基于PBN的空域規劃與安全評估探索

隨著我國空中流量的日益增多，也暴露出有限的空域資源與航空器飛行之間的沖突，傳統導航方式的空域結構顯現出滯后性，難以滿足日益增長的飛行需求。為此，要引入先進的PBN概念，做好空域規劃和安全評估工作，較好地優化利用可用空域，提升空域容量，確保整體運行經濟及飛行安全。

1　PBN概述及其運行特點分析

由于傳統導航方式受到諸多條件的限制和制約，導致空域資源利用率降低，難以滿足有限空域資源與航空飛行的沖突和現實需求，為此可以引入先進的PBN概念，它主要是對特定空域環境及適合的導航結構中的區域導航系統的功能描述，包涵導航規范、支持系統運行的導航設施、導航應用等三個基礎性因素，體現出精確性、完整性、可用性、連續性的導航，實現了由導航臺導航向性能導航的轉變。

PBN的運行特點具體表現為以下方面：（1）空域安全性。PBN飛行程序充分體現出其極高的導航精度，能夠在終端區實現對飛機的水平引導和垂直引導，確保飛機在連續穩定的飛行下降程序引導下運行，較好地規避了飛行撞地的風險。（2）空域容量。PBN飛行程序的保護區寬度恒定且相對狹窄，可以較好地縮小飛機的縱橫向間隔，擴大空域容量，減少空域飛行的沖突。（3）空域運行效率。基于PBN飛行程序的應用，可以靈活設置航路點，使航路點的位置、結構得以優化，并減少了陸空話音通信和雷達引導，極大地提升了空域運行效率和管制效率。（4）空域運行成本。基于PBN飛行程序的飛行航徑更加靈活，節約了航空飛行的油耗，降低了空域運行成本，提升了航空飛行的經濟效益。（5）環境保護。基于PBN飛行程序的應用，可以保持飛機連續下降進場的程序，減少航空飛行帶來的廢棄物排放和噪音污染，增強航空飛行的環境保護質量。

2　基于PBN飛行程序的空域規劃與安全評估應用

2.1　影響空域運行安全的因素分析

2.1.1靜態因素

對于空域運行安全的靜態因素，主要包括以下幾種：① 空域結構因素。它重點反映空域的體積、基本可用資源，如：扇區的垂直、水平邊界；扇區邊界點；扇區導航臺的位置、性能；扇區障礙物的分布；扇區內的危險區、內禁區、限制區等特殊空域。②管制規則因素。這主要包括：相鄰扇區的移交協議；扇區內的飛行規則；管制服務等級；飛機安全間隔；飛機通過空中走廊的高度等，是確保空域安全有序運行的基礎條件。③設施設備因素。這主要包括地面設施、機載設備、雷達和通信設備等，這些機載設備和地面設備的數量、性能及分布是極為重要的基礎。

2.1.2動態因素

對于影響空域運行安全的動態因素，主要包括有：①航線結構。這主要包括航線數量、走向及開閉時間；航線的高度層配備及最低可用高度層；臨時航線及特殊航線的位置、高度；航線交叉點的數量及分布等。②交通流態勢。這主要有航線上的交通流量；飛機機型比例；航線上各機型通過時間；飛機實際飛行航跡等。③人為因素。這主要是指飛行員及空中管制人員的技能水平；生理和精神狀態等對空域運行安全的影響。④軍航因素。軍用機場及活動對于部分航路也會產生影響，導致空域資源利用率下降。⑤天氣。惡劣天氣如低能見度、雷暴及湍流等都會對空域運行安全造成影響，導致扇區內部分航路航線無法使用。

2.2　基于PBN空域規劃與安全評估模型建構

基于PBN空域規劃與安全評估要依循一定的標準，考慮容量的增長變化情況、空中管制人員工作負荷的變化等，以風險信息為基礎選擇合理的空域規劃策略，較好地規避空域運行中的風險。

基于PBN的空域規劃與安全評估可以從戰略、戰術、運行三個層次進行規劃和安全評估，在這三個不同層面之中有不同的側重點，具體來說：

2.2.1戰略層面的空域規劃安全評估要在預測交通流、航空器類型及航空器對之間的碰撞風險值的前提下，預測和分析飛機沖突風險的可能性及頻次，要以沖突風險值為指標進行不同空域組織設計場景的比較，以更好地實現對空域航空飛行的扇區劃分，并重新設定安全目標水平，以較好地進行空域戰略規劃安全評估階段的決策。

2.2.2戰術層面的空域規劃安全評估則要在空域結構、飛機類型、交通流確定的條件下，以基本風險值為指標，全面考慮飛機之間沖突風險的持續時間及其嚴重性，并考慮事件沖突風險和總的沖突風險，合理建構基于PBN的空域戰術規劃安全評估模型，做好飛行計劃的評審、低風險飛行計劃擬定、低風險的時隙分配等規劃和安全評估，通過改變飛機進入扇區的時間、航線的重新分配、降低飛機速度等策略，較好地保障戰術規劃層面的空域安全。

綜上所述，基于PBN飛行導航方式下的空域規劃與安全評估是與空中交通日益增加相契合和適應的，由于傳統導航方式下的空域規劃難以滿足空中交通現實發展的需求，因而要引入先進的PBN概念，全面了解和利用PBN飛行導航方式的優勢特點，從戰略、戰術、運行等不同層面進行PBN的空域規劃與安全評估，全面考慮和分析各層次的航空飛行特點、航空飛行沖突風險概率、交通流等不同情況，建構不同規劃層面下的空域安全評估類型，較好地規避空域飛行風險，進行科學合理的決策。然而，基于PBN的空域規劃和安全評估研究還有待進一步深入，還要在以后的研究中考慮追尾沖突、TCAS等設備的影響等因素，更好地形成完善一體化的空域規劃安全評估系統。