2005年，美國(guó)聯(lián)邦航空治理局（FAA）開始規(guī)劃下一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)（NextGen），為航空業(yè)的變革進(jìn)行預(yù)備，將建立一個(gè)靈活高效的空管系統(tǒng)作為重要目標(biāo)之一。同期，為應(yīng)對(duì)持續(xù)增長(zhǎng)的航班需求，歐洲制定了空中交通治理總體規(guī)劃，提出歐洲單一天空空中交通治理項(xiàng)目（SESAR），以實(shí)現(xiàn)歐洲空管系統(tǒng)現(xiàn)代化。SESAR的演進(jìn)路徑與NextGen高度趨同，兩者共同作為主要?dú)饬?，孵化形成?a href="http://taicivideo.com/a/news/39767.html">全球普遍認(rèn)可的新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)概念。國(guó)際民航組織ICAO在國(guó)際共叫的條件下，組織制定了全球空中航行計(jì)劃（GANP），此后發(fā)布并持續(xù)更新航空系統(tǒng)組塊升級(jí)計(jì)劃（ASBU），而ASBU也成為各國(guó)空管現(xiàn)代化戰(zhàn)略的重要參考依據(jù)。

　　中國(guó)的空管現(xiàn)代化

　　2022年，民航局發(fā)布了《聰明民航建設(shè)路線圖》，聰明民航核心建設(shè)內(nèi)收留包括：聰明出行、聰明空管、聰明機(jī)場(chǎng)和聰明監(jiān)管。其中，聰明空管是指圍繞四強(qiáng)空管建設(shè)，構(gòu)建安全穩(wěn)、效率高、聰明強(qiáng)、協(xié)同好的新一代空中交通治理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廣域覆蓋感知、深度網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、數(shù)據(jù)融合賦能、智能協(xié)同響應(yīng)和聰明高效運(yùn)行，提升空中交通全局化、精細(xì)化、聰明化運(yùn)行能力和服務(wù)水平。路線圖設(shè)置了分階段的目標(biāo)，空管層面，到2025年，開展基于四維航跡的航班運(yùn)行示范應(yīng)用，在全國(guó)機(jī)場(chǎng)實(shí)施航空器尾流重新分類管制運(yùn)行，具備保障年起降1700萬架次能力。

　　第三，以自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視為核心的多元監(jiān)視，將新的和傳統(tǒng)的監(jiān)視技術(shù)融合應(yīng)用。其中，新的監(jiān)視技術(shù)主要指廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）。飛機(jī)將自身空間位置和軌跡通過數(shù)據(jù)鏈廣播到空間和地面，周邊飛機(jī)和地面管制員可以看到實(shí)時(shí)位置及飛行軌跡，這項(xiàng)技術(shù)是“基于航跡的運(yùn)行”（TBO）理念的重要基礎(chǔ)之一。

　　根據(jù)FAA的NextGen項(xiàng)目報(bào)告，目前，NextGen的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)基本完成，例如航路自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)代化（ERAM）、終端自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)代化更新（STARS）等軟件類自動(dòng)化平臺(tái)的應(yīng)用進(jìn)步了空管工作職員效率；新的數(shù)據(jù)鏈通訊DataComm、PBN航路和進(jìn)近程序投進(jìn)使用，航班飛行軌跡得到優(yōu)化、部分繁忙機(jī)場(chǎng)群空域得到調(diào)整，有助于減少航班飛行時(shí)間、降低油耗；ADS-B設(shè)備在監(jiān)視領(lǐng)域初步得到應(yīng)用；空域流量治理系統(tǒng)（TFMS）、基于時(shí)間的流量治理（TBFM）等自動(dòng)決策支持系統(tǒng)也初步產(chǎn)生效益。

　　第一，新一代空管系統(tǒng)的通訊以地空數(shù)據(jù)鏈為基礎(chǔ)，主要包括甚高頻數(shù)據(jù)鏈，高頻數(shù)據(jù)鏈、通訊衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈和機(jī)場(chǎng)移動(dòng)航空通訊系統(tǒng)為代表的一批數(shù)據(jù)通訊技術(shù)。在傳統(tǒng)的通訊方式中，飛行員與空管主要通過無線電進(jìn)行語音交流，發(fā)出指令和確認(rèn)指令的過程不僅耗時(shí)，還可能出現(xiàn)信息傳達(dá)錯(cuò)誤。新的數(shù)據(jù)通訊技術(shù)答應(yīng)空管和飛行員之間相互傳遞數(shù)字信息，實(shí)現(xiàn)快速正確的指令傳遞與確認(rèn)。

　　PBN是飛行運(yùn)行方式的重大變革，能夠有效促進(jìn)民航持續(xù)安全，增加空域收留量，減少地面導(dǎo)航設(shè)施投進(jìn)，進(jìn)步節(jié)能減排效果。PBN的具體上風(fēng)還包括：精確地引導(dǎo)航空器，進(jìn)步飛行運(yùn)行安全性；提供垂直引導(dǎo)，實(shí)施連續(xù)穩(wěn)定的下降程序，減少可控飛行撞地（CFIT）的風(fēng)險(xiǎn)；改善全天候運(yùn)行水平，進(jìn)步航班正常性，保障地形復(fù)雜機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的安全；實(shí)現(xiàn)靈活和優(yōu)化的飛行航徑，增加飛機(jī)業(yè)載，減少飛行時(shí)間，節(jié)省燃油等。隨著新一代空管系統(tǒng)建設(shè)，目前，PBN已經(jīng)在全球得到不同程度的推廣和應(yīng)用。

　　新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)意味著空中交通管制從地面系統(tǒng)向以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的空中交通治理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。其主要技術(shù)變革主要體現(xiàn)在以下5個(gè)方面，分別是數(shù)據(jù)通訊、衛(wèi)星導(dǎo)航、多源監(jiān)視、全系統(tǒng)信息治理和協(xié)同決策。

　　全球民航和空管系統(tǒng)都在經(jīng)歷新一輪的技術(shù)變革。當(dāng)前，以新一代信息技術(shù)融合應(yīng)用為主要特征的聰明民航正全方位重塑民航業(yè)的形態(tài)、模式和格式，空管現(xiàn)代化（新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)）正是其中的重要內(nèi)收留之一?？沼蛑卫硎呛娇諛I(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，出于不中斷增長(zhǎng)的航空需求和運(yùn)行多樣性的需要，空管運(yùn)行概念和規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)正在重塑。

　　小結(jié)

　　第四，全系統(tǒng)信息治理（SWIM）理念，是實(shí)現(xiàn)空管系統(tǒng)數(shù)字化、一體化的基礎(chǔ)設(shè)施，其核心理念是在航空系統(tǒng)各參與方的信息系統(tǒng)之上建立信息共享平臺(tái)。SWIM將航空各類信息進(jìn)行整合，發(fā)揮信息在決策支持中的作用，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)透明、開放、共享，實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的買通。

　　基于性能的導(dǎo)航（PBN）具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義，是我國(guó)從航空大國(guó)向航空強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，建設(shè)新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。早在2009年，民航局發(fā)布了《基于性能的導(dǎo)航實(shí)施路線圖》，將中國(guó)民航PBN實(shí)施分為三個(gè)階段，近期（2009-2012）、中期（2013-2016）、遠(yuǎn)期（2017-2025）。近期實(shí)現(xiàn)PBN重點(diǎn)應(yīng)用，中期實(shí)現(xiàn)PBN全面應(yīng)用，遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)PBN與CNS/ATM系統(tǒng)整合，成為我國(guó)發(fā)展“新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)”的基石之一。2010年，民航局發(fā)布了《在終端區(qū)和進(jìn)近中實(shí)施RNP的運(yùn)行批準(zhǔn)指南》，PBN開始正式推進(jìn)實(shí)施。目前，RNPAPCH類精密進(jìn)近程序以及RNPAR已在國(guó)內(nèi)得到廣泛實(shí)施（RNP是PBN規(guī)范的一種），減少了非精密進(jìn)近的使用，有效提升了運(yùn)行安全水平。

　　空管現(xiàn)代化的定義

　　美國(guó)空管現(xiàn)代化現(xiàn)狀

　　面向未來，新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的終縱目標(biāo)是基于航跡的運(yùn)行（TBO），這將完全有別于傳統(tǒng)的基于空域扇區(qū)的運(yùn)行。TBO是目前國(guó)際民航界普遍公認(rèn)的下一代航行系統(tǒng)核心運(yùn)行理念，是應(yīng)對(duì)航空運(yùn)輸量持續(xù)快速增長(zhǎng)的革命性解決方案，用于在整個(gè)運(yùn)營(yíng)過程中對(duì)航班進(jìn)行總體規(guī)劃、治理和優(yōu)化。TBO依靠于空中和地面系統(tǒng)之間的信息交換、飛機(jī)精確飛行路線的能力以及基于時(shí)間的治理，其核心在于時(shí)間精確可控，基于經(jīng)度、緯度、高度和時(shí)間4個(gè)維度的精確數(shù)據(jù)，在空管、航空公司、機(jī)場(chǎng)、航空器等相關(guān)方之間實(shí)時(shí)共享和動(dòng)態(tài)維護(hù)航跡動(dòng)態(tài)信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多方協(xié)同決策。

　　2019年，民航局發(fā)布了中國(guó)民航航空器尾流重新分類方法與間隔標(biāo)準(zhǔn)（RECAT-CN），實(shí)現(xiàn)了從理論突破、技術(shù)攻關(guān)到規(guī)章起草、落地應(yīng)用的全流程覆蓋，目前正在北京、上海等12個(gè)主要機(jī)場(chǎng)推廣應(yīng)用。

　　第二，衛(wèi)星導(dǎo)航的成熟和應(yīng)用，是基于性能的導(dǎo)航（PBN）實(shí)現(xiàn)的先決條件。在航空飛行中，傳統(tǒng)導(dǎo)航是利用地面導(dǎo)航臺(tái)信號(hào)，通過向臺(tái)或背臺(tái)飛行實(shí)現(xiàn)對(duì)航空器的引導(dǎo)，因此，航路劃設(shè)和終端區(qū)飛行程序受地面導(dǎo)航臺(tái)布局和設(shè)備種類的制約。從單純依靠地面導(dǎo)航臺(tái)演變成依靠自身設(shè)備、空間設(shè)備或多重設(shè)備結(jié)合，不僅導(dǎo)航精度得到進(jìn)步，飛行路線也更加靈活多變，空域使用效率得到極大進(jìn)步，更加先進(jìn)、可靠的進(jìn)近方式也成為可能。

　　空管現(xiàn)代化的目標(biāo)

　　其中，值得單獨(dú)說明的是TFMS和TBFM?？沼蛄髁恐卫硐到y(tǒng)（TFMS）是美國(guó)傳統(tǒng)空管系統(tǒng)的升級(jí)版本，它能夠緩解例如極端天氣等原因造成的協(xié)調(diào)和調(diào)整航班的題目，當(dāng)計(jì)劃航路出現(xiàn)延誤時(shí)，航空公司可通過該系統(tǒng)選擇并提交其他航路方案，以減少延誤時(shí)間。基于時(shí)間的流量治理（TBFM）則是一個(gè)用于規(guī)劃飛機(jī)從巡航高度下降到進(jìn)近管制空域的飛行軌跡的系統(tǒng)，它利用時(shí)間這一變量，通過對(duì)飛機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算出經(jīng)過空中重要節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，因此，空管職員可以通過指定某個(gè)時(shí)間某架飛機(jī)到達(dá)的地點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)的排序和調(diào)度，能夠在不影響飛機(jī)安全的情況下，最大程度地提升空域收留量。

　　提升運(yùn)行效率方面，將建設(shè)國(guó)家級(jí)流量治理系統(tǒng)和協(xié)同決策系統(tǒng)，完善大面積延誤應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制MDRS；全面應(yīng)用國(guó)際民航組織新型尾流間隔標(biāo)準(zhǔn)（RECAT），完善多跑道運(yùn)行模式，鐵路運(yùn)輸 上?？者\(yùn)，有條件的機(jī)場(chǎng)實(shí)施目視間隔和目視進(jìn)近，具備管制服務(wù)能力的空域進(jìn)一步縮小飛行間隔，提升空管系統(tǒng)運(yùn)行效率。

　　除基礎(chǔ)設(shè)施和建設(shè)以外，F(xiàn)AA還一些通過標(biāo)準(zhǔn)層面的優(yōu)化創(chuàng)新，例如尾流重新分類（RECAT），有效地提升了美國(guó)空域收留量。飛機(jī)在飛行過程中可能遭遇尾流風(fēng)險(xiǎn)，飛機(jī)之間前后與垂直間隔必須保持最小尾流間隔，機(jī)型分類方法是尾流間隔計(jì)算的基礎(chǔ)和依據(jù)。機(jī)型分類標(biāo)準(zhǔn)越精細(xì)，前后確定的間隔越精準(zhǔn)，飛機(jī)間隔就存在縮小空間，進(jìn)而增加空域收留量。RECAT概念就是一種新的機(jī)型分類標(biāo)準(zhǔn)，它首次在2007年被歐洲提出，2009年，美國(guó)開始與歐洲合作開展RECAT可行性研究。這一概念將以往基于最大騰飛重量的機(jī)型分類方法調(diào)整為綜合考慮最大騰飛重量和翼展等因素，使得機(jī)型分類標(biāo)準(zhǔn)更加精細(xì)化。目前，RECAT已經(jīng)在美國(guó)部分關(guān)鍵機(jī)場(chǎng)得到應(yīng)用，根據(jù)FAA規(guī)劃，未來幾年將推進(jìn)在美國(guó)所有機(jī)場(chǎng)同一部署。