应急空管系统问题研究

李寰宇1，沈　华2，祝　捷1

（1.空军工程大学空管领航学院，西安　710051；2.解放军95201部队，湖南邵阳　422000）

作者简介：李寰宇（1984—），男，黑龙江哈尔滨人，讲师，博士，主要研究领域为空中交通管理，机器学习与模式识别。E-mail：lihuanyu1984@163.com

摘　要：应急空管系统是军民航空管系统应对重大突发事件的最后防线，急需军民航加强合作，深入开展相关问题研究。本文从应急空管系统运用与发展的实际需求出发，分析了当前应急空管系统的现状和存在的问题，提出了应急空管系统发展需要解决的关键技术，阐述了应急空管系统的军民融合发展应重点关注的问题，能够为我国未来空管系统整体设计提供理论参考。

关键词：应急空管；关键技术；军民融合；空管

中图分类号：V355.1　文献标识码：A

Research on Emergency Air Traffic Control System

Li Huanyu1，Shen Hua2，Zhu Jie1

（1.Air Traffic Control and Navigation Collage，Air Force Engineering University，Xi’an 710072，Shaanxi，China；2.95201troops，Shaoyang，422000，Hunan，China）

Abstract：The emergency air traffic control system is the last line of defense for the air force and civil aviation to deal with major emergencies.Air force and civil aviation need to strengthen cooperation，and to carry out in-depth study.Based on the actual development needs of the emergency air traffic control system，this paper analyzed the current situation and existing problems in emergency air traffic control first.Then the key technologies for the development of emergency air traffic control system are put forward，and the focal points of Military-Civil integration development for emergency air traffic control system are expounded.It can provide a theoretical reference for China’s future air traffic control system’s overall design.

Key words：Emergency air traffic control；Key technologies；Military-civil integration；ATC

0　引言

当今社会，突发事件不断以新的形式出现，爆发的频度和强度也不断上升[1]。空管工作作为空中保障力量，在空中救援和抢险救灾等突发任务中发挥了重要作用，但也应当看到，当正常空管系统几乎瘫痪的应急状态下，由于空管系统应急保障能力不强、应急保障规划不健全，设备配置不完备、设备保障维护不到位等问题，导致应急状态下空中管制只能采取边组织、边摸索、边总结、边完善的方法实施，不能很好地、及时地满足形势任务发展的需要[2]。在当前军民融合不断深入发展的大背景下，军民航之间的合作不断扩大，各自独立发展的模式已经不适应发展需求，应急空管系统作为空管保障的最后一道防线，对军民航管制部门完成党和国家交给的空管保障任务至关重要。因此，研究应急空管问题必须考虑军民融合因素，坚持军民协同研发，联合攻关，资源共享，补齐短板，统一建设标准，为实现军民航空管系统现代化提供强有力支撑。

1　应急空管系统的应用需求及现状

1.1　应急空管系统的应用需求

目前，我国尚未建立起完善的应急空管系统，与国外发达国家相比还存在较大差距。空管系统对通信、导航、监视技术的依赖性越来越高，如果遇到突发情况，其中任意环节一旦遭受破坏，对整个空管系统的影响是十分巨大的，甚至可能导致整个系统瘫痪，而且维修难度大[3]。因此，研发适合军民融合发展的应急空管系统十分必要。主要体现在以下四个方面：（1）应急空管系统是维护国家利益的有力保障。在应对重大突发事件时，军民航空管部门是维护国家利益最可靠的力量之一，通过确保各类人员和物资的高效、安全运送，协助其他部门完成各种保障任务。（2）现有军民航应急空管系统难以满足应急状态空管需求。我国现有的空管系统是基于平时保障国家经济建设和完成基本的战备训练要求而建设的，无法支撑应急状态下的空管运行。（3）应急空管系统作用突出。应急空管系统可以直接嵌入到军民航空管中心系统，能够协助管制员在应急状态下根据管制环境、装备性能和任务需求，合理进行空域规划，自动生成应急状态下飞行调配初步预案，对初步确定的空管实施方案进行仿真推演与优化评估。（4）应急空管系统的研究是军民融合发展的切实需求，空管领域军民航之间联系密切，合作频繁，但军民融合发展的力度、深度和广度方面仍大有空间。

1.2　应急空管系统的应用现状

目前军航管制中心只建设一套空管自动化系统，缺少备用和应急空管系统，在紧急状态下仅通过采用有线和无线通信手段互为备份，或通过配置必要的机动式应急终端和便携式通信导航设备来提高军航应急保障能力，无法满足未来应急状态下的空管保障[4，5]；民航管制中心则普遍采用“一主二备三应急”的模式，建设了主用系统和应急系统，但两套系统多同址部署，在遇到地震、火灾等重大自然灾害时，经常同时毁损，应急处置能力较弱。此外，军民航当前的空管应急系统由于独立发展的原因，在设备标准、运行模式和人员培养等因素上的差异，无法互为备用，难以实施军民航联合应急保障。因此，设计研发空管应急系统应该坚持军民融合的战略思想，统筹军民航之间的资源分配、人才建设，搭建全要素、多功能、高效益的军民融合研发平台，把军民航各自先进的技术和理念整合在一起，构建出先进的应急空管系统体系。

2　应急空管系统关键技术分析

目前，应急空管系统类型主要包括本地备援型、异地备援型和移动备援型三种，这三种类型只是在运用时机上不同，关键技术则相差不大。其关键技术主要包括应急空管空域航线规划技术、应急空管飞行调配技术、应急空管方案运行仿真与优化评估技术等。

2.1　应急空管系统空域航线规划技术

应急空管系统空域规划技术，主要是根据任务指令以及应急空管保障需求，完成对特定地区航路、航线、特殊空域的划设，并可以增加临时航线，设置空中禁区、限制区，临时调整空域结构，对应急地区原有空域容量进行评估并对空域结构进行重新划设，确保应急任务的顺利实施。该技术主要包括6个模块（见图1）：①空域容量评估模块，对应急地区空域进行容量评估，可以为应急地区空域规划提供科学依据，为应急空管空域规划系统提供理论支撑；②信息获取与处理模块，通过与全国军民航空管数据网的连接，实时采集与处理所需的各类信息；③空域航线规划模块，通过对各类数据进行融合处理，利用智能算法求解最优空域和航线；④席位显示与控制模块，能够显示发生应急事件区域及周边地区的航空地图数据，具有地图背景分层控制以及量算、测距等功能；⑤资料及信息调阅模块，具有流量、装备、通信、后勤、地理等静态资料库，以及文电、方案、训练计划、值班情况、气象信息等动态数据库，可以随时调阅；⑥系统监控与记录模块，能够自动采集、处理和显示军民航应急空管空域规划的运行状态信息，收集空域规划相关数据，以及应急空域规划完成情况等相关信息。

2.2　应急空管系统飞行调配技术

应急空管飞行调配技术主要包括飞行流量预测、预先飞行调配、动态控制和记录保存4个部分，其中飞行流量的预测对整个飞行调配起支撑作用，依据准确的飞行流量预测可以合理安排起降时间，制定科学的航线规划，让应急状态下的空管保障高效安全的运行[6]。预先飞行调配具有处理飞行计划、绘制航路航线、分析飞行冲突和调整航路航线的功能。动态控制技术可以帮助管制员按照飞行安全间隔规定，对航空器在横向、纵向、垂直方向上的飞行间隔进行调整，解决飞行冲突，保证飞行安全。记录保存主要是对值班和训练过程中产生的数据进行保存，应急状态解除后对所记录的数据及语音进行重演，用于事后分析讲评，以提高突发事件空管应急处置能力，总结经验教训。

2.3　应急空管系统方案运行仿真与优化评估技术

应急空管系统方案运行仿真与优化评估技术对飞行调配中生成的应急方案进行模拟仿真，通过评估系统对方案进行评估优化，确保空管保障方案的可行性、科学性。应急状态下的空中管制具有飞行调配难、动态监控难、管制指挥难、专机保障难和应变处置难等特点，应急空管保障方案确定后，应根据应急状态下的空中管制保障特点、工作流程、注意事项，采取定性与定量相结合的方法，对保障方案进行优化评估，以确保应急空管保障任务顺利完成[7]。其应急空管保障方法的优化评估流程可参考图2。

3　应急空管系统的军民融合发展

应急空管系统具有典型的军民融合特色，是军民航空管系统共同保障重大应急任务的需要，也是军民航空管系统应对未知重大事件的最后防线，必须紧密结合我国国情，把握军民融合发展战略的实质，以军民融合思想创新设计理念，以军民融合技术支撑系统研发，建立科学有效、全面合理且具有前瞻性的应急空管系统[9，10]。

应急空管系统的军民融合发展应注重以下三个方面：①应急空管系统的技术指标和系统兼容性必须都满足军民航空管系统，可以在应急状态下实现军民航对接，实现军民航共同保障重大突发事件的空管运行，同时军民航应急空管系统可以互为备份[8]；②对军民航管制人员进行联合培训，加强应急状态下的联合演练，避免出现因为人为原因造成重大突发任务的空管保障失利，进行军民航管制人员的联合培训也是空管领域军民深度融合发展重要体现；③完善健全符合军民融合战略的应急空管法规、应急管理机制，规范军民航空管应急处置工作，确保空管应急处置行动和系统建设的顺利进行。在国家层面上制定空管领域的基础性应急法律法规，有助于明确军民航空管部门应急处置行动责权，提升效率；有助于我国军民航空管应急处置工作走向正规化、标准化。

4　结束语

应急空管系统军民融合发展是全面落实党中央军民融合战略的具体行动，是实现我国从航空大国向航空强国跨越的重要基石，为建设现代化空管系统提供强有力的支撑。本文从应急空管系统发展的需求出发，分析应急空管系统现状及存在的问题，得出应急空管系统的军民融合发展是未来空管保障发展的必然趋势，由此提出建设完善应急空管系统需要解决的关键技术，从技术创新、人员培养和法律制定三个角度阐述了应急空管系统的军民融合发展所重点关注的地方；最后认为，应急空管系统的军民融合发展是空管建设的一次重要契机，加快了空管技术、机制、标准改革创新的步伐，有效提升了当前空域利用效率与空域保障能力，给我国未来空管系统整体设计提供理论参考。

参考文献

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[2]陈智芳.空管系统效能评估与设备保障规划[D].南京：南京航空航天大学，2010

[3]高浩然.基于空管应急响应的空域移交研究[D].天津：中国民用航空飞行学院，2011

[4]He Xin Chen Yaqing Gao Haoran etc，An evaluation model for air traffic controllers based on fuzzy conversion ISKE 2010，Information conference on Intelligent system and knowledge engineering[C].Nov，15-16，2010

[5]Federal aviation administration flight operation quality assurance[EB/OL].http：//www.Faa Gov/about/initiatives/atos/air carrier/foqa

[6]张云纬.空管设备应急能力评估和应急保障规划的研究[D].南京：南京航空航天大学学报，2011

[7]宋才胜，曾熠.基于Petri网的通信网可靠性[J].计算机仿真，2004，21（8）98-101

[8]高毅.新一代民航空管应急通讯系统研究与实现[D].成都：电子科技大学，2010

[9]杨志瑞.深入贯彻落实军民融合发展战略开启中国空管建设发展新时代[J].中国空管，2018，5（3）：10-12

[10]郑元林.推进军航深度融合发展的思考建议[J].中国空管，2018，3（2）：4-7