动配置框架下的美国未来空域分类研究进展态空域
作者： 来源： 日期：2014-09-25 19:10人气：
在动态空域配置框架下，国外学者对美国中期和远期空域分类进行了深入的研究和展望，在此基础之上，众多学者展开了进一步探究，本文将其主要研究成果综述如下。
一.中期规划研究进展
全部空域被分成高空空域和低空空域，其中低空空域又可分为两类：超密度大都市空域和其它低空空域。
1.高空空域
此空域的基本构件是扇区、区域导航航路、空中高速航路及某些当前正在使用的空域构件。随着机载设备性能的提高，航空器可更多的依靠静态区域导航航路和动态区域导航航路，及非限制性航路。在高空空域的上部，机载设备满足一定性能要求的航空器就可自行拟定满足自己偏好的航路。“空域调整预案”方法可处理因天气产生的需求-容量不平衡问题，管理者可为航空器开辟新的航路，以避开恶劣天气，同时管理者可以调整空域，以重新分配工作负荷及空域容量。如果仅靠动态划分扇区还不能完全解决需求-容量之间的不平衡，管理者可采用流量管理的限制措施。
2.超密度大都市空域
机场物理条件的变化可引发低空空域和高空空域的连锁反应，终端区空域的大小和形状会随之变化，可利用空域调整预案和动态划分扇区来减少由此产生的需求-容量的不平衡矛盾。高密度的大都市地区可有多条区域导航航路，以提供汇聚间隔服务。FAA正在调研一个叫做“大空域”新概念，这个概念聚集于8个大都市区域，在这些区域，进离场航线将被重新设计以充分利用区域导航技术。“大空域”的概念主要包括：扩大3英里间隔的使用范围；在18000英尺以上使用目视间隔标准；使用双向的进离场航路；创造更多的区域导航航路；改善空中交通流量管理。
3.其它低空空域
其它低空空域与当前的低空空域相似，管制员负责保证间隔。根据需求变化和天气变化，每天可多次动态划分扇区；在恶劣天气下，采用空域调整预案以匹配航路。配有相应机载设备的航空器可充分利用动态区域导航航路。此空域的主要特征包括如下两点：飞越航空器居多；低性能和高性能的航空器混合运行。以上这两方面是管制员的负荷和空域复杂度的主要影响因素。因此，在此空域内，管理空域复杂度和管制员工作负荷会仍然重要。
二.远期规划研究进展
随着机载设备性能的发展和完善，动态区域导航航路和非限制性航路会发挥更大的作用。总体上，将美国空域分为4类：
1.自动保证间隔空域（FL350及以上）
2.高空空域（FL250-350）
3.低空空域（地面-FL250）
4.超密度大都市空域（地面-FL250），繁忙大都市机场周边空域。
1.自动保证间隔区域
在高空空域的上层，航空器可依赖地面设备或是机载设备来实施自动保证间隔，因为基本上不再依赖管制员来调配飞行冲突，自动保证间隔运行可为用户提供更为彻底的灵活性，提高空域容量。当然，需要多功能的自动化工具和决策支持工具以支持自动保证间隔运行，这些自动化工具包括地基自动保证间隔自动化工具，机载自动保证间隔自动化工具；而且，数据链，自动相关监视广播（ADS-B），依然会继续发挥作用。在此空域内，会一切有可能的地方为航空器提供尽可能多的灵活性，而仅在必要的地方保留空域的结构性。
2.高空空域
自上而下，国家空域的第二层被命名为高空空域，这与中期规划中描述的高空空域的概念比较相似。在考虑天气状况和需求状况的因素下，高空空域充分利用动态区域导航航路，空域调整预案，动态划分扇区技术。高空空域内的扇区是无差异化的，这些大的扇区在程序上会十分相似。对于无差异空域，未来的研究热点包括研发尽可能简单化的功能、任务和空域结构，以便使管制员在自动化工具的协助下，不再依靠空域的“地方特征”，也无需记忆空域的某些特殊细节。决策支持工具可促进管制员的可交换性。随着数据链的大量使用，因协调而产生的工作负荷会减少，管制员能够处理更大范围的扇区。在高空空域，依然是由人来保证间隔，但会有自动化工具来支持人的决策[3]。此外，在此空域内运行的航空器的性能会十分接近，例如速度，转弯率，上升率，和下降率，这也降低了空域复杂度和管制员工作负荷。在此空域内，RNP能力和数据链能力是必须的。
3.超密度大都市空域
自上而下的第三层包括两种类型的空域：一种是超密度大都市空域，另一种是其它低空空域。在地理位置上，超密度大都市空域十分接近超密度机场和繁忙的大都市区域。机场物理条件变化，及由此引出的航路和空域的连锁变化，都会以自动化的方式进行处理。高度结构化的静态和动态航路依然是必要的；根据需求变化和天气变化，动态划分扇区，采用空域调整预案以匹配航路，这些措施都可提供灵活性和提升系统效率。在终端区，将比以往更多的使用动态区域导航航路，这将充分利用航空器的RNP能力。进离场航路是区域导航航路，在考虑风的因素下，会提供较多的灵活性；而动态的进离场空中高速航路可提供更多的灵活性。管制员的作用是负责管理空中交通流，而不是若干飞机。
4.其它低空空域
在超密度大都市空域以外的低空空域被称为其它低空空域，管制员负责调配航空器之间的间隔。管理这类空域是最具有挑战性的，因为在此空域内运行的航空器性能差异非常大，高性能航空器和低性能航空器混合运行，这类空域也需要决策支持工具来探测和解决冲突，此外，还有飞越航空器运行。一些结构化的空域构件，如扇区，航路，会依旧发挥作用，以协助管理者维持运行效率；这类空域或许是最复杂的，因此要求空域结构化的程度高于其它几类空域。此外，需要为有相应机载设备和能力的航空器设置一些区域导航航路，空域调整预案和动态划分扇区也需要区域导航航路，所以，静态的区域导航航路依然会发挥作用。
作者简介：冯晓磊，生于1981年12月，汉族，单位：中国民用航空中南地区空中交通管理局海南分局
一.中期规划研究进展
全部空域被分成高空空域和低空空域，其中低空空域又可分为两类：超密度大都市空域和其它低空空域。
1.高空空域
此空域的基本构件是扇区、区域导航航路、空中高速航路及某些当前正在使用的空域构件。随着机载设备性能的提高，航空器可更多的依靠静态区域导航航路和动态区域导航航路，及非限制性航路。在高空空域的上部，机载设备满足一定性能要求的航空器就可自行拟定满足自己偏好的航路。“空域调整预案”方法可处理因天气产生的需求-容量不平衡问题，管理者可为航空器开辟新的航路，以避开恶劣天气，同时管理者可以调整空域，以重新分配工作负荷及空域容量。如果仅靠动态划分扇区还不能完全解决需求-容量之间的不平衡，管理者可采用流量管理的限制措施。
2.超密度大都市空域
机场物理条件的变化可引发低空空域和高空空域的连锁反应，终端区空域的大小和形状会随之变化，可利用空域调整预案和动态划分扇区来减少由此产生的需求-容量的不平衡矛盾。高密度的大都市地区可有多条区域导航航路，以提供汇聚间隔服务。FAA正在调研一个叫做“大空域”新概念，这个概念聚集于8个大都市区域，在这些区域，进离场航线将被重新设计以充分利用区域导航技术。“大空域”的概念主要包括：扩大3英里间隔的使用范围；在18000英尺以上使用目视间隔标准；使用双向的进离场航路；创造更多的区域导航航路；改善空中交通流量管理。
3.其它低空空域
其它低空空域与当前的低空空域相似，管制员负责保证间隔。根据需求变化和天气变化，每天可多次动态划分扇区；在恶劣天气下，采用空域调整预案以匹配航路。配有相应机载设备的航空器可充分利用动态区域导航航路。此空域的主要特征包括如下两点：飞越航空器居多；低性能和高性能的航空器混合运行。以上这两方面是管制员的负荷和空域复杂度的主要影响因素。因此，在此空域内，管理空域复杂度和管制员工作负荷会仍然重要。
二.远期规划研究进展
随着机载设备性能的发展和完善，动态区域导航航路和非限制性航路会发挥更大的作用。总体上，将美国空域分为4类：
1.自动保证间隔空域（FL350及以上）
2.高空空域（FL250-350）
3.低空空域（地面-FL250）
4.超密度大都市空域（地面-FL250），繁忙大都市机场周边空域。
1.自动保证间隔区域
在高空空域的上层，航空器可依赖地面设备或是机载设备来实施自动保证间隔，因为基本上不再依赖管制员来调配飞行冲突，自动保证间隔运行可为用户提供更为彻底的灵活性，提高空域容量。当然，需要多功能的自动化工具和决策支持工具以支持自动保证间隔运行，这些自动化工具包括地基自动保证间隔自动化工具，机载自动保证间隔自动化工具；而且，数据链，自动相关监视广播（ADS-B），依然会继续发挥作用。在此空域内，会一切有可能的地方为航空器提供尽可能多的灵活性，而仅在必要的地方保留空域的结构性。
2.高空空域
自上而下，国家空域的第二层被命名为高空空域，这与中期规划中描述的高空空域的概念比较相似。在考虑天气状况和需求状况的因素下，高空空域充分利用动态区域导航航路，空域调整预案，动态划分扇区技术。高空空域内的扇区是无差异化的，这些大的扇区在程序上会十分相似。对于无差异空域，未来的研究热点包括研发尽可能简单化的功能、任务和空域结构，以便使管制员在自动化工具的协助下，不再依靠空域的“地方特征”，也无需记忆空域的某些特殊细节。决策支持工具可促进管制员的可交换性。随着数据链的大量使用，因协调而产生的工作负荷会减少，管制员能够处理更大范围的扇区。在高空空域，依然是由人来保证间隔，但会有自动化工具来支持人的决策[3]。此外，在此空域内运行的航空器的性能会十分接近，例如速度，转弯率，上升率，和下降率，这也降低了空域复杂度和管制员工作负荷。在此空域内，RNP能力和数据链能力是必须的。
3.超密度大都市空域
自上而下的第三层包括两种类型的空域：一种是超密度大都市空域，另一种是其它低空空域。在地理位置上，超密度大都市空域十分接近超密度机场和繁忙的大都市区域。机场物理条件变化，及由此引出的航路和空域的连锁变化，都会以自动化的方式进行处理。高度结构化的静态和动态航路依然是必要的；根据需求变化和天气变化，动态划分扇区，采用空域调整预案以匹配航路，这些措施都可提供灵活性和提升系统效率。在终端区，将比以往更多的使用动态区域导航航路，这将充分利用航空器的RNP能力。进离场航路是区域导航航路，在考虑风的因素下，会提供较多的灵活性；而动态的进离场空中高速航路可提供更多的灵活性。管制员的作用是负责管理空中交通流，而不是若干飞机。
4.其它低空空域
在超密度大都市空域以外的低空空域被称为其它低空空域，管制员负责调配航空器之间的间隔。管理这类空域是最具有挑战性的，因为在此空域内运行的航空器性能差异非常大，高性能航空器和低性能航空器混合运行，这类空域也需要决策支持工具来探测和解决冲突，此外，还有飞越航空器运行。一些结构化的空域构件，如扇区，航路，会依旧发挥作用，以协助管理者维持运行效率；这类空域或许是最复杂的，因此要求空域结构化的程度高于其它几类空域。此外，需要为有相应机载设备和能力的航空器设置一些区域导航航路，空域调整预案和动态划分扇区也需要区域导航航路，所以，静态的区域导航航路依然会发挥作用。
作者简介：冯晓磊，生于1981年12月，汉族，单位：中国民用航空中南地区空中交通管理局海南分局
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