空域扇区划设理论分析

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1、空域扇区划设理论分析【摘要】空域扇区划设对于均衡管制工作负荷，提高空域利用率,保障航空安全具有重要意义。通过介绍空域扇区和管制工作负荷的基本概念，考虑扇区划设中对管制工作负荷的影响，归纳总结国内外扇区划设的经验和方法，为扇区划设提出了具体、较为全面的划设规则。扇区划设规则可以作为评价扇区划设优劣的基本理论，是空域扇区划设的进一步研究重要基础。【关键词】空域规划空域扇区划分规则管制工作负荷1研究背景随着中国经济的不断发展，科学技术的不断进步，民用航空运输业得到了迅猛发展。但是，空屮交通流量的不断加大，使得我国空中交通系统面临越

2、来越严重的航线拥挤、航班延误，管制工作负荷急剧增加。有效的利用空域资源，对空域进行合理划设，成为空域划设部门面临的紧迫问题。空域扇区划设是根据一定的飞行需要，将空域划分成若干的扇区，每个扇区设立一个管制席位，分别为扇区提供空中交通管制服务，以保障航空器的飞行安全和顺畅。目前，世界范围的空域扇区划设都是参照国际民航组织的相关文件8168-0PS/6111和9426-AN/924等进行。合理的空域扇区划设，一方面可以提高空域容量，降低空域复杂度，确保航空器的安全和顺畅飞行；另一方面可以均衡各个扇区的管制工作量，提高空中交通服务能

3、力。2空域扇区基本概念国内对于空域扇区的概念没有明确的表述。一般情况下，航空管制把区域管制区或者终端（进近）管制区划分为两个或者两个以上的部分，每个部分称为一个管制扇区。从管制扇区的概念可以看出，管制扇区包含空域扇区和终端扇区两类。空域扇区属于高空扇区，终端扇区属于中低空扇区。如图1,某管制空域划分成5个部分，每个部分都是一个空域扇区。每个空域扇区设立一个管制席位，每个管制席位由两名管制员组成，监视扇区内的航空器活动。航空器之间发生冲突时，指挥航空器冲突解脱。根据飞行计划，航空器穿越相邻扇区时，管制员之间需耍进行管制移交工作

4、。这些管制职能构成的管制工作一般分为三个部分：（1）监视工作：管制员监视扇区内航空器的飞行轨迹、高度以及其他影响飞行安全的飞行情况，对违反飞行安全的航空器做出正确的管制提/JiO（2）冲突解脱：当两架航空器的间隔构成冲突条件时，管制员需耍指挥航空器改变飞行轨迹，避免航空器Z间的碰撞。（3）管制（协调）移交：当航空器穿越相邻扇区时，当前扇区的管制员需要与下一个扇区的管制员进行信息沟通、传递，通知下一扇区管制员航空器即将飞入。由此可知，空域扇区划设的合理性，将直接影响管制工作负荷的大小。空域扇区划设可以理解为：针对一定空域范围，

5、在一定的航路（航线）网络结构和交通量水平下，以提高运行效率、满足各扇区的工作负荷要求、保证飞行安全为基础，考虑相关影响因素，给出符合设计原则的扇区结构。3考虑因索空域扇区高效运行的瓶颈在于管制工作负荷，而扇区划分的重要FI的之一就是均衡各个扇区的管制工作负荷。管制工作负荷不仅与空域内交通状况有关，而且还与空域结构有关。（1）交通流的影响。不同的交通流会对扇区划设带来不同的影响。交通流过大时，管制员需要花费大量精力监视扇区内的航空器。交通流过小时，则会造成管制资源的浪费。另外，扇区划设受主要交通流走向的影响。如图2（a）,扇区

6、边界切断了空域中的主要交通流，这样便会造成两个扇区间大量的管制（协调）移交工作。而如图2（b）,扇区边界的走向与主要交通流相适应，有效减少了管制（协调）移交工作负荷，降低工作量。（2）交叉点和汇聚点的影响。交叉点和汇聚点在一定程度上反映了空屮交通的复杂性，当航路（航线）存在交叉点和汇聚点时，这就意味着有潜在冲突的产生，需耍管制员进行冲突的侦测与解脱。由此，交叉点和汇聚点的影响是：1）每个扇区内交叉点和汇聚点数量。如果数量太多，管制员可能会同时处理多个冲突，这样便会使管制难度增加。2）扇区边界与交叉点（汇聚点）的距离。扇区边界

7、离交叉点较远时，管制员将会有足够的时间和空间处理冲突。距离较近时，管制员不仅要在较短的时间内处理冲突，还要准备与下一扇区的管制移交，工作量会增加许多。（3）容量的影响。每一个扇区都具有一定的容量，容量限制了扇区内接受管制服务的航空器的最大数量。扇区内航空器数量较多时（即实际容量偏人），不同航空器的速度各显，管制员在处理调整航空器间隔时难度增加。当扇区内的航空器数量超过了管制员工作负荷的极限，管制员无法正确指挥扇区内所有航空器，必然会为飞行安全带来影响。4划设规则根据对工作负荷和扇区划设影响因素的分析，可以知道空域扇区划设的前

8、提便是均衡各个扇区的管制工作负荷，在考虑对管制工作负荷影响的基础上对空域扇区进行划分，总结以下划设规则：(1)扇区连续性规则。同一个扇区的管制工作必须在一个连续的空间内，这便确保了管制工作的顺利进行，如果扇区不连续，管制员需要将注意力分散到不同的空间，很容易忽略影响飞行安全的隐患。(2)扇