主干航路拥堵风险影响因素分析

主干航路拥堵风险影响因素分析

周乾骏

民航华东地区空中交通管理局上海200335

摘要：本文以证据理论为基础，本文提出的以证据理论为基础的主干航路拥堵风险预测方法，着重研究主干航路拥堵风险影响因素，对于提前预测主干航路的拥堵情况，帮助管制员与飞行员及时确定绕飞方案，减少航路拥堵，提高安全性有着重要意义。

关键词：主干航路；拥堵风险；预测

引言

随着中国社会经济的高速发展和民航领域的技术革新，航班量急剧增长。特别在一些大城市，空中航路严重交通拥堵渐趋常态。尤其是在北京，上海，广州这三大管制区，拥堵现象在飞行高峰期出现。主干航路的过于拥堵，导致空域繁忙，空中飞行量过于集中，管制员的负荷也随之加大。可见，航路拥堵现象的频繁发生，对航班的正常性、安全性都产生了较大的影响。空中主干航路的日益拥堵，更是抑制了我国民航业的高速发展。导致了大量的交通需求被抑制，拖累了民航继续高速发展的步伐。综上所述，拥堵现象成为制约民航发展的突出问题，迫切需要快速、全面了解交通拥堵风险，并研究预测的方法，使得能够对主干航路的拥堵有预见性的解决。

一主干航路拥堵风险分析研究基础

为了设计主干航路拥堵风险预测算法、建立相关模型，首先，我们需要先了解主干航路拥堵风险预测所涉及的相关概念，即研究的基础理论。在经济快速发展的背景下，我国民航业也得到了迅速发展。目前，我国为了保障航空器安全高效的飞行，建立了主干航路、区域干线和支线三个层次的航路网。包括国际航路和国内干线航路。国际航路从我国大型城市北上广出发辐射到北美、欧洲、东南亚和日韩等主要国家和地区。国内干线贯通几大重要枢纽机场，国内支线航路联通我国各个地区。

其中，主干航路网在我国空域航路网络中起着重要作用：运行着65%的飞行流量，但却仅仅是我国航段距离的30%。以首都机场为例，从其辐射的主干航路主要有：京沪方向的A593;京广方向的A461;飞往日韩的A326;京昆方向的G212等。

然而随着民航运输业的快速发展，空中交通流量也迅猛增长，现行的航路网络布局已渐渐不能满足现有需求，逐步暴露出结构性的缺陷：结构直接单一，航路容量易饱和，一些重要交通流量方向间未设置直通航路。故在我国的主干航路上，经常会发生拥堵的问题。所以，掌握主干航路拥堵风险的预测方法，对我国民航业有很大的贡献和实际意义。

二主干航路拥堵风险的背景

主干航路的拥堵现象的发生，可能是由许多原因导致的。比如空中交通管理方面、交通流量控制方面、恶劣天气条件等因素。但这些可能导致主干航路拥堵的因素却也不是必然条件，这就涉及到了风险分析问题。所以，下面我们就逐步分析下这些与主干航路拥堵风险预测有关的背景知识。

2.1空中交通管理

航空器在空中飞行时，无法确切掌握与了解其他航空器的动态与方位，所以建立有效的空中规则是十分必要的。空中交通管理就应运而生。空中交通管理的任务是有效的维护与促进空中交通安全，维持空中交通运行秩序，保障空中交通安全畅通。空中交通管理又分为空中交通服务，空中交通流量管理和空域管理三大主要组成部分。

2.2空中交通流量管理

空中交通流量管理的主要目的是在需要和预期需要超过空中交通管制（ATC）系统的可用容量期间内，为空中交通安全、有序和流量的加速提供服务，确保最大限度地利用ATC容量，保证空中交通最佳地流向或通过这些区域，为飞机运营者提供及时、精确的信息以规划和实施一种经济的空中运输，以尽可能准确地预报飞行情报而减少延误。

在实际飞行中，为防止和纠正在航路、机场区域内出现航空器过度集中超过规定限额的现象出现，必须对航空器的运行采取适当控制措施。它分为三种控制：（1）先期流量控制，指在制定航班班期时刻表时和飞行前一日对非定期航班的飞行时刻安排时进行的限制和调整；

（2）飞行前流量控制，是在航空器起飞前，采用临时调整航空器起飞时间的办法，使航空器与航空器之间的飞行间隔符合管制规定；

（3）实时流量控制，是指航空器在飞行过程中，空中交通管制部门采取要求飞机在某地盘旋等待，改变飞行航线和飞行高度，调整飞行速度等措施，使航空器之间的横向、侧向和高度间隔符合规定标准，从而安全、有秩序地运行[24]。

2.3风险

主干航路拥堵的这个现象不是必然事件，但也不是偶然事件，而是一个风险概率事件，在一定的影响因素的作用下，会导致拥堵事件发生的概率增大。所以，若要研究主干航路拥堵现象，首先要了解风险管理的相关内容。

三主干航路拥堵风险影响因素分析

造成我国主干航路拥堵的原因又很多，下面，我们就具体定性的来一一分析与总结。

导致航路拥堵风险的因素可以被分为两部分。一部分因素是固有的潜在因素。另一部分则是具有不确定性发生概率的随机因素。

(1)潜在因素

①空域因素；因为我国最初划设空域航路时，飞行流量较少，对航路和航线的设计与数量的多少没有太多的要求。但随着改革开放，经济飞速发展，带动着民航业也日益兴盛。现在的飞行流量是当初规划航路时流量的几十倍。所以，直接且单一的飞行航路已难以负担现有的飞行任务。空域结构的不合理具体体现在：枢纽机场间来往只有单一的一条航路；新增加的航线由于原有航路的限制与空域的限制设计的并不是十分合理，使得航路飞行并不十分顺畅。这些都增大了主干航路拥堵的风险。

②管理制度因素：我国空域管理运行的是以军方主导的空域管制体制，是上世纪50年代就确立并沿袭至今。民航班机和运输机只有在向空军申请后，才能获得部分固定航路和航线。并且，现在的空域中，有70%的空域资源在军航的掌控之下，民航只有30%的空域的管理权限。每当有特殊的情况例如天气情况，需要民航班机绕飞时，若使用空域的申请得不到同意或是长时间内得不到同意的回复时，就会造成部分航路的大面积拥堵。

③高度层因素：我国的飞行高度层虽然从600米就开始划设，但实际上低空空域确是一直没有正式开始使用的。低空空域即是通用航空活动的主要区域。低空空域未开放，使得我国的一些通用航空也只得跟民航客机一样飞行在高空空域，不仅浪费了许多宝贵的空域资源，还大大加大了高空主干航路的飞行流量。

(2)随机因素

①天气因素：在飞机空中飞行时，处于安全角度考虑，有许多的恶劣气象状况是需要飞机进行绕飞来躲避的。例如夏季高发的雷暴，会严重干扰通讯设备，甚至会暂时中断通信联络。雷暴产生的强降水、猛烈的上升与下降气流、雷电等都会都掌控飞机带来很大的困难。所以，当飞机绕飞来躲避恶劣天气时，就会造成附近航路的拥堵，给管制员的调配也带来了很大的困难。

②环境因素：有些外部的环境因素也会使主干航路的拥堵风险增大。例如，某一主干航路上的枢纽机场有突发状况需要临时关闭，或是一条或多条跑道临时关闭，到飞机数量多到一定程度后，进近管制员能接收飞机的数量会大幅减少，则会导致主干航路上飞机的积压，使得出现拥堵问题。

③人为因素：人为因素出现问题时，也会对主干航路的交通流量产生一定的影响。

④设备因素：现在我国除了西藏等个别地区还在使用程序管制外，其他大部分地区都已普及了雷达管制技术。所以，现行的管制指挥十分依赖于雷达电子设备。一旦雷达设备失效，将会给管制指挥带来很大的不便和困难，会严重降低管制指挥的效率，雷达间隔也不再适用，会被拉大成目视间隔。这些都必将造成主干航路上的航空器的拥堵。

结论

提前预测主干航路拥堵的风险，则可以让管制员和飞行员提前规划绕飞拥堵区域的路线，做好预案，减少因航路拥堵对旅客及工作人员带来的不便。主干航路拥堵风险预测理论，通过帮助解决主干航路的拥堵问题，进而可以缓解航班的延误和等待现象，提高航空运输的经济效益。