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中国智能交通协会

华北地区流量管理技术研究及应用

2022-01-19   来源:中国智能交通协会


  成果评价登记号:ZZJX2021KP001
  完成单位:
  中国民用航空华北地区空中交通管理局
  南京莱斯信息技术股份有限公司  
  一、简要技术说明
  该成果围绕以地区级航班运行管理优化问题,对多主体航班流量管理在理论、系统工程开发方面进行了深入研究,建立空管单位、机场、航空公司之间的整体运行协调体系,从航空运输信息语义的差异和不同业务场景(如航班进场、除冰、放行、离场等)的协同需求出发,构建航空、飞行、气象等信息的语义模型和信息共享方法。使用机器学习和知识地图动态演化技术与知识地图为核心,设计跨域语义的协同作用机制,实现跨域信息的利益相关者的共同理解,并促进持续改进的流程集成操作框架。
  该成果突破气象影响飞行的时空演化分析技术,构建气象影响场景下的空域调配方案库,给出辅助调配建议;突破了航班流加量、冲突探测与解脱等关键技术,解决了当前动静态容量度量方法主观、实时性差等问题,构建了容量相似日、分级聚类等模型,实现了基于历史容量相似日的容量评估技术;基于飞行计划信息、机型性能等参数,采用动力学模型建立4D理论模型,再对历史运行数据进行分析,挖掘经验飞行模型,最后将两者相结合,进行航班轨迹预测,然后根据事先设定阈值给出实时告警或未来不同时段的警情信息,并加以不同颜色区分不同程度的警情。
  针对区域、终端、机场多层级多阶段空中交通流量运行问题,该成果基于杂气象影响因数,采用容量分配、间隔管理、时隙分配、计划调整等多模式流量管理策略,实现了由离场放行向多主体参与的进场流量管理模式转变;提升复杂气象条件和特殊情况下空中交通管制服务能力,特别在云、雾、降水、降雪等过程,由统筹规划管理欠缺导致管制效率低下,系统采用最优解贪婪算法协同放行模型(如冰雪条件下除冰资源协同),保障了管制部门在复杂气象条件和特殊情况下应急保障预案的有效实施,实现各相关运行单位密切配合,全力加快航班放行速度。
  二、推广应用前景
  华北地区是目前国内空域结构最复杂、飞行密度最大的地区之一,机场密集、航班起降量大、禁区/限制区多、专机飞行量大,多种因素叠加,造成航班协调保障压力大、起降正常率低、旅客满意度低。随着北京大兴国际机场的启用,中国北方京津冀地区的9个运输机场投入运营,为实现华北地区空管业务统一运行管理,确保华北空域运行顺畅高效,民航华北空管局空管中心于2020年1月正式启用华北地区流量管理系统,经过1年以来的运行,系统得到实际验证,取得了良好的社会经济效验。
  航空公司方面,依据系统提供的空域单元容流不匹配情况、流量管理措施等信息,做好了飞行相关的各项准备工作,使用该系提高了机组和航空器的利用率,提高了航班飞行过程的预先把控能力。系统促进了航班飞行燃油节省和节能减排,同时也缩短乘客的机舱等待时间,提升了旅客的满意度。
  机场方面,通过系统平台可及时向相关单位提供跑道、滑行道等相关设施的运行状况,提高了机场运行能力的可预见性。以此为基础协商航班运行,既缓解了机场在高峰时段的保障压力,确保场面有序、平稳运行,也缩短了航班平均进、离场滑行时间,实现了节能减排。
  系统满足华北流量管理的运行需求,使空管、航空公司、机场的协同运行更高效,对确保航班安全有良好的作用。 

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