空域规划与管理

1、现代空中交通管理空域规划与管理空域规划与管理空中交通管理主要内容主要内容一空域概念二空域规划与管理三我国航路网规划四我国RVSM安全评估与监视一 空域概念空域的定义 地球表面以上可供航空器飞行的空气空间 同国家的领土、领海一样，是国家经济社会发展的重要战略资源空域的属性 自然属性- 空域自身所固有的物理、化学等属性 社会属性- 由于人参与使用空域资源而形成的社会属性 技术属性- 航空通信、航空导航、航空监视等技术形成的信息场空气空间空气空间可航空间可航空间管制空间管制空间一 空域概念空域的属性（续） 自然属性：- 介质性：以空气为介质，决定航空器的运动原理和运动特点- 有限性：具有一定的空间位

2、置、界限和容量，稀缺资源- 连续性：围绕地球的一个连续整体，航空器可实现不间断飞行 社会属性：- 主权性：国家对其领空拥有完全的、排他的主权- 公共性：空域资源属于整个社会所有，为社会公众服务- 安全性：飞行安全和国土防空安全- 经济性：具有使用价值、并可重复使用 主权性和经济性统称空域的资源性一 空域概念空域的属性（续） 技术属性- 通信技术，包括VHF、HF、SATCOM等形成的通信场- 导航技术，包括VOR、NDB、DME、GNSS等形成的导航场- 监视技术，包括PSR、SSR、ADS等形成的监视场 - 指标包括：所需通信能力（RCP）所需导航能力（RNP）所需监视能力（RSP）所需空中

3、交通管理能力（RATMP） 一 空域概念空域的属性（续） 技术属性陆基陆基CNS信息场信息场垂直垂直分布分布陆基陆基CNS信息场信息场水平水平分布分布一 空域概念空域的用户 公共运输航空- 以营利为目的，使用民用航空器为他人提供旅客、行李、邮件或者货物运送服务的飞行活动 军事航空- 军事性质（包括国防、警察和海关）的所有飞行活动 通用航空 - 从事公共航空运输以外的民用航空活动，包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动 一 空域概念 空域及管理活动（介质）公共运输航空军事航空通用航空空中交通服务空中

4、交通流量管理表示通信、导航、监视、情报、气象支持表示通信、导航、监视、情报、气象支持空中交通管理空中交通管理空域用户空域用户空域管理与空中交通管理空域管理与空中交通管理空中交通管理的空中交通管理的根本根本在于空域管理在于空域管理一 空域概念 空域的空域的基本要素基本要素 点：- 导航台- 定位点- 位置报告点 线：- 航路航线- 飞行程序 域：- 飞行情报区- 管制区- 特殊空域一 空域概念空域种类空域种类 包括飞行情报区、管制区、特殊空域等 为了确保空域的安全、有序和充分利用，满足不同空域用户的需求和空管资源的最优配置 实质：是人员、设备、服务等一系列标准的集合 决定因素：- 空域结构特征-

5、 交通流密度- 所要求的安全等级水平- 国家和公众的利益空域种类飞行情报区飞行情报区FIRFIR，flight flight information regioninformation region 提供飞行情报服务的空域范围 情报包括机场状态、导航设备的服务能力、气象、突发事件以及特殊飞行限制 实现安全、有效飞行 我国划设9个飞行情报区空域种类管制区管制区 提供空中交通管制服务的空域范围 垂直方向可划分为高空、中低空管制区 水平方向可划分为多个管制区或多个扇区 我国划设21个管制区1.3 空中交通管理空中交通管制服务(ATC)这是空中交通服务的主要部分，又分为3部分。l机场/塔台管制服务：机

6、场控制；l进近管制服务：在飞机离场或到场时的管制；l区域管制服务：在航路上的管制；1.3 空中交通管理空中交通管制服务(ATC)这是空中交通服务的主要部分，又分为3部分。l机场/塔台管制服务：机场控制；l以机场基准点为中心，水平半径50公里，垂直高度7000米（不含）以下的空间1.3 空中交通管理空中交通管制服务(ATC)这是空中交通服务的主要部分，又分为3部分。l进近管制服务：在飞机离场或到场时的管制；l进近管制区是塔台管制区与区域管制区的连接部分，是机场管制区域除塔台管制区外的空间；1.3 空中交通管理空中交通管制服务(ATC)这是空中交通服务的主要部分，又分为3部分。l区域管制服务：在航

7、路上的管制；l区域管制区，7000米（含）以上为高空管制区，7000米（不含）以下为中低空管制区；空域种类特殊空域特殊空域 危险区： 对空射击、对空发射 限制区： 军事训练、兵器试验 禁止区： 敏感区域、重要目标 放油区： 机场周边 预留区： 飞行表演、编队飞行空域分类空域分类标准国际民航组织空域分类建议 基于服务标准的分类 包括A、B、C、D、E、F、G七类空域 各类空域的管制服务等级及对航空器准入要求依次降低 - A类空域：IFR飞行，管制服务+情报服务- G类空域：IFR+VFR飞行，情报服务- IFR：Instrument flight rules，仪表飞行规则- VFR：Visual

8、 flight rules，目视飞行规则 空域分类标准美国空域分类标准 绝对管制空域（A类空域）- 高度范围为18000英尺到60000英尺之间 ，高空航路 管制空域（B、C、D、E类空域）- B类：地表至10000英尺，繁忙机场终端区- C类：地表至4000英尺，机场雷达服务区，中型机场终端区- D类：地表至1000英尺，管制地带，拥有管制塔台的小机场- E类：除A、B、C、D类空域范围以外的管制空域 非管制空域（G类空域）：不提供管制服务，通用航空 特殊空域 空域分类标准欧洲空域分类标准“单一天空” 未知交通环境空域(Unknown Traffic Environment) 部分获知交通环

9、境空域(Known Traffic Environment) 已知空中交通环境空域(iNtended Traffic Environment)空域分类标准澳大利亚空域分类标准我国空域的特点 我国现行的空域管理体制 在国家空管委领导下，由空军负责统一组织实施，民航空中交通管理部门和军航飞行管制部门分别对航路内外的航空器提供管制指挥服务 军航向民航移交航路管制权 1994年4月，移交京广深航路 1996年6月，移交京沪、沪广航路 2000年6月，移交全国范围内26条航路 民航航路共29条，宽度20公里，总里程42665公里 民航空域资源仅占20%（美国为82%）我国空域的特点中美空域对比我国空域的

10、特点我国空域分类标准 遵循国际民航组织空域分类建议 民航总局122号令民用航空使用空域办法和86号令空中交通管理规则中规定：- A类：高空管制空域- B类：中低空管制空域- C类：进近管制空域- D类：机场管制地带 尚未规定非管制空域类型 低空空域与通用航空问题美国中国飞机数量220000900飞行员数 4200001000机场数量19100152市场规模（万小时）2770.58.5制造厂家10020航空公司1000069中美通用航空产业对比 据GAMA（美国通用航空制造商协会）统计，2008年通用航空产业及相关的服务创造的产值超过美国GDP的 1%，相当于美国石油工业的贡献 澳大利亚、加拿大

11、、巴西等国家的通用航空也较为发达。167亿欧元的产值，16.5万个就业岗位1500亿美元的产值120万个就业岗位从业人员效益对比主要内容主要内容一 空域的概念二 空域规划与管理2.1 空域规划与管理概念2.2 国内外发展现状三 我国航路网规划四 我国RVSM安全评估与监视2.1 空域规划与管理概念空域规划空域规划 旨在确定空域及各组成要素的建设目标，设计达到这些目标的策略、过程与方案空域管理空域管理 依据既定空域结构条件，实现对空域的充分利用，尽量满足空域使用各方的需求空中交通管理规则空域评估空域评估 是对空域规划与使用方案的价值或状态进行定性、定量的分析说明和评价的过程2.1 空域规划与管理

12、概念空域规划空域规划 战略规划（宏观） 飞行间隔标准制定 空域分类标准制定 网络规划（中观） 干线航路网络规划 终端区网络规划 管制扇区配置 航路设计（微观） RNAV平行航路划设 飞行程序设计A A类空域类空域B B类空域类空域B B类空域类空域E E类空域类空域G G类空域类空域600060003000300010001000C C类空域类空域D D类空域类空域FL410FL400FL390FL380FL360FL370FL350FL340FL330FL320FL310FL300FL290FL400FL380FL360FL340FL320FL3002.1 空域规划与管理概念机场跑道入口点1

13、和等待区1入口点4和等待区4入口点2和等待区2入口点3和等待区3出口点2出口点1起始进近点最后进近点（Entry Gate）空域规划空域规划 战略规划（宏观） 飞行间隔标准制定 空域分类标准制定 网络规划（中观） 干线航路网络规划 终端区网络规划 管制扇区配置 航路设计（微观） RNAV平行航路划设 飞行程序设计2.1 空域规划与管理概念空域规划空域规划 战略规划（宏观） 飞行间隔标准制定 空域分类标准制定 网络规划（中观） 干线航路网络规划 终端区网络规划 管制扇区配置 航路设计（微观） RNAV平行航路划设 飞行程序设计2.1 空域规划与管理概念空域规划空域规划 战略规划（宏观） 飞行间隔

14、标准制定 空域分类标准制定 网络规划（中观） 干线航路网络规划 终端区网络规划 管制扇区配置 航路设计（微观） RNAV平行航路划设 飞行程序设计2.1 空域规划与管理概念空域管理空域管理 战略管理：建立空域结构及使用方案 预战术管理：制定空域使用分配计划 战术管理：实时使用空域空域需求收集与确认空域需求协调与妥协空域设计方案公布空域设计方案确认预先战术空域管理ASM第二阶段空域设计方案实施实施运行ASM第三阶段战略管理ASM第一阶段2.1 空域规划与管理概念空域管理空域管理 战术管理空域灵活使用飞行冲突探测飞行冲突解脱2.1 空域规划与管理概念空域评估空域评估 空域运行评价体系：技术性能、经

15、济性能等量化指标及评价模型 空域运行安全评估：机-机、机-地碰撞风险模型技术风险、运行风险评估 空域运行容量评估：机场场面、跑道、终端区、航路等空域要素容量计算模型空域运行管制负荷评估 空域运行效益评估2.1 空域规划与管理概念空域规划与管理的空域规划与管理的本质本质 空域规划：空域结构优化设计 空域管理：空域资源合理分配 空域评估：空域运行效能评价空域规划空域管理空域评估2.2 国内外发展现状欧洲 二十世纪八九年代，欧洲航空导航规划组织相继提出欧洲地区主干航路网络规划计划（ARN）：面向整个欧洲空域中短期规划的滚动计划至今已经发展了六个版本2000年对法国空域进行全新设计2004年设计覆盖欧

16、洲的航路主干网络 1998年至2004年逐步实施空域灵活使用（FUA）、区域导航（RNAV）、缩小垂直间隔标准（RVSM）等2.2 国内外发展现状欧洲 2001年研制飞行程序设计与空域管理系统（FPDAM）： 实现仪表、目视进离场飞行程序的辅助设计 支持ICAO 8168和FAA TERPS等多种标准 2006年启动欧洲空域网络动态管理（DMEAN）的框架计划： 优化高空航路网络、协同空域流量运行、灵活使用空域等 实现至2010年空域容量增长10%2.2 国内外发展现状美国 1998年，美国联邦航空局制定了“自由飞行”和国家空域系统（National Airspace System, NAS）

17、的发展战略 2001年，在 NAS 运行概念框架下，启动了国家空域重组计划（National Airspace Redesign, NAR），包括高空空域重组（High Altitude Redesign, HAR）和终端区空域优化设计（Terminal Area Airspace Redesign, TAAR）两部分 2005年，在美国全境实施缩小垂直间隔标准（RVSM） 2006年，美国西部划设RNAV高空航路2.2 国内外发展现状2.2 国内外发展现状 我国 2005年启动低空空域管理试点工作 2006年开始研究航路网络规划实施计划（ARNP） 2007年全国空域实施缩小垂直间隔标准（米

18、制RVSM） 2008年 推广基于性能的导航（PBN）飞行程序设计 研究京沪、京广RNAV平行航路实施方案 “十二五”期间 完善全国空域分类标准（重点是非管制空域） 适时有序放开低空空域，推进通用航空产业发展 优化空域结构，重新设计全国航路主干网主要内容主要内容一空域规划与管理概念二国内外空域特点三我国航路网规划3.1 规划背景3.2 规划目标3.3 关键技术3.4 规划方案四我国RVSM安全评估与监视3.1 规划背景基于局部调整的航路布局航路网布局结构问题航空运输业蒙受经济损失民航流量增长航路网必须全局规划航路网必须全局规划3.1 规划背景现行航路网的问题现行航路网的问题 干线航路结构单一，

19、缺乏可供灵活选择的航路 部分重要城市对和主要交通流向之间缺乏直通航路 连接大机场群的航路与终端区的过渡航路不尽合理 部分主要国际、地区航路容量饱和造成航班延误 部分重要交通带航路结构不顺目前弥补航路网缺陷的做法目前弥补航路网缺陷的做法 采用“头痛医头，足痛医足”局部调整法 没有科学地对航路网进行全局的规划 针对我国航路网在发展中所暴露的结构性缺陷剖析评价航路结构运行现状，分析交通发展需求运用交通网络设计与优化技术结合空管导航服务保障的需求建立合理、高效的航路网络提出我国航路网规划方案的实施建议为国家空管决策部门制定相关政策、发展战略提供咨询建议3.2 规划目标3.3 关键技术航路网络规划思路

20、3.3 关键技术 航路网络分析目标 空域运行特征统一描述难点 运行特征描述的完备性 运行特征量化的准确性研究技术 空域技术性能特征分析 空域服务质量特征分析 3.3 关键技术 航路网络分析空域结构技术性能特征 航路航线数量、类型、长度 反映航路网的发达程度 航路航线分布密度 航路等级级配 枢纽航路、干线航路、支线航路等不同等级航路的数量比 交叉点密度 一定程度上度量了网络的安全性 ：航路网中航段数 ：航段 的长度1miiLLmiLicciiiNdS ：一定区域内交叉点数目 ：该区域面积ciNiS空域结构技术性能特征（续） 航路网络连接度 反映网络成熟度 网络连接度越高，反映网络越成熟 我国主干

21、航路网络对应网络连接度J=2.60 网络非直线系数 衡量航路网整体的便捷程度 大于等于1，越接近1，则其连接越便捷 网络的非直线系数越高，飞行成本将越高而空域利用率越低 我国主干航路网络的非直线系数为R=1.11 3.3 关键技术 航路网络分析12nimMJNN ：第 节点所邻接的边数 M：网络总边数 N：网络节点总数imiijijijijijRFRF ：城市节点 之间的飞机交通流量 ：城市节点 之间的非直线系数两点间空间距离两点间航路距离ijRijFijRijij空域结构技术性能特征（续） 可达性城市对班机在航路网络中飞行的最短路径的距离反映了班机从城市对间的易达程度可达性越小，航路网络的可

22、通达性越好我国主干航路网络的可达性为1415.5公里 3.3 关键技术 航路网络分析ninjijijninjijFFsS111/ ：城市节点 之间的飞机交通流量 ：城市节点 之间的最短路径长度ijFijsijij航路网络服务质量特征 各要素的历史流量、预测流量 各要素：航路点、航路航线、飞行情报区、高空管制区等流量特征包含年流量、月流量、日流量、小时流量200020012002200320042005200620072008200920100.511.522.533.5x 106年份飞机流量(架次)飞机流量年份关系图 3.3 关键技术 航路网络分析 3.3 关键技术 航路网络分析空域服务质量特

23、征（续） 运行成本飞机航油消耗、维修、折旧费用等折入飞机距离成本中 航班平均延误 拥挤度 航路网单位时间内单位长度上的流量空域利用率越高，航路越拥挤 ijijijLFq ijniijnjLFQ11iiiCFS miiimiiiLCLFS11iiiD FDF ：飞机交通流量 ：路径长度 ：一定时间内路径 的平均航班延误时间 ：航段 的标准容量FLiDiCii空域服务质量特征（续） 交叉节点潜在冲突系数反映航路网络运行的安全性系数越大，潜在冲突发生的可能性越大 冲突持续时间212cXDFFVcsc1222cF FPXVsec 3.3 关键技术 航路网络分析 ：对应交叉点各航路的流量 ：航路飞机平均

24、速度 ：雷达管制下侧向间隔标准 ：交叉点不同航路夹角12,F FVX航路网络运行分析 民航可用空域资源紧张（不足20） 民航流量持续快速增长（2016年飞行总量是2007年的2.4倍） 主干航路网的作用突出（30的航段承担65的流量） 现行航路结构不尽合理（航线非直线系数1.1，美国1.05） 航路与终端区衔接复杂（东部繁忙地区较为明显） 3.3 关键技术 航路网络分析目标 航路网络的全局优化设计难点 复杂加权网络 灵活网络拓扑研究技术 航路网层次设计模型 枢纽主干航路网优化设计 区域干线航路网优化设计 区域支线航路网优化设计 3.3 关键技术 航路网络设计航路网层次设计模型 层次化设计流程

25、节点重要度量化 航路网层次划分 3.3 关键技术 航路网络设计枢纽航路网优化设计 建立枢纽航路网优化设计模型 提出枢纽航路网规划模型的求解算法 规划出枢纽航路网的优化布局方案 3.3 关键技术 航路网络设计枢纽航路网优化设计初始化设计 城市对直连：形成直连航路网络 3.3 关键技术 航路网络设计 3.3 关键技术 航路网络设计调整调整策略策略枢纽航路网优化设计初始化设计 城市对直连：形成直连航路网络 简化调整：合并邻近机场、共线调整、合并航路 枢纽航路网优化设计关键节点“选址” 单目标约束优化问题 目标函数：航线运行成本 约束条件：关键节点可搜索空间mTTiii 1MinF L X ,YTTT

26、s.t.X ,YS 3.3 关键技术 航路网络设计关键节点的实现流程图枢纽航路网优化设计关键节点“选址” 模型求解 3.3 关键技术 航路网络设计T1:(103 277 ,37 439 )T2:(119 558 ,38 459 )枢纽航路网优化设计三区避让 三区：危险区、限制区、禁止区 多目标约束优化问题 目标：经济性、安全性 约束：“三区”限制 处理方法： 3.3 关键技术 航路网络设计链接线枢纽航路网优化设计三区避让 链接图法规划空间建模 3.3 关键技术 航路网络设计枢纽航路网优化设计三区避让 链接图法规划空间建模 3.3 关键技术 航路网络设计枢纽航路网优化设计三区避让 目标函数：安全

27、性、经济性 约束条件：避让三区ii1i2i1iii1i2PP(PP )ts.t. (t0,1i1 2n)P ,PP且， cmmiijjijicNi 1 j 1iiiLf (l )f (l )PminP(Xsec)V2minQf L P 3.3 关键技术 航路网络设计网络潜在冲突系数规划路径在链接线移动运行成本优化结果现行枢纽航路网现行枢纽航路网优化后枢纽航路网优化后枢纽航路网 3.3 关键技术 航路网络设计目标 量化空域及空中交通服务的效能难点 空域运行的动态性 空域组成要素繁多研究技术 空域容量的数学建模 基于管制负荷的容量评估 基于空域运行仿真的容量评估 3.3 关键技术 航路网络容量评估

28、航路容量建模 航路容量是指在航路入口点所允许的最大飞机放行率 航路容量影响因素：- 航路的可用高度层、高度层的垂直间隔- 航路上航空器的纵向间隔- 导航、通信、监视设备的覆盖情况- 航路交叉点的数量、位置 航路容量模型分为以下三种情况：- 航路中的飞机以平均速度飞行、不允许超越、允许超越 3.3 关键技术 航路网络容量评估 为航路上某一高度层 的容量 为航路容量 定义为管制员实际管制间隔高于标准最小安全间隔的平均水平 3.3 关键技术 航路网络容量评估基于平均飞行速率的模型tCCtX最小飞行间隔航路长度/ttCVX11/kkttttCCVX1/()kttCVXXLDOMAB1V2V计算T并修正

29、X后得： 3.3 关键技术 航路网络容量评估不允许超越情况下的模型航路长度B飞入航路时，A距入口点距离1 MTV12LMLXVV,1,(), 1 , jiijkijt ijtttt ijijijjLVV LXXVVVVTCCCT PXXVVVA飞出航路时，B距出口点X不考虑航路上具体如何超越，只考虑航路的入口点。在航路入口点的某一高度层上，只要航空器之间的间隔满足规定的最小安全间隔就可以了, t ijjXXTV,1tt ijijCT P1kttCC 3.3 关键技术 航路网络容量评估允许超越情况下的模型基于管制负荷的容量评估 容量定义（ICAO DOC 9426）：- 在管制员工作负荷处于饱和

30、状态的时间段内，航班架次与时间的比值 - 管制负荷类别：处理飞机冲突、高度穿越 、移交、管制员协调等 管制负荷计算方法其中i类负荷权值（秒/架次）i类负荷相关的飞机架次管制员间的协调负荷（秒）1miicoordinateiWLnWcoordinateWiin 3.3 关键技术 航路网络容量评估基于管制负荷的容量评估 容量评估- 观察时间片，如设为3分钟- 统计时间片内的 ，计算工作负荷- 统计模拟时间段 内的飞行架次 ，容量为inWLF/F TT 3.3 关键技术 航路网络容量评估基于空域运行仿真的容量评估机场容量评估机场容量评估终端区容量评估终端区容量评估 3.3 关键技术 航路网络容量评估

31、航班延误随流航班延误随流量变化的统计量变化的统计重要航路点重要航路点的进、离场的进、离场流量统计流量统计 方案一 考虑禁区和危险区约束 不考虑限制区约束 方案二 考虑禁区和危险区约束和流量较小的限制区约束 方案三 考虑全部禁区、危险区和限制区的约束 三套枢纽主干航路网方案 3.4 规划方案枢纽航路网优化设计流量分配结果现行方案现行方案方案一：禁区、危险区避让方案一：禁区、危险区避让方案二：三区部分避让方案二：三区部分避让方案三：三区全避让方案三：三区全避让3.4 规划方案枢纽航路网优化设计评估结果3.4 规划方案序序号号性能指标性能指标现行枢纽主干现行枢纽主干航路网航路网规划规划方案一方案一规

32、划规划方案二方案二规划规划方案三方案三量纲量纲1周流量10691106911069110691架次2节点数323236484个3航段数4203980100段4网络连接度2.603.392.502.38无量纲5航线总距离5.89E+055.31E+055.37E+055.39E+05公里6网络总长度4.58E+043.22E+043.07E+043.08E+04公里7运行成本2.64E+072.46E+072.49E+072.51E+07架次*公里8非直线系数1.11E+001.03E+001.04E+001.05E+00无量纲9冲突系数7.44E+064.69E+064.61E+064.56E

33、+06无量纲10航路利用率3.69E-015.25E-015.50E-015.48E-01架次/(公里*周)11网络可达性1.50E+031.46E+031.47E+031.49E+03公里规划方案可行性分析 政策可行性分析 技术可行性分析 空域资源可用性分析 空管通信/导航/监视系统保障分析 空管人员素质保障分析VHF地面站6000米覆盖SSR地面站6000米覆盖3.4 规划方案DMEDME台站对更新区台站对更新区60006000米覆盖米覆盖规划方案与现行方案对比规划方案与现行方案对比VHFVHF地面站地面站60006000米覆盖米覆盖SSRSSR地面站地面站60006000米覆盖米覆盖枢纽

34、主干航路网方案运行成本指标（架次*公里）运行成本节省百分比实际运行成本（亿元/年）产生效益（亿元/年）现行网络2.64E+0701577.130规划方案一2.46E+076.601473.05104.07规划方案二2.49E+075.571489.2987.84规划方案三2.51E+074.831500.9976.133.4 规划方案规划方案可行性分析（续） 经济可行性- 体现在运行成本的减少，以2007年客货运总成本为例- 客运总周转量为2776.33亿人公里，客运票价成本取0.75元/人公里- 货运总周转量为114.7亿吨公里，货运成本取3元/吨公里- 总运行成本2426.34亿元/年-

35、枢纽主干网承担65%的飞行流量，则运行成本为1577.13亿元/年实施建议 动态灵活空域使用建议 条件航路（CDR）：流量较小的区域航路 临时隔离空域：限制区和危险区 跨境区域：东部沿海地区航路航线 平行编组航路实施建议 飞行流量在50架次/小时以上的航路段3.4 规划方案规划方案一中的平行编组航规划方案一中的平行编组航路路规划方案二中的平行编组航规划方案二中的平行编组航路路规划方案三中的平行编组航规划方案三中的平行编组航路路主要内容主要内容一空域规划与管理概念二国内外空域特点三我国航路网规划四我国RVSM空域的安全评估与监视 4.1 RVSM应用背景 4.2 RVSM安全评估与监视技术 4.

36、3 在我国RVSM实施中的应用减小地面延误对于接近最佳巡航高度的飞行，节省燃油约1%4.1 RVSM应用背景 增加空间容量 改善运行效率 保证飞行安全7层层13层层，提升，提升85消除边境对头飞行有利于管制调配飞行高度层缩小垂直间隔（RVSM）全球实施RVSM的区域已经实施的区域已经实施的区域尚未实施的区域尚未实施的区域北大西洋北大西洋 3/97亚洲欧洲亚洲欧洲喜马拉雅山脉南麓喜马拉雅山脉南麓11/ 03加拿大南部加拿大南部1/05加拿大北部加拿大北部4/02加勒比海加勒比海/南美南美 1/05欧洲欧洲 1/02欧洲欧洲/南美南美走廊走廊 1/02太平洋太平洋2/00太平洋太平洋2/00西太平

37、洋西太平洋 南中国海南中国海 2/02 澳大利亚澳大利亚 11/01日本日本/韩国韩国2005/11美国国内美国国内1/05西大西洋航路西大西洋航路系统系统11/01中东中东 11/03我国实施RVSM的必要性增加空间容量和改善运行效率的需要 相对于缩小水平间隔(雷达管制、区域导航等)，实施缩小垂直间隔成本更低，效益更明显保证飞行安全的需要 周边国家实施RVSM后，国境地带出现对头飞行提升我国国际地位与作用的需要 我国是国际民航组织类理事国安全评估安全评估2007年年11月月22日零时日零时实施前实施前，能否安全，能否安全? ?-公英制如何转换？-公制高度层如何配备？-是否符合安全目标水平（T

38、LS）?-航空器、人员、设备等是否准备好?安全监视安全监视实施后实施后，能否持续安全，能否持续安全? ?- 持续监测，确保满足目标安全水平- 航空器高度保持性能持续满足要求我国实施RVSM面临的关键问题英制英制高度层高度层30000英尺英尺(9144米米)29000英尺英尺(8839米米)28000英尺英尺(8534米米)27000英尺英尺(8229米米)米制米制高度层高度层9000米米8700米米8400米米国境地带公制RVSM飞行高度层公英制转换的问题波音和空客飞机实际飞行时只能按照英制高度飞行，且按照100英尺取整我国公制高度层按照100米取整英制英制高度层高度层30000英尺英尺(91

39、44米米)29000英尺英尺(8839米米)28000英尺英尺(8534米米)27000英尺英尺(8229米米)米制米制高度层高度层9200米米8900米米8400米米国境地带我国公制RVSM飞行高度层方案FL390FL370FL350FL330FL310FL410FL380FL340FL360FL300FL3208400米米 27600英尺英尺垂直间隔垂直间隔300米米垂直间隔垂直间隔300米米11300米米 37100英尺英尺10700米米 35100英尺英尺10400米米 34100英尺英尺11900米米 39100英尺英尺10100米米 33100英尺英尺9500米米 31100英尺英

40、尺11600米米 38100英尺英尺11000米米 36100英尺英尺9200米米 30100英尺英尺9800米米 32100英尺英尺12200米米 40100英尺英尺 12500米米 41100英尺英尺公制高度层：公制公制RVSM空域空域7800米米 25600英尺英尺8100米米 26600英尺英尺7500米米 24600英尺英尺英制英制RVSM空域空域垂直间隔垂直间隔300米米FL400FL290垂直间隔垂直间隔500米米8900米米 29100英尺英尺4.2 RVSM安全评估与监视技术技术思路RVSM空域结构建模及交通流仿真航空器高度保持性能监视RVSM空域系统垂直碰撞综合风险模型RV

41、SM空域系统运行安全评估RVSM空域系统垂直碰撞风险分析ICAO Reich 碰撞风险模型4.2 RVSM安全评估与监视技术核心技术： 垂直碰撞综合风险建模技术风险模型：Reich碰撞风险模型（CRM）运行风险模型：随机Petri网（SPN） 飞机高度保持性能监视机载监视系统（GMS）地基监视系统（HMU/AGHME）垂直碰撞综合风险建模技术风险：由设备、系统误差导致的碰撞风险运行风险：由飞行、管制人为因素导致的碰撞风险垂直碰撞综合风险建模ICAO规定的目标安全水平（Target Level of Safety, TLS） 技术风险: TLS2.5次事故/10亿飞行小时总风险（技术风险运行风险

42、）：TLS5次事故/10亿飞行小时综合碰撞风险运行风险+技术风险运行风险诱因分析Reich碰撞风险模型基于SPN的运行风险模型综合碰撞风险模型垂直碰撞综合风险建模 ，其中 为飞机纵向、横向、垂直方向上的碰撞概率 ,xyzP P PxyzNP PP飞机碰撞风险建模 经典碰撞风险模型CRMReich模型- 飞机模型（ ：飞机的长度、翼展、高度 ）- 碰撞模板- 邻近层（ ：空中交通管制对航空器所在高度层的间隔标准）垂直碰撞综合风险建模x,yz x,yzSSS 平行航路结构中的CRM：()(0)()()22222xazzzyzzxxyzxyzyzyzVVNP S PE sameE oppS垂直碰撞综合风险建模 ：平行航路每飞行小时由于失去垂 直间隔而导致的致命事故的次数azN 平行航路结构中的CRM： 重要参数：- 航空器飞行速度及航空器间的相对速度- 航空器尺寸 - 垂直重叠概率、侧向重叠概率（飞机性能）()(0)