实施目视间隔与目视进近提高雷达管制运行效率.doc

实施目视间隔与目视进近，提高雷达管制运行效率民航中南空管局空管处 詹建明我国的空中交通管制事业随着空管基础设施的不断完善得到长足发展，管制手段逐渐从程序管制到雷达管制过渡，人们在倚重空管自动化设备的同时，逐步忽视了对目视飞行规则的研究和利用。从航空发展的历史角度看，目视间隔和目视进近在飞行的初期就得到广泛应用，现有的飞行员驾驶技术培训也是从目视飞行开始，飞行员对二者并不陌生，但由于我国现有空管运行规章对IFR飞行计划的航空器实施目视间隔和目视进近没有明确定义，导致管制员难以操作。由于目视间隔和目视进近能极大增加跑道（特别是近距跑道）容量，提高雷达管制运行效率、减少延误，因此在着陆机场气象条件满足目视进近的情况下，美国的终端管制部门首先考虑运行目视进近。美国FAA7110.65（Air Traffic Control）第七章(Visual)对目视间隔和目视进近做了详细的规定，可操作性强。随着飞行流量逐年增长，我国繁忙机场的跑道容量日趋饱和；未来在3到5年内，我国上海浦东、虹桥和广州白云等国际机场将要修建近距平行跑道，为提高跑道容量和雷达管制运行效率，研究和实施目视间隔和目视进近规则，不仅非常必要，而且十分迫切。本文描述了FAA7110.65对目视间隔和目视进近的规定，分析了实施目视间隔和目视进近对管制系统的帮助，简要介绍了国外在上述领域的最新研究情况，期望通过研讨，引起大家对目视运行的兴趣和重视，对我国空管实施目视间隔和目视进近有所借鉴，起到抛砖引玉效果。一、 目视间隔与目视进近（一）目视间隔（Visual Separation）定义：在气象条件许可的情况下，通过航空器机长之间相互能见，或管制员能见航空器来确保航空器间安全运行的一种间隔类型，目视间隔适用于IFR和VFR飞行计划的航空器。目视间隔是确保飞行安全的一种方法，与程序管制和雷达管制间隔相比较，FAA的规章没有为目视间隔规定具体的大小数值，而是由目视间隔的实施者根据航空器的性能、尾流等级、航空器间的接近率、飞行路径和天气情况决定，并对某些不适合目视间隔的情况做出特殊的规定。目视间隔可适用于飞行高度FL180（不含）以下的航路、终端和塔台管制区。目视间隔是间隔的一种类型，与管制员提供的程序和雷达管制间隔相比，目视间隔的实质是将间隔责任委托给航空器驾驶员。实施目视间隔之前或之后，空中交通管制员必须为航空器之间配备安全的程序和雷达管制间隔。建立目视间隔前，雷达管制员必须通过雷达给驾驶员必要的交通咨询，如相关航空器的方位和距离。航空器驾驶员目视判明目标接受目视间隔后，雷达管制员可指示航空器驾驶员保持目视间隔。接受目视间隔的航空器驾驶员负有以下责任： 保持不间断的空中观察； 为保持间隔做必要的机动飞行； 避开前方航空器的尾流间隔； 当对相关航空器失去目视时，及时通知管制员，以便重新配备程序或雷达间隔。（二）目视进近（Visual Approach）定义表进近程序尚未完成，航空器驾驶员借助目视能见地面地标进行的仪定义：当部分或全部仪表进近程序尚未完成时，空中交通管制部门允许IFR飞行计划的航空器驾驶员保持目视飞向目的机场。由于目视进近不是仪表进近程序，因此不设复飞航段。目视进近可由管制员发起或飞行员主动提出。雷达管制员引导航空器准备进行目视进近最低气象标准为：着陆机场的云低高大于最低雷达引导高度（MVA）500英尺以上；同时，着陆机场的能见度大于3海里。上述标准为最低标准，美国的管制部门通常根据实际运行的需要调高最低标准。雷达管制员颁发目视进近许可时，须满足下列条件之一： 航空器驾驶员报告看到机场或跑道，如果没有看到前机，则雷达管制员须为前后航空器之间配备雷达间隔； 航空器驾驶员报告看到前机，此时，管制员可指示跟随前机落地并保持目视间隔。当前后航空器之间存在尾流影响；以及着陆机场附近机场较多，容易引起混淆时，雷达管制员应及时提醒驾驶员。美国实施目视进近的航空器主要有以下三种飞行方式：一是航空器驾驶员在目视进近过程中借助仪表着陆系统完成平稳着陆，同时接受空中交通管制员授权的间隔委托，加强空中观察，确保与其它航空器和障碍物之间的安全；二是前后航空器之间存在尾流影响，为缩小尾随间隔，提高跑道容量，后机保持目视前机，并在前机下滑道剖面的上方飞行；三是受地形、设备和其它因素的影响，进场航空器无法沿标准的仪表进场程序进近，航空器机长参照目视飞行程序图（Charted Visual Flight Procedure）完成的目视进近，如由于美国华盛顿里根机场为了反恐需要，自西向东进近的航空器需要实施CVFP目视进近。目视进近和目视间隔之间没有必然的联系，雷达管制员可以在两个实施仪表飞行的航空器之间实施目视间隔；但也须为两个同时实施目视进近却互不能见的航空器之间配备雷达间隔。美国繁忙机场实施目视进近的实践中，在进场阶段进近管制员通过雷达引导为进场航空器建立理想的尾随间隔；进近阶段，在尾随航空器目视前机，并接受目视间隔的条件下，雷达管制员向进近航空器颁发目视进近许可。因此，从应用的角度看，美国进场管理结合雷达引导、目视进近和目视间隔。二、 实施目视间隔和目视进近益处实施目视间隔和目视进近，可为空中交通管制系统带来以下益处：一是提高机场跑道流量；二是增加管制调配的灵活性；三是提高安全性。（一）提高机场跑道容量首先，将保持间隔的责任授权给驾驶员后，由于雷达管制员不需要监督相关航空器之间的间隔距离，无线电话通话量将降低，工作量将减少。工作量的减少可使雷达管制员的任务发生转变，从战术性的雷达引导转变为规划性的作用，雷达管制员将根据航空器机型、设备、最佳剖面等组织最佳交通顺序，提高总体运行效率。 其次，间隔授权后，航空器驾驶员很可能比管制员更能准确地保持被授权的最低间隔，在进近阶段，这直接转化为更大的跑道流量。多项事实表明，当间隔责任由驾驶舱而不是由管制员承担时，建立接近或等同于ATC最低间隔的空中最低间隔是可能的。美国的旧金山机场（SFO）的跑道构型为两组十字交叉的窄距平行跑道，在仪表气象条件下，机场的到场容量为30架次/小时；目视气象条件下，采取目视进近的运行方式，机场的到场容量为60架次/小时，如图1所示。美国的休斯顿布什国际（IAH）机场拥有三条宽距平行跑道，可满足三条跑道仪表独立进近的要求，但是只要气象条件满足，管制部门就首先选择实施三条跑道同时目视进近，实施目视进近可将航空器之间的间隔委托给机长，因此管制部门就不需要设置五边监控席位，同一五边跟进落地的航空器之间的间隔可以缩小到2.5海里，而在实施仪表进近时，五边尾随落地间隔为4海里，因此实施目视间隔和目视进近能提高机场容量。图1 美国旧金山机场（SFO）不同气象条件下的小时运行架次白云机场中远期规划计算机模拟仿真结果表明：在白云机场四条跑道构型下（两组窄距平行跑道，间距400米，与美国洛杉矶机场现有的结构相似），实施目视间隔和目视进近能提高机场容量（表1）和减少延误（表2）。表1 白云机场四条跑道构型容量表年容量（最小）年容量（最大）日容量（最小）日容量（最大）实用高峰小时容量（最小）实用高峰小时容量（最大）最大高峰小时容量四跑道仪表进近44108047390714361527103105108四跑道目视进近51833956201116511767115119121增长%17.5%18.6%14.9%15.7%11.5%13.8%12.0%表2 白云机场四条跑道构型延误表地面延误空中延误总延误平均进场离场平均进场离场平均进场离场4跑道2020年（仪表）5.410.7110.4421.2341.040.0326.6441.7510.474跑道2020年（目视）6.250.8512.045.3110.230.0411.5611.0812.084跑道2025年（仪表）20.940.7642.2539.2876.420.0460.2277.1942.294跑道2025年（目视）22.901.2945.738.5616.640.0331.4717.9345.77（二）增加管制灵活性 图2 目视进近可以增加管制灵活性实施目视进近时，由于航空器机组不必通过完成整个仪表进近程序落地，因此，进场着陆更加灵活。如图2所示：管制员可以根据调配的需要，指示第g个进场航空器跟随第a个航空器机落地，提高进场效率。（三）提高安全性图三 增强飞行安全意识实施目视间隔与目视进近，可以提高驾驶员的交通状况意识。目前，驾驶员仅依靠无线电传输来掌握交通情况，飞行员不容易发现间隔缩小，而实施目视间隔进行间隔责任委托后，驾驶员可以清楚地看到交通情况，协助雷达管制员保持安全间隔，因此，实施目视间隔可以作为额外的安全保护网。 三、 国外最新研究情况由于实施传统的目视间隔和目视进近需要较高的天气标准，以便航空器驾驶员能够通过肉眼观察周围的空中交通状况，因此当气象条件达不到要求时，目视运行将不得不终止。根据FAA的运行统计，由目视进近转为仪表进近，机场通常要损失30-40%的跑道容量，导致航班延误。为了降低目视进近天气标准，FAA设想通过利用机载设备，帮助驾驶员观察和监控相关航空器飞行，达到实施目视间隔和目视进近要求，提高机场的跑道容量。图4 交通信息显示器（CDTI）研究和试飞表明，可利用自动相关监视 广播（ADS-B）技术，在驾驶舱增设交通信息显示器（CDTI-Cockpit Display of Traffic Information,见图4），使驾驶员和管制员将具备相同的交通状况意识，并通过CDTI辅助飞行员进行观察，将间隔委托给飞行员，这种基于驾驶舱交通信息显示的目视间隔-CAVS（CDTI Assisted Visual Separation）有助于飞行员在更低的气象条件下实施目视进近。如图1所示，美国旧金山机场实施CAVS目视进近时，机场达到容量为45架次/小时，介于仪表和传统的目视之间。 四、对我国开展目视间隔和目视进近工作的建议造成目前流量控制局面严重固然有空域、军演和天气等原因，但机场跑道建设滞后和使用效率低下也是一个重要原因。由于实施目视间隔和目视进近能大幅提高跑道容量以及减少延误，因此，在条件允许的情况下，实施目视间隔和