應(yīng)急空管系統(tǒng)問題研究

李寰宇1，沈　華2，祝　捷1

（1.空軍工程大學(xué)空管領(lǐng)航學(xué)院，西安　710051；2.解放軍95201部隊，湖南邵陽　422000）

作者簡介：李寰宇（1984—），男，黑龍江哈爾濱人，講師，博士，主要研究領(lǐng)域為空中交通管理，機器學(xué)習(xí)與模式識別。E-mail：lihuanyu1984@163.com

摘　要：應(yīng)急空管系統(tǒng)是軍民航空管系統(tǒng)應(yīng)對重大突發(fā)事件的最后防線，急需軍民航加強合作，深入開展相關(guān)問題研究。本文從應(yīng)急空管系統(tǒng)運用與發(fā)展的實際需求出發(fā)，分析了當前應(yīng)急空管系統(tǒng)的現(xiàn)狀和存在的問題，提出了應(yīng)急空管系統(tǒng)發(fā)展需要解決的關(guān)鍵技術(shù)，闡述了應(yīng)急空管系統(tǒng)的軍民融合發(fā)展應(yīng)重點關(guān)注的問題，能夠為我國未來空管系統(tǒng)整體設(shè)計提供理論參考。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急空管；關(guān)鍵技術(shù)；軍民融合；空管

中圖分類號：V355.1　文獻標識碼：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

當今社會，突發(fā)事件不斷以新的形式出現(xiàn)，爆發(fā)的頻度和強度也不斷上升[1]。空管工作作為空中保障力量，在空中救援和搶險救災(zāi)等突發(fā)任務(wù)中發(fā)揮了重要作用，但也應(yīng)當看到，當正常空管系統(tǒng)幾乎癱瘓的應(yīng)急狀態(tài)下，由于空管系統(tǒng)應(yīng)急保障能力不強、應(yīng)急保障規(guī)劃不健全，設(shè)備配置不完備、設(shè)備保障維護不到位等問題，導(dǎo)致應(yīng)急狀態(tài)下空中管制只能采取邊組織、邊摸索、邊總結(jié)、邊完善的方法實施，不能很好地、及時地滿足形勢任務(wù)發(fā)展的需要[2]。在當前軍民融合不斷深入發(fā)展的大背景下，軍民航之間的合作不斷擴大，各自獨立發(fā)展的模式已經(jīng)不適應(yīng)發(fā)展需求，應(yīng)急空管系統(tǒng)作為空管保障的最后一道防線，對軍民航管制部門完成黨和國家交給的空管保障任務(wù)至關(guān)重要。因此，研究應(yīng)急空管問題必須考慮軍民融合因素，堅持軍民協(xié)同研發(fā)，聯(lián)合攻關(guān)，資源共享，補齊短板，統(tǒng)一建設(shè)標準，為實現(xiàn)軍民航空管系統(tǒng)現(xiàn)代化提供強有力支撐。

1　應(yīng)急空管系統(tǒng)的應(yīng)用需求及現(xiàn)狀

1.1　應(yīng)急空管系統(tǒng)的應(yīng)用需求

目前，我國尚未建立起完善的應(yīng)急空管系統(tǒng)，與國外發(fā)達國家相比還存在較大差距。空管系統(tǒng)對通信、導(dǎo)航、監(jiān)視技術(shù)的依賴性越來越高，如果遇到突發(fā)情況，其中任意環(huán)節(jié)一旦遭受破壞，對整個空管系統(tǒng)的影響是十分巨大的，甚至可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓，而且維修難度大[3]。因此，研發(fā)適合軍民融合發(fā)展的應(yīng)急空管系統(tǒng)十分必要。主要體現(xiàn)在以下四個方面：（1）應(yīng)急空管系統(tǒng)是維護國家利益的有力保障。在應(yīng)對重大突發(fā)事件時，軍民航空管部門是維護國家利益最可靠的力量之一，通過確保各類人員和物資的高效、安全運送，協(xié)助其他部門完成各種保障任務(wù)。（2）現(xiàn)有軍民航應(yīng)急空管系統(tǒng)難以滿足應(yīng)急狀態(tài)空管需求。我國現(xiàn)有的空管系統(tǒng)是基于平時保障國家經(jīng)濟建設(shè)和完成基本的戰(zhàn)備訓(xùn)練要求而建設(shè)的，無法支撐應(yīng)急狀態(tài)下的空管運行。（3）應(yīng)急空管系統(tǒng)作用突出。應(yīng)急空管系統(tǒng)可以直接嵌入到軍民航空管中心系統(tǒng)，能夠協(xié)助管制員在應(yīng)急狀態(tài)下根據(jù)管制環(huán)境、裝備性能和任務(wù)需求，合理進行空域規(guī)劃，自動生成應(yīng)急狀態(tài)下飛行調(diào)配初步預(yù)案，對初步確定的空管實施方案進行仿真推演與優(yōu)化評估。（4）應(yīng)急空管系統(tǒng)的研究是軍民融合發(fā)展的切實需求，空管領(lǐng)域軍民航之間聯(lián)系密切，合作頻繁，但軍民融合發(fā)展的力度、深度和廣度方面仍大有空間。

1.2　應(yīng)急空管系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前軍航管制中心只建設(shè)一套空管自動化系統(tǒng)，缺少備用和應(yīng)急空管系統(tǒng)，在緊急狀態(tài)下僅通過采用有線和無線通信手段互為備份，或通過配置必要的機動式應(yīng)急終端和便攜式通信導(dǎo)航設(shè)備來提高軍航應(yīng)急保障能力，無法滿足未來應(yīng)急狀態(tài)下的空管保障[4，5]；民航管制中心則普遍采用“一主二備三應(yīng)急”的模式，建設(shè)了主用系統(tǒng)和應(yīng)急系統(tǒng)，但兩套系統(tǒng)多同址部署，在遇到地震、火災(zāi)等重大自然災(zāi)害時，經(jīng)常同時毀損，應(yīng)急處置能力較弱。此外，軍民航當前的空管應(yīng)急系統(tǒng)由于獨立發(fā)展的原因，在設(shè)備標準、運行模式和人員培養(yǎng)等因素上的差異，無法互為備用，難以實施軍民航聯(lián)合應(yīng)急保障。因此，設(shè)計研發(fā)空管應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)該堅持軍民融合的戰(zhàn)略思想，統(tǒng)籌軍民航之間的資源分配、人才建設(shè)，搭建全要素、多功能、高效益的軍民融合研發(fā)平臺，把軍民航各自先進的技術(shù)和理念整合在一起，構(gòu)建出先進的應(yīng)急空管系統(tǒng)體系。

2　應(yīng)急空管系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

目前，應(yīng)急空管系統(tǒng)類型主要包括本地備援型、異地備援型和移動備援型三種，這三種類型只是在運用時機上不同，關(guān)鍵技術(shù)則相差不大。其關(guān)鍵技術(shù)主要包括應(yīng)急空管空域航線規(guī)劃技術(shù)、應(yīng)急空管飛行調(diào)配技術(shù)、應(yīng)急空管方案運行仿真與優(yōu)化評估技術(shù)等。

2.1　應(yīng)急空管系統(tǒng)空域航線規(guī)劃技術(shù)

應(yīng)急空管系統(tǒng)空域規(guī)劃技術(shù)，主要是根據(jù)任務(wù)指令以及應(yīng)急空管保障需求，完成對特定地區(qū)航路、航線、特殊空域的劃設(shè)，并可以增加臨時航線，設(shè)置空中禁區(qū)、限制區(qū)，臨時調(diào)整空域結(jié)構(gòu)，對應(yīng)急地區(qū)原有空域容量進行評估并對空域結(jié)構(gòu)進行重新劃設(shè)，確保應(yīng)急任務(wù)的順利實施。該技術(shù)主要包括6個模塊（見圖1）：①空域容量評估模塊，對應(yīng)急地區(qū)空域進行容量評估，可以為應(yīng)急地區(qū)空域規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)，為應(yīng)急空管空域規(guī)劃系統(tǒng)提供理論支撐；②信息獲取與處理模塊，通過與全國軍民航空管數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接，實時采集與處理所需的各類信息；③空域航線規(guī)劃模塊，通過對各類數(shù)據(jù)進行融合處理，利用智能算法求解最優(yōu)空域和航線；④席位顯示與控制模塊，能夠顯示發(fā)生應(yīng)急事件區(qū)域及周邊地區(qū)的航空地圖數(shù)據(jù)，具有地圖背景分層控制以及量算、測距等功能；⑤資料及信息調(diào)閱模塊，具有流量、裝備、通信、后勤、地理等靜態(tài)資料庫，以及文電、方案、訓(xùn)練計劃、值班情況、氣象信息等動態(tài)數(shù)據(jù)庫，可以隨時調(diào)閱；⑥系統(tǒng)監(jiān)控與記錄模塊，能夠自動采集、處理和顯示軍民航應(yīng)急空管空域規(guī)劃的運行狀態(tài)信息，收集空域規(guī)劃相關(guān)數(shù)據(jù)，以及應(yīng)急空域規(guī)劃完成情況等相關(guān)信息。

2.2　應(yīng)急空管系統(tǒng)飛行調(diào)配技術(shù)

應(yīng)急空管飛行調(diào)配技術(shù)主要包括飛行流量預(yù)測、預(yù)先飛行調(diào)配、動態(tài)控制和記錄保存4個部分，其中飛行流量的預(yù)測對整個飛行調(diào)配起支撐作用，依據(jù)準確的飛行流量預(yù)測可以合理安排起降時間，制定科學(xué)的航線規(guī)劃，讓應(yīng)急狀態(tài)下的空管保障高效安全的運行[6]。預(yù)先飛行調(diào)配具有處理飛行計劃、繪制航路航線、分析飛行沖突和調(diào)整航路航線的功能。動態(tài)控制技術(shù)可以幫助管制員按照飛行安全間隔規(guī)定，對航空器在橫向、縱向、垂直方向上的飛行間隔進行調(diào)整，解決飛行沖突，保證飛行安全。記錄保存主要是對值班和訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行保存，應(yīng)急狀態(tài)解除后對所記錄的數(shù)據(jù)及語音進行重演，用于事后分析講評，以提高突發(fā)事件空管應(yīng)急處置能力，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。

2.3　應(yīng)急空管系統(tǒng)方案運行仿真與優(yōu)化評估技術(shù)

應(yīng)急空管系統(tǒng)方案運行仿真與優(yōu)化評估技術(shù)對飛行調(diào)配中生成的應(yīng)急方案進行模擬仿真，通過評估系統(tǒng)對方案進行評估優(yōu)化，確保空管保障方案的可行性、科學(xué)性。應(yīng)急狀態(tài)下的空中管制具有飛行調(diào)配難、動態(tài)監(jiān)控難、管制指揮難、專機保障難和應(yīng)變處置難等特點，應(yīng)急空管保障方案確定后，應(yīng)根據(jù)應(yīng)急狀態(tài)下的空中管制保障特點、工作流程、注意事項，采取定性與定量相結(jié)合的方法，對保障方案進行優(yōu)化評估，以確保應(yīng)急空管保障任務(wù)順利完成[7]。其應(yīng)急空管保障方法的優(yōu)化評估流程可參考圖2。

3　應(yīng)急空管系統(tǒng)的軍民融合發(fā)展

應(yīng)急空管系統(tǒng)具有典型的軍民融合特色，是軍民航空管系統(tǒng)共同保障重大應(yīng)急任務(wù)的需要，也是軍民航空管系統(tǒng)應(yīng)對未知重大事件的最后防線，必須緊密結(jié)合我國國情，把握軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略的實質(zhì)，以軍民融合思想創(chuàng)新設(shè)計理念，以軍民融合技術(shù)支撐系統(tǒng)研發(fā)，建立科學(xué)有效、全面合理且具有前瞻性的應(yīng)急空管系統(tǒng)[9，10]。

應(yīng)急空管系統(tǒng)的軍民融合發(fā)展應(yīng)注重以下三個方面：①應(yīng)急空管系統(tǒng)的技術(shù)指標和系統(tǒng)兼容性必須都滿足軍民航空管系統(tǒng)，可以在應(yīng)急狀態(tài)下實現(xiàn)軍民航對接，實現(xiàn)軍民航共同保障重大突發(fā)事件的空管運行，同時軍民航應(yīng)急空管系統(tǒng)可以互為備份[8]；②對軍民航管制人員進行聯(lián)合培訓(xùn)，加強應(yīng)急狀態(tài)下的聯(lián)合演練，避免出現(xiàn)因為人為原因造成重大突發(fā)任務(wù)的空管保障失利，進行軍民航管制人員的聯(lián)合培訓(xùn)也是空管領(lǐng)域軍民深度融合發(fā)展重要體現(xiàn)；③完善健全符合軍民融合戰(zhàn)略的應(yīng)急空管法規(guī)、應(yīng)急管理機制，規(guī)范軍民航空管應(yīng)急處置工作，確保空管應(yīng)急處置行動和系統(tǒng)建設(shè)的順利進行。在國家層面上制定空管領(lǐng)域的基礎(chǔ)性應(yīng)急法律法規(guī)，有助于明確軍民航空管部門應(yīng)急處置行動責權(quán)，提升效率；有助于我國軍民航空管應(yīng)急處置工作走向正規(guī)化、標準化。

4　結(jié)束語

應(yīng)急空管系統(tǒng)軍民融合發(fā)展是全面落實黨中央軍民融合戰(zhàn)略的具體行動，是實現(xiàn)我國從航空大國向航空強國跨越的重要基石，為建設(shè)現(xiàn)代化空管系統(tǒng)提供強有力的支撐。本文從應(yīng)急空管系統(tǒng)發(fā)展的需求出發(fā)，分析應(yīng)急空管系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問題，得出應(yīng)急空管系統(tǒng)的軍民融合發(fā)展是未來空管保障發(fā)展的必然趨勢，由此提出建設(shè)完善應(yīng)急空管系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)，從技術(shù)創(chuàng)新、人員培養(yǎng)和法律制定三個角度闡述了應(yīng)急空管系統(tǒng)的軍民融合發(fā)展所重點關(guān)注的地方；最后認為，應(yīng)急空管系統(tǒng)的軍民融合發(fā)展是空管建設(shè)的一次重要契機，加快了空管技術(shù)、機制、標準改革創(chuàng)新的步伐，有效提升了當前空域利用效率與空域保障能力，給我國未來空管系統(tǒng)整體設(shè)計提供理論參考。

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