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发布时间:2020-05-11 00:00:00
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提高空域使用效率的几种新技术?
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提高空域使用效率的几种新技术?

2022-01-08 15:30
1、PMS

点融合,在上海机场、郑州机场、广州机场已经使用,点融合的应用能够有效缓解繁忙管制区飞行冲突,降低管制员、飞行员工作负荷,提升运行安全水平和空域使用效率。

从空域结构上来看,标准的点融合系统是一个由融合点和两条排序边组成的扇形飞行程序:

在这个过程中,由于点融合系统本身就设定好了各点高度、飞行速度以及直飞方式,所以管制员只需要适时向飞机发布离开排序边直飞融合点的指令即可,不需要频繁地调整飞机航向、速度和高度,既简化了指令又提高了效率。

点融合程序的高度需要重点注意的是内弧高度应当高于外弧。这是因为外弧飞机在向汇聚点飞行时,需从内弧下方穿过,必须与内弧上的飞机满足至少300米的垂直间隔。内外弧尽量保持平飞,也可以存在高度下降,但应确保内弧的最低高度高于外弧最高高度。

由于内弧高度高,与汇聚点距离短,因此在高度设置时须充分考虑半径上的下降梯度应符合飞行程序设计相关规范和飞机性能的要求,避免设置过高高度,导致飞机难以实施下降时需要延弧形消耗高度,影响其他航班和排序效果。

 

2、RNP AR 独立平行进近

建立在RNP(EoR)概念–一种授权的仪表进近,ATC程序,监视和通信要求的系统,一旦在已发布的仪表飞行程序的PBN区域上建立了进近,就可以按照批准的缩小的间隔标准安全地进行航空器运行,EoR是Established on RNP的缩写。最大化RNP的优势,在过渡航段可以使用直线或者弧线,可以同时保障使用盲降的航空器;

由于RNP的特点,拥有了持续稳定的垂直和侧向的指引,不需要特殊监控,在大型机场使用EoR可以形成一个完整的优化的下降轨迹,缩短飞行距离。

 
 使用EoR技术,进近航空器在转弯过程中轨迹延长线出现近距离交叉甚至同高度相对,容易触发TCAS告警,飞行员和管制员心理上也未必适应,也难以制定飞行冲突应急处置措施。这在高原机场更为突出。针对该问题,目前采用的手段有:在程序上限制航空器的进近速度、分离两个程序的水平航径(减少相对飞行)和垂直航径(不同下滑角)等。
  不仅如此,类似深圳机场这种处在空域环境最为复杂的珠三角地区,周边存在多个大型航空枢纽及若干军用机场。受此影响,深圳机场在现有飞行程序与导航技术条件下,难以实现南向北独立平行进近。作为民航中南地区唯一开展GBAS航行新技术试点的机场,深圳机场在民航中南局、中南空管局等单位的指导和调研基础上,拟以RNPAR及GBAS航行新技术为基础,实现由南向北的独立平行进近,从而提高机场空域容量和运行效率。经验证,RNP(AR)ILS飞行程序具有航迹设置灵活、安全裕度高、节能减排效益显著及资源需求低等优势,为国内机场解决空域矛盾、净空受限及场面制约等问题提供了新的思路。

昆明长水机场也圆满完成了EoR(Establish on RNP AR)验证试飞工作。这是在国内第一次验证使用EoR技术实施双跑道独立平行进近,为国内机场特别是高原机场解决空域矛盾、净空受限及场面制约等问题提供了新思路,解决了长水机场运行的现实问题,对提高昆明机场容量具有重大意义。

按照中国民用航空局相关文件批复,昆明长水国际机场于2015年4月起正式实施平行跑道独立平行仪表进近模式试验运行,但自试验运行双跑道独立平行进近以来,发生了多起TCAS RA告警事件,导致机组采取终止进近、复飞等措施,影响了飞行秩序和运行安全。为此,独立进近实验运行工作于2017年3月被迫终止。由于独立平行进近无法实施,昆明机场双跑道运行效率一直受限。

至于昆明机场为什么在符合中国民航规章及国际民航组织相关文件对独立平行进近要求情况下,依然出现TCAS RA告警,其主要原因是昆明机场标高2103米,海拔高属于高原机场,航空器在昆明机场着陆建立盲降时高度通常在3000-6000米,再加之航空器地度也较大时,相对平原机场更易触发TCAS告警。由于TCAS设备都由国外供应商提供,供应商一时也无解决方案,此问题成为了一个世界级难题。

随着EoR技术的出现及应用,EoR技术有效缓解了昆明机场双跑道独立平行进近TCAS告警问题,同时证明了RNP AR飞行程序具有航迹设置灵活、安全裕度高、节能减排效益显著及资源需求低等优势,为国内机场解决空域矛盾、净空受限及场面制约等问题提供了新的思路,针对高原TCAS告警难题探索出了一条具有高原特色的昆明方案,解决了中国高原机场运行的大问题,同时也解决了长水机场五条跑道运行的现实问题。

3、TBO飞行验证
  基于航迹的运行,也就是基于4D的飞行,如果通俗的讲就是通过预测的航空器位置,即经度、纬度和高度以及到达该点的时间,就可以提前知道航空器在接下来的时间段内的飞行航迹,空中交通管理就可依据各个航空器在未来时间段内的运行航迹,然后根据当前空中交通流量来对各个航空器进行调配,即各个航空器未来航迹中没有冲突,就允许他们按照各自现有的航迹继续运行。若某些航空器未来航迹存在冲突,则只需对这些特定的航空器进行管理控制即可。从而使得在狭小的空域均能 被合理地利用起来,即提高空域资源的利用率。

四维(Four-dimensional,4D)航迹就是在三维航迹的基础上又综合考虑了时间因素,也就是将航空器飞行的整个过程用经纬高来描述的地理位置坐标和在该位置上的时间来综合表示。那么4D航迹的预测技术确实是可以解决航空器在大流量、小间隔空域环境下飞行的有效工具。

TBO运行的关键要素包括如下几条:

1、基于时间的管理,通过调度和衡量飞过拥挤空域和拥挤航路点的飞机来帮助管理交通流量和飞行轨迹。

2、基于性能的导航(PBN),使飞机能够更准确地沿其轨迹导航,并使得决策支持工具能够提高拥挤点运行调度的可行性,也可以增加与计划的符合性。

3、可用的技术,可扩展和自动共享有关飞机轨迹的通用信息,包括全系统信息管理 (SWIM)、数据通信、增强的数据交换等。

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发布时间:2020-08-25 20:02:16

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