端区内的飞行速度、高度变化很大，限制因素更多，所以建立完全理论化的模型比较困难。国外一开始虽然也建立的一些模型，但是与实际的运行结果存在很大的差异。目前最多的终端区模型是以仿真为基础的。对于我们国家而言，建立这样的模型要有以下几个条件为基础：
（l）航空器应按照进离场程序来飞行，雷达所发挥的作用仅仅是监控；
（2）如果某一条航路既可以进场、也可以离场，进离场的航空器之间存在着高度层上的间隔；
（3）对于确定的航空器和确定的移交点，在给定的飞行程序下，航空器在终端区内的各个飞行点与时间的对应关系可以确定。
下面简单描述一下该仿真模型：
（1）根据航空器类型的比例、进离场比例以及交通流在各个移交点的比例来随机产生飞机流；
（2）开始放行航空器和统计时间；
（3）判断航空器是否可以进场，或者离场；判断的标准是该航空器与前面的航空器在最后进近、跑道占用、各进场路线交叉点以及进近飞行阶段是否存在冲突；
（4）如果不存在冲突，则继续放行该航空器：如果存在冲突，则航空器等待直至没有冲突的时候；
（5）对于己经完成飞行任务的航空器（己经落地或者移交）的航空器从列表中删除，不再作为后面航空器是否可以进入终端区的判断对象；
（6）当所有的航空器完成飞行的时候可以得到一个总的飞行时间，用航空器数量除以飞行时间则为该终端区的仿真容量。
参考文献
[1] 何率. 航空器进港排序问题的研究 [J]. 科技风. 2011 （21）
[2] 王剑辉. 成都双流机场终端区容量评估系统的研究及实现 [J]. 科技风. 2011 （17）
[3] 唐伟. 浅析白云机场航班的排队问题和解决方法 [J]. 科技风. 2011 （10）
關键词：空预评估；模型构建；空中交通管理；应用
【分类号】：D80
1.航路高度层配置对航路容量的影响
以前考虑的航路容量模型有两种情况：第一种是每个高度层都处于饱和状态，确实这种方法计算得到的容量是航路的最大容量，但是该结果使得实际飞行中航空器所占比例较小的高度层也能提供很大的容量值，而这些高度层所能提供的容量在實际运行中并不一定存在可行性。该模型的主要问题在于不能体现各种高度层之间的差异性，更不能体现主用高度层和备用高度层之间的差异。第二种模型是只计算一个或几个繁忙高度层的容量，这样计算得到的容量应该是航路飞行中瓶颈高度层的容量，该结果不能体现整条航路的容量概念。该模型的主要问题在于没有考虑小流量高度层的飞行对航路容量的影响。考虑到这两者的局限性以及实际的运行情况，进行了以下的修正。首先要根据机型（A、B、C、D、E）的不同指定不同的主用高度层，其余高度层为备用高度层，用于发生冲突时候的调配，然后对各个高度层的流量比例进行设置。按照这种方法所得到的容量值既能反映整条航路的运行情况，也能体现高度层之间的差异。
2.备用高度层的使用对整条航路容量的影响
在实际的情况中，备用高度层对航路容量的影响是显而易见的，但是前两种模型都没有考虑到备用高度层的作用。第一种模型过于整体化，每一个高度层都是饱和的，没有区分主用和备用之间的差别。第二种过于具体，只有一个或几个高度层（一般为主用高度层），就没有考虑到备用高度层的作用。而新模型考虑了主用和备用高度层的区别，拥有了调配的余地和空间。剩下的问题是如何体现备用高度层的作用。为了体现主用高度层和备用高度层之间的差别，设置了一个主用高度层航空器占用率，用于表现航空器对主用高度层和备用高度层的占用情况。主用高度层占用率一方面反映了备用高度层使用情况，另外一方面也是对管制员调配能力的体现。主用高度层占用率越高，系统的调配能力越差，系统的容量越低；反之，主用高度层占用率越低，系统的调配能力越高，系统的容量越高。当主用高度层占用率为100%的时候，主用高度层处于饱和状态，备用高度层处于空闲状态。
（1）离散飞行和汇聚飞行
举例说明，当航路上存在交叉点时，情况较为复杂。但是对于任何一种交叉点形式而言，总有相应的管制规则来限制不同航路的航空器飞越交叉点的间隔。下面将分析各种交叉点的航路容量计算方法。
对于这两种形式的会聚飞行，航路容量不仅仅取决于航路的结构，而且还取决于具体的航路之间的飞机流配置。设在某一高度层上，航路1与航路2航空器数量比为m：n，当航路1上的航空器飞越交叉点时航路2上的航空器飞至交叉点的最小间隔时间（或航路2上的航空器飞越交叉点时航路1上的航空器飞至交叉点的最小间隔时间）为T，该T是一定的航路结构（航路交叉的角度，交叉点有无导航台，导航台类型）下的管制规定。现在问题的关键是求出航路1或者航路2上飞完所有航空器的时间。
（2）空域评估模型构建算法
由于该时间受航路之间的飞机流配置有关。所以只能求出一个时间范围。两航路上发生交叉飞行的次数最小为1，最大为n（m>n时）（m
此时，我们根据最初的航路容量的计算方法，在该高度层为主用高度层的情况下，将它和其他主用高度层飞行时间进行比较，如果该时间最大，则它成为限制航路容量的主要因素；如果该时间不是最小，则该高度层上的交叉飞行并不是制约航路容量的主要因素。后者的航路容量由其它高度层的飞行情况决定。对于
前者，航路容量为
从一般区域（非终端区）的容量计算方法来看，这些区域容量的计算应该以航路容量的计算方法为基础。区域内包含了众多的航路（航段），但是区域容量并非各条航路（航段）容量的之和。对于一个区域而言，它所包含的航路存在着主航路和辅助航路之分；即使在都为主航路的情况下，也存在这流量上的差别。
此外，对于区域而言，航路之间的拓扑结构也很复杂，这在很大程度上影响了区域的容量。对于某一个区域而言，设其中存在航路数量为k，依次为Route1，Route2，Route3，……，Routek，每条航路在一定条件下的容量为C1，c2，c3，…，ck、（该容量已经考虑了交叉点），所占流量比例为p1，p2，p3，……pk （），则首先要得到流量与容量比最大的航路，设为
，其中
则该航路成为限制区域容量的瓶颈。当该航路处于满负荷运行时，相对应的容量应该为区域的容量。可以计算得到区域的容量为：
对于终端区而言，情况更为复杂。由于终端区内的飞行速度、高度变化很大，限制因素更多，所以建立完全理论化的模型比较困难。国外一开始虽然也建立的一些模型，但是与实际的运行结果存在很大的差异。目前最多的终端区模型是以仿真为基础的。对于我们国家而言，建立这样的模型要有以下几个条件为基础：
（l）航空器应按照进离场程序来飞行，雷达所发挥的作用仅仅是监控；
（2）如果某一条航路既可以进场、也可以离场，进离场的航空器之间存在着高度层上的间隔；
（3）对于确定的航空器和确定的移交点，在给定的飞行程序下，航空器在终端区内的各个飞行点与时间的对应关系可以确定。
下面简单描述一下该仿真模型：
（1）根据航空器类型的比例、进离场比例以及交通流在各个移交点的比例来随机产生飞机流；
（2）开始放行航空器和统计时间；
（3）判断航空器是否可以进场，或者离场；判断的标准是该航空器与前面的航空器在最后进近、跑道占用、各进场路线交叉点以及进近飞行阶段是否存在冲突；
（4）如果不存在冲突，则继续放行该航空器：如果存在冲突，则航空器等待直至没有冲突的时候；
（5）对于己经完成飞行任务的航空器（己经落地或者移交）的航空器从列表中删除，不再作为后面航空器是否可以进入终端区的判断对象；
（6）当所有的航空器完成飞行的时候可以得到一个总的飞行时间，用航空器数量除以飞行时间则为该终端区的仿真容量。
参考文献
[1] 何率. 航空器进港排序问题的研究 [J]. 科技风. 2011 （21）
[2] 王剑辉. 成都双流机场终端区容量评估系统的研究及实现 [J]. 科技风. 2011 （17）
[3] 唐伟. 浅析白云机场航班的排队问题和解决方法 [J]. 科技风. 2011 （10）