引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，航空運(yùn)輸進(jìn)入了高速發(fā)展階段。航空運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展使國內(nèi)現(xiàn)行空中交通流量管理系統(tǒng)發(fā)展滯后的問題逐漸顯現(xiàn)出來。在我國民航空管“十二五”規(guī)劃中，已經(jīng)正式將空中交通流量管理系統(tǒng)列入建設(shè)項(xiàng)目之中。因此，在充分調(diào)研國內(nèi)外現(xiàn)有流量管理系統(tǒng)的功能及狀況的基礎(chǔ)上,對(duì)空中交通流量管理系統(tǒng)效果評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行研究，對(duì)于建設(shè)我國自己的空中交通流量管理系統(tǒng)具有很大的參考價(jià)值。同時(shí),國內(nèi)對(duì)于空中交通流量管理系統(tǒng)的需求將會(huì)隨著航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展顯得越來越迫切。本文結(jié)合我國實(shí)際，并借鑒了國外相關(guān)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)比我國空中交通流量管理系統(tǒng)，分析了其現(xiàn)狀及存在的問題，歸納出我國空中交通流量管理效果的各個(gè)指標(biāo)，以期完善我國空中交通流量管理系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化流量，提高空域利用率的目標(biāo)。

1空中交通流量管理系統(tǒng)現(xiàn)狀

空中交通流量管理系統(tǒng)的概念產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代，是在航空運(yùn)輸事業(yè)迅猛發(fā)展致使空中交通管制系統(tǒng)不能適應(yīng)航空運(yùn)輸需求的情況下，首先由美國等航空發(fā)達(dá)國家提出的。系統(tǒng)最初是為了緩解局部航運(yùn)阻塞而設(shè)計(jì)和開發(fā)的專用系統(tǒng)，狀況與我國現(xiàn)在相似。經(jīng)過80年代、90年代和本世紀(jì)初幾年來的發(fā)展，已經(jīng)成為空中交通管理系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分。我國空中交通流量與國際上航空大國相比相差甚遠(yuǎn)，同時(shí)，我國的空中交通管制技術(shù)手段也比較落后，為了全部實(shí)現(xiàn)雷達(dá)管制，在北京、上海、廣州等國際機(jī)場，往往出現(xiàn)因飛機(jī)在某一時(shí)間和地段過于集中的情況，需要采取流量控制手段，以疏散空中交通量。目前，我國空中交通流量管理系統(tǒng)存在的主要問題:一是缺乏專門的空中交通流量管理機(jī)構(gòu)；二是實(shí)施流量管理的自動(dòng)化程序不高；三是管理規(guī)章需要進(jìn)一步健全。

2建立空中交通流量管理系統(tǒng)效果評(píng)估指標(biāo)的意義

建立空中交通流量管理系統(tǒng)效果評(píng)估指標(biāo)能夠?qū)罩薪煌髁抗芾硐到y(tǒng)進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)和有效的評(píng)估，使運(yùn)營主管部門了解自己的優(yōu)勢和劣勢，從而有的放矢地加以改進(jìn)。在我國，目前國內(nèi)的空中交通快速發(fā)展，但空中交通流量管理的研究卻十分不足和薄弱，空中交通流量管理系統(tǒng)面臨著重大挑戰(zhàn)。針對(duì)上述存在的各種問題和弊端，有必要設(shè)置有關(guān)空中交通流量管理系統(tǒng)效果的評(píng)估指標(biāo)，對(duì)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行空中交通流量管理系統(tǒng)效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，這對(duì)于提高空中交通流量，減少航班延誤，與國際順利接軌等，都具有重要的意義。

3流量管理系統(tǒng)效果評(píng)估指標(biāo)分析

評(píng)價(jià)一個(gè)空中交通流量管理系統(tǒng)是否“高效”，就是看該系統(tǒng)能否在最小的交通生產(chǎn)資源投入的情況下，最大程度地實(shí)現(xiàn)其管理效果。雖然空中交通流量管理的評(píng)價(jià)內(nèi)容涉及很多方面，但從空中交通流量管理系統(tǒng)的發(fā)展看，該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有以下基本的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：

第一是最小交通需求標(biāo)準(zhǔn)。通過科學(xué)的空中交通布局和規(guī)劃，使得維持空中交通與空域管理所需的交通需求最小(或較小)。

第二是最佳服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。空中交通流量管理系統(tǒng)(包括管理制度)能夠使各種交通需求得到最大限度的滿足。

第三是最小環(huán)境影響標(biāo)準(zhǔn)。即空中交通環(huán)境對(duì)人的生存環(huán)境和活動(dòng)的影響和干擾最小(或較小)。

3.1交通需求評(píng)估指標(biāo)

使用交通需求這一指標(biāo)對(duì)空中交通流量管理系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，能夠?qū)ξ磥砜罩薪煌髁抗芾硐到y(tǒng)進(jìn)行需求預(yù)測，而需求預(yù)測是系統(tǒng)在規(guī)劃過程中確定所需設(shè)施及其規(guī)模和時(shí)間的必要環(huán)節(jié)，也是在評(píng)價(jià)資金收入和回收及進(jìn)行成本-效益分析所必需的依據(jù)之一。同時(shí)，評(píng)估交通需求可以為空管單位的戰(zhàn)略流量管理以及航空公司的運(yùn)營管理提供數(shù)據(jù)參考，從而達(dá)到提高整體服務(wù)水平及經(jīng)濟(jì)效益的目的。所以，用交通需求來評(píng)估空中交通流量管理系統(tǒng)的效果是非常有戰(zhàn)略意義的。

圖1所示為歐洲實(shí)施流量管理機(jī)構(gòu)中央流量管理單元(CentralFlowManagementUnit，CFMU)的日常交通量。

圖1CFMU日常交通量

從圖1可以看出，年平均交通量總體成上升趨勢，而月平均在下半年成下降趨勢。一月中交通最繁忙是每月中旬，一年中最繁忙是6月末，9月初，其峰值也會(huì)因地區(qū)不同而變化。年平均交通增長率為5%?6%,平均季變化率約為17%。根據(jù)這些統(tǒng)計(jì)可以為交通需求預(yù)測提供依據(jù)，特別是在繁忙時(shí)間，可以科學(xué)地根據(jù)交通需求增加航班架次。根據(jù)上述統(tǒng)計(jì),預(yù)測交通需求，為航空公司制定航班計(jì)劃以及戰(zhàn)略流量管理提供數(shù)據(jù)參考。

3.2航班延誤評(píng)估指標(biāo)

航班延誤是指在班期時(shí)刻表公布的離站時(shí)間后15分鐘(北京、上海、廣州、深圳25分鐘)之內(nèi)仍未起飛的航班，或者是在班期時(shí)刻公布的到達(dá)時(shí)間未打開艙門的航班。影響航班延誤的主要因素有以下幾種：

航空承運(yùn)人原因?qū)е碌暮桨嘌诱`；

飛機(jī)執(zhí)行的上一航班晚到導(dǎo)致的航班延誤；

安檢原因?qū)е碌暮桨嘌诱`；

國家航空體系原因?qū)е碌暮桨嘌诱`；

惡劣天氣原因?qū)е碌暮桨嘌诱`。

表1所列是美國FAA對(duì)2010年1—6月份全美范圍內(nèi)航班延誤狀況的簡要統(tǒng)計(jì)。從中可以看出，除了由于航空公司自身原因(例如機(jī)票超售、飛機(jī)運(yùn)力調(diào)配、飛機(jī)機(jī)械故障等)造成航班延誤外，惡劣天氣原因、國家航空體系(NAS)中存在的問題、安檢因素、飛機(jī)所執(zhí)行的上一航班延遲抵達(dá)等因素均是導(dǎo)致航班延誤的重要原因。就嚴(yán)重程度而言，NAS中所存在的諸多問題更是導(dǎo)致航班延誤的首要因素。這表明，航班延誤的解決方案屬于“一攬子方案”，需要綜合地加以解決。

表12010年1—6月份美國主要航空公司航班延誤情況

航空延誤的重要原因之一就是現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施(如機(jī)場跑道、候機(jī)樓等設(shè)施）的增長速度大大落后于運(yùn)輸量的快速增長。世界主要機(jī)場航班延誤日趨嚴(yán)重的背景之一即是航空公司對(duì)機(jī)場設(shè)施的需求接近或超過機(jī)場自身的容量。

在導(dǎo)致航班延誤的幾種主要原因中，惡劣天氣原因所導(dǎo)致的延誤難以避免，而由于飛機(jī)執(zhí)行的上一個(gè)航班延遲抵達(dá)所導(dǎo)致的延誤并不能單獨(dú)構(gòu)成一種原因。安檢原因所占比重不大，而且在美國“911”事件后，航空安全考慮凸顯的情況下,也難以通過降低安檢流程或標(biāo)準(zhǔn)的方式來減少航班延誤。

這樣，減少航班延誤的努力主要集中在減少航空公司自身原因和整個(gè)航空體系中存在問題所導(dǎo)致的延誤。前者可以通過促使航空公司改善其經(jīng)營管理來減除，而后者則需要航空公司間以及航空公司與機(jī)場、空管等機(jī)構(gòu)間更為順暢的協(xié)調(diào)機(jī)制加以解決。因此，解決航班延誤，一方面要促使航空公司主動(dòng)地采取措施來減少航班延誤；另一方面，要有效提高各方的協(xié)調(diào)性，以系統(tǒng)地解決整個(gè)航空體系中存在的問題。其主要方法是：

（1）需要將經(jīng)濟(jì)、法律手段作為一種主要的方式來使用，但其使用過程中，不僅要考慮一些制度性因素的影響，還需要注重技術(shù)上的支持（如航班延誤性質(zhì)和程度的界定）;

（2）在市場化的大背景之下，結(jié)合民航業(yè)自身的經(jīng)營特點(diǎn)和中國民航業(yè)特定發(fā)展階段的特點(diǎn)，同時(shí)考慮到機(jī)場多是屬于公共產(chǎn)品的定位，行政手段的應(yīng)用仍具有一定的使用空間；

（3）此外，還應(yīng)借助其他的一系列配套措施（如建立完善的信息系統(tǒng)、通過擴(kuò)建或修建第二機(jī)場來提高繁忙的機(jī)場容量、改進(jìn)現(xiàn)有工作流程等）改善航班運(yùn)營的整體環(huán)境，從長遠(yuǎn)的角度減少航班延誤現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3機(jī)場容量評(píng)估指標(biāo)

機(jī)場容量評(píng)估是空中交通流量管理的關(guān)鍵技術(shù)之一，跑道容量是決定機(jī)場容量最為重要的因素。在機(jī)場容量的評(píng)估過程中，跑道作為機(jī)場中最容易形成瓶頸的子系統(tǒng)，往往決定了整個(gè)機(jī)場的容量水平。

機(jī)場容量是指機(jī)場處理一定交通（需求）業(yè)務(wù)量的能力。也即機(jī)場系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)施在一定時(shí)間段（通常為1h，也可為1年或1天）通過不同運(yùn)輸對(duì)象（飛機(jī)、旅客、貨物等）的最大能力，稱為容量或最大容量。

3.3.1容量與延誤關(guān)系

為實(shí)現(xiàn)最大容量，必須對(duì)該設(shè)施連續(xù)不斷地供應(yīng)均衡的運(yùn)輸對(duì)象。由于運(yùn)輸要求的變化和波動(dòng)，實(shí)際上很難達(dá)到這一點(diǎn)，因此，在運(yùn)輸需求量接近極限容量時(shí)，運(yùn)輸對(duì)象必然會(huì)因等待通過而出現(xiàn)延誤。需求量越接近最大容量，平均延誤時(shí)間越大。延誤造成經(jīng)濟(jì)損失，延誤多少也反映了服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量。依據(jù)某個(gè)可接受的服務(wù)水平，也即某個(gè)相應(yīng)的可容許的平均延誤時(shí)間所確定的容量，稱作實(shí)際容量。圖2所示是容量與延誤的關(guān)系曲線。

圖 2 容量與延誤的關(guān)系

由圖2可知，延誤不是僅僅發(fā)生在容量極限時(shí)的一種現(xiàn)象。一些延誤在機(jī)場遠(yuǎn)沒有達(dá)到容量極限之前就已經(jīng)出現(xiàn)，并且隨著需求的增長，延誤呈指數(shù)增長。

容量是不能超越的一個(gè)極限，否則運(yùn)行將受到限制。在流量管理時(shí)考慮機(jī)場容量限制，意味著在一個(gè)連續(xù)的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入系統(tǒng)接受服務(wù)的飛機(jī)數(shù)量，必須要小于系統(tǒng)在這個(gè)時(shí)間段可以提供的服務(wù)數(shù)量。這樣考慮問題的方式比較符合空域使用的實(shí)際情況?？沼蛸Y源和人力資源的使用應(yīng)盡量匹配,否則會(huì)造成空域資源和人力資源的浪費(fèi)。

不同機(jī)場的跑道數(shù)量、跑道構(gòu)型以及跑道的功能都大不相同。有的小型機(jī)場只有一條單一的跑道,有的機(jī)場跑道相互平行,而且還有的機(jī)場存在著跑道相互交叉的情況。在功能上，有的跑道只用于起飛,有的只用于降落,而有的跑道可以混合使用。跑道的構(gòu)型及其功能也直接影響了跑道的容量限制，從而也影響了機(jī)場的容量限制。

3.3.2計(jì)算方法

假如定義r為系統(tǒng)在從放行第一架飛機(jī)到放行第二架飛機(jī)之間所需要的時(shí)間，C為r的平均值。

式中，C為每種飛機(jī)與前面一種飛機(jī)進(jìn)入終端區(qū)的時(shí)間間隔,Pj為這樣的飛機(jī)對(duì)在整個(gè)飛機(jī)流中出現(xiàn)的概率。這樣，其客觀容量C可以用下式來求解：

3.3.3容量指標(biāo)的作用

空中交通容量的估計(jì)對(duì)空中交通流量管理系統(tǒng)具有非常重要的作用。一方面，飛行流量的快速增加，現(xiàn)有空域容量的嚴(yán)重不足，再加上導(dǎo)航設(shè)施及技術(shù)水平的落后，空中交通的瓶頸現(xiàn)象已變得十分嚴(yán)重?？展懿块T實(shí)施的流量控制已難以解決航班的大量延誤，因此，基于系統(tǒng)全局優(yōu)化的空中交通流量管理(AirTrafficFlowManagement，ATFM)方法日益得到了重視。而空中交通容量的研究是流量管理的基礎(chǔ)和前提，因此,對(duì)空中交通容量的研究就顯得十分必要。另一方面，這也是空中交通管制主管部門制訂有關(guān)空管規(guī)章，合理計(jì)劃與布局空管保障系統(tǒng)設(shè)備，優(yōu)化配置管制席位和空域規(guī)劃的依據(jù)之一。因此，對(duì)管制區(qū)的容量問題的研究在理論和實(shí)際應(yīng)用方面均具有重要的意義。

4結(jié)語

空中交通流量管理是空中交通管理的重要組成部分，它對(duì)保障空中交通的安全、減少飛機(jī)延誤等待的時(shí)間、減少飛行沖突、增大空中交通容量以及實(shí)現(xiàn)空中交通資源的高效利用等都有著非常重要的作用。本文根據(jù)空中交通流量管理系統(tǒng)及與其相關(guān)系統(tǒng)(如航空運(yùn)輸生產(chǎn)系統(tǒng)等)的特點(diǎn)，選取了交通需求、航班延誤、機(jī)場容量等三個(gè)評(píng)估指標(biāo)，分別從含義、統(tǒng)計(jì)方法、計(jì)算方法、解決方案及意義等不同角度進(jìn)行了重點(diǎn)分析和研究，并且進(jìn)行了空中交通流量管理系統(tǒng)效果評(píng)估指標(biāo)的研究。這對(duì)于我們科學(xué)客觀地評(píng)價(jià)我國空中交通流量管理體系，對(duì)于空中交通流量管理系統(tǒng)的現(xiàn)代化建設(shè)，對(duì)于我國空中交通流量管理事業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)民航事業(yè)的發(fā)展等都具有十分重要的意義。

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