近年來，三個(gè)聚焦我國(guó)民航業(yè)迅速發(fā)展，助力智能展在航班量快速增長(zhǎng)的廈門新過程中，空域利用效率低、空管機(jī)場(chǎng)終端區(qū)排序忙亂無章、決策管制負(fù)荷日益嚴(yán)重等問題愈發(fā)暴露凸顯。三個(gè)聚焦為了切實(shí)解決這類突出難題，助力智能展航班進(jìn)離場(chǎng)管理系統(tǒng)（AMAN、廈門新DMAN）紛紛在全國(guó)主要管制單位投入應(yīng)用。空管然而，決策目前的三個(gè)聚焦航班進(jìn)、離場(chǎng)管理系統(tǒng)均以當(dāng)前航空器位置點(diǎn)、助力智能展扇區(qū)運(yùn)行為判斷基礎(chǔ)，廈門新缺乏對(duì)航班未來航跡的空管準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，在外界因素（如其他空域用戶活動(dòng)或復(fù)雜天氣）的決策擾動(dòng)下，很容易出現(xiàn)預(yù)判錯(cuò)誤的情況，從而導(dǎo)致運(yùn)行效率和安全水平的大幅度降低；同時(shí)，現(xiàn)有進(jìn)、離場(chǎng)管理系統(tǒng)的航班排序少有引入人工智能技術(shù)，決策的智能化程度不高，運(yùn)行機(jī)制也較為僵化，難以快速適應(yīng)運(yùn)行環(huán)境的變化，不利于保障能力和運(yùn)行效率的提升。為此，發(fā)展公司技術(shù)研發(fā)部在廈門空管站的全力指導(dǎo)支持下，啟動(dòng)了“基于TBO的進(jìn)離場(chǎng)智能決策系統(tǒng)”的研發(fā)工作。

聚焦新技術(shù) 增強(qiáng)空管發(fā)展引領(lǐng)力

在國(guó)際民航組織最新發(fā)布的《全球航行計(jì)劃》（GANP）中，TBO是航行系統(tǒng)組塊升級(jí)（ASBU）各引線集成的總目標(biāo)，不少發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在新一代空管系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃中將TBO作為核心理念。基于航跡的運(yùn)行（TBO）是近年來國(guó)際民航界提出的一套系統(tǒng)性的解決方案，其本質(zhì)是基于4D航跡（緯度、經(jīng)度、高度、時(shí)間）和速度的運(yùn)行，以航跡信息作為媒介，在空管、航空公司、機(jī)場(chǎng)、航空器等相關(guān)方之間實(shí)時(shí)共享和動(dòng)態(tài)維護(hù)航跡信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多方精細(xì)化協(xié)同，以達(dá)到安全高效的目的。

結(jié)合多普勒雷達(dá)、相控陣?yán)走_(dá)、高空風(fēng)和其他空域用戶活動(dòng)、航空器性能、空中交通態(tài)勢(shì)、公司機(jī)場(chǎng)運(yùn)行需求等多源數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境下的航空器4D航跡精確預(yù)測(cè)。同時(shí)，在計(jì)算管制預(yù)案時(shí)系統(tǒng)將相互關(guān)聯(lián)的每個(gè)管制扇區(qū)聯(lián)系在一起，統(tǒng)籌管理，減少席位之間的協(xié)調(diào)，使得整個(gè)管制體系的工作效率得以顯著提高。精準(zhǔn)的ETA時(shí)刻和航跡預(yù)測(cè)，為管制崗位提供智能輔助決策，減少管制員的工作負(fù)荷，從而進(jìn)一步提升空管運(yùn)行效率和安全水平。

聚焦人工智能 提升空管發(fā)展創(chuàng)造力

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的成熟，人工智能技術(shù)的應(yīng)用也日趨廣泛，逐漸成為引領(lǐng)未來各行業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)。民航局在“四強(qiáng)空管”戰(zhàn)略中明確提出了“智慧空管”的建設(shè)目標(biāo)，人工智能技術(shù)在空管系統(tǒng)運(yùn)行中的支撐作用將越來越突出。

航班運(yùn)行中，該系統(tǒng)基于航班關(guān)聯(lián)不同的空管服務(wù)單位、空域用戶和機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)人的運(yùn)行影響，又受到空管不同功能模塊如容流平衡、沖突管理、氣象條件等的影響，進(jìn)行航空器4D航跡預(yù)測(cè)研究。用戶可根據(jù)其他空域占用情況、雷雨位置，自由在人機(jī)操作界面規(guī)劃進(jìn)場(chǎng)航跡，系統(tǒng)根據(jù)新路線實(shí)時(shí)計(jì)算重新排序。對(duì)于離場(chǎng)的航空器，根據(jù)航空器停放位置、預(yù)計(jì)離場(chǎng)方式、使用跑道，計(jì)算航空器從開車、推出、滑行至起飛所需的最早起飛時(shí)間，結(jié)合CTOT得出合理的開車和推出時(shí)間,減少離場(chǎng)航空器開車后長(zhǎng)時(shí)間等待的問題。

并且，不同機(jī)型在機(jī)場(chǎng)五邊的地速變化不盡相同，系統(tǒng)通過機(jī)器學(xué)習(xí)各類機(jī)型的速度變化，通過海量數(shù)據(jù)結(jié)合氣象信息計(jì)算出航空器飛越跑道入口的距離和時(shí)間，為塔臺(tái)管制員特別是單跑道機(jī)場(chǎng)制定放行決策提供決策依據(jù)，從而提高單跑道機(jī)場(chǎng)跑道利用率。該系統(tǒng)更能根據(jù)不同的放行策略,結(jié)合進(jìn)場(chǎng)航空的ETA時(shí)刻及離場(chǎng)航空器的CTOT時(shí)刻，自動(dòng)計(jì)算離場(chǎng)航空器預(yù)計(jì)起飛時(shí)刻、進(jìn)場(chǎng)航空器的落地時(shí)刻及預(yù)計(jì)延誤時(shí)間，并將離場(chǎng)航空器信息反饋給相關(guān)單位，從而避免離場(chǎng)航空器開車后長(zhǎng)時(shí)間等待的問題，達(dá)到有效提高航班進(jìn)離場(chǎng)管理系統(tǒng)（AMAN、DMAN）的智能化水平，促進(jìn)機(jī)場(chǎng)、公司、空管多方信息共享和協(xié)同決策。

聚焦協(xié)同發(fā)展 拓寬空管發(fā)展服務(wù)力

協(xié)同性是空中交通管理發(fā)展到一定程度所呈現(xiàn)的新特征。其中，內(nèi)外協(xié)同是指空管、航空公司及機(jī)場(chǎng)等決策主體之間的協(xié)作，而人機(jī)協(xié)同是指管制人員與決策支持系統(tǒng)之間的協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)以人為主、系統(tǒng)為輔的決策。無論是內(nèi)外協(xié)同，還是人機(jī)協(xié)同，都需要依托一個(gè)平臺(tái)來進(jìn)行。該系統(tǒng)根據(jù)不同的放行策略,結(jié)合進(jìn)場(chǎng)航空的ETA時(shí)刻及離場(chǎng)航空器的CTOT時(shí)刻，自動(dòng)計(jì)算離場(chǎng)航空器預(yù)計(jì)起飛時(shí)刻、進(jìn)場(chǎng)航空器的落地時(shí)刻及預(yù)計(jì)延誤時(shí)間，創(chuàng)建空管、公司、機(jī)場(chǎng)等參與方協(xié)同運(yùn)行，將離場(chǎng)航空器信息反饋給相關(guān)單位，從而避免離場(chǎng)航空器開車后長(zhǎng)時(shí)間等待的問題。通過地空數(shù)據(jù)鏈，將系統(tǒng)計(jì)算的預(yù)計(jì)落地時(shí)刻（ETA）、進(jìn)場(chǎng)順序、預(yù)計(jì)延誤時(shí)間、進(jìn)場(chǎng)程序通知飛行員，實(shí)現(xiàn)地空（管制員-飛行員）協(xié)作運(yùn)行。

航空器航跡的變化會(huì)影響航班進(jìn)離場(chǎng)全局的決策變化，因此，本項(xiàng)目將開展基于TBO的空中交通態(tài)勢(shì)分析與協(xié)同決策技術(shù)研究，為參與方協(xié)同提供決策支持，以加速終端區(qū)流量，提高地面協(xié)同、地空協(xié)作的保障能力。同時(shí)接入?yún)^(qū)域雷達(dá)格點(diǎn)拼圖、華東地區(qū)機(jī)場(chǎng)及終端區(qū)風(fēng)場(chǎng)預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)的引入，為系統(tǒng)提供所需的航空氣象數(shù)據(jù)，并利用地空數(shù)據(jù)鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)地面空管系統(tǒng)與機(jī)載空管航空電子系統(tǒng)的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)地空（管制員-飛行）協(xié)同管制。

“基于TBO的進(jìn)離場(chǎng)智能決策系統(tǒng)”已于2020年6月在廈門區(qū)域、進(jìn)近和塔臺(tái)管制室投產(chǎn)運(yùn)行。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，兼容性強(qiáng)，建設(shè)周期短；用戶界面友好，無需長(zhǎng)時(shí)間培訓(xùn)即可熟練操作；運(yùn)行穩(wěn)定可靠，有效減少飛行沖突，降低進(jìn)近沖突調(diào)配難度，減少人工排序帶來的隨意性，提高了跑道與空域的利用率，提升了航班正常率。AMAN與DMAN相結(jié)合的智能化決策機(jī)制智能決策，大大減少人為因素影響，從而提高管制運(yùn)行的精細(xì)化程度。

在使用過程中，對(duì)于進(jìn)場(chǎng)的航空器，管制員可提前讓機(jī)組清楚自己的落地時(shí)間，早做準(zhǔn)備、預(yù)先調(diào)速，減少盤旋等待和雷達(dá)引導(dǎo)，保持平穩(wěn)、高效的交通流，節(jié)約空域資源、減少燃油消耗。對(duì)于離場(chǎng)的航空器，根據(jù)航空器停放位置、預(yù)計(jì)離場(chǎng)方式、使用跑道，計(jì)算航空器從開車、推出、滑行至起飛所需的最早起飛時(shí)間，管制員結(jié)合CTOT得出合理的開車和推出時(shí)間，并將離場(chǎng)航空器信息反饋給相關(guān)單位減少離場(chǎng)航空器開車后長(zhǎng)時(shí)間等待的問題，節(jié)約地面等待油耗。同時(shí)，基于航空器4D航跡數(shù)據(jù)，通過融入人工智能技術(shù)的決策支持系統(tǒng)，智能化的放行決策，提高單跑道機(jī)場(chǎng)的跑道利用率，提升航班放行正常率，為空管、航空公司、機(jī)場(chǎng)等空中交通參與方提供運(yùn)行輔助決策支持，提高協(xié)同能力，促進(jìn)廈門地區(qū)空中交通協(xié)同運(yùn)行，提升民航運(yùn)行效率和安全水平。

（廈門空管站 張謙）