淺析民航數(shù)字化管制應用服務

郭 娜

（中國民用航空空中交通管理站，廈門 361006）

目前，中國民航已有近五十個機場塔臺提供基于空地數(shù)據(jù)鏈通信的數(shù)字化通播（D-ATIS）服務和數(shù)字化起飛前放行（DCL）服務。實現(xiàn)了“靜默”指揮，避免了放行頻率擁塞，提高了放行服務安全性和可靠性，消除了語音通話過程中可能出現(xiàn)的人為通話錯誤。中國民航99座以上客機95%以上具備了DCL/D-ATIS服務能力，減少了飛行員放行頻率“排隊”時間，可直接通過機載打印機打印放行數(shù)據(jù)，避免了人為錯、忘、漏放行信息。這諸多優(yōu)勢促使數(shù)字化管制應用服務從塔臺向飛行全階段推進。

1 研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向

從之前的基于程序的管制發(fā)展到現(xiàn)今基于監(jiān)視的管制，可以獲知當前航空器位置從而估算航空器計劃位置；進而向飛行全階段數(shù)字化管制發(fā)展，可以獲知并共享當前和計劃的航空器位置。根據(jù)歐洲單一天空計劃，在歐洲內(nèi)陸密集航路空域，從2020年2月5日起強制在FL285以上高度層實施CPDLC數(shù)據(jù)鏈空管服務。目前，我國在西部L888等航路提供符合PBCS運行規(guī)范的ADS-C/CPDLC服務，同時還開展基于DCL和D-ATIS指令集的航班計劃起飛時間CTOT、滑行路線、航路顛簸等應用研究以及初始四維航跡試驗等[1]。根據(jù)民航空管系統(tǒng)“十三五”發(fā)展規(guī)劃第42項任務，研究符合我國空域特點的數(shù)字化管制服務需求和應用技術，推動基于空地數(shù)據(jù)通信的空管應用技術發(fā)展。主要包括：（1）開展我國數(shù)字化管制服務需求研究，內(nèi)容涵蓋國內(nèi)外標準和規(guī)劃、空管和航空公司現(xiàn)狀及需求；（2）開展我國數(shù)字化管制服務應用技術研究，根據(jù)我國不同空域類型及不同飛行階段，包括繁忙雷達管制區(qū)域、普通雷達管制區(qū)、程序管制區(qū)，研究符合我國數(shù)字化管制服務需求的管制服務指令規(guī)范；（3）結(jié)合基于通信監(jiān)視的性能（PBCS）要求，進行地空數(shù)據(jù)鏈通信性能匹配指標評估；（4）研發(fā)飛行全階段數(shù)字化管制服務驗證平臺，并進行驗證評估；（5）形成我國飛行全階段數(shù)字化管制服務發(fā)展路線圖。

2 基于指令集的數(shù)字化管制應用服務

我國民航99座以上航空器DCL和D-ATIS航電設備指令集支持率超過97%。符合AEEC623標準的DCL/DATIS指令集支持以下地面服務—航電設備服務流程：（1）地面服務-＞機組：可靠點對點或群廣播服務；（2）地面服務-＞機組：可靠點對點信息發(fā)布及一鍵確認；（3）機組-＞地面服務：按需請求，定制化應答（點播）。

2.1 基于AEEC623指令集的CTOT服務

采用D-ATIS協(xié)議集，適應國內(nèi)全部航空器航電設備，無需進行額外的設備投入；飛行員按需自主提取CTOT信息，無需管制員參與，避免了頻繁詢問；避免ATC主動向航空器廣播，造成機組無需被動獲取；可實現(xiàn)同時向航空公司簽派部門發(fā)布。

2.2 基于AEEC623指令集的滑行路線研究

機組在起飛、降落階段，塔臺管制員基于語音指令發(fā)布場面滑行路線，飛行員收聽指令并抄錄再進行復述，工作量大且易出現(xiàn)人為因素導致指令理解錯誤。采用DCL協(xié)議集，支持95%以上航空器，管制員通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)布滑行路線，飛行員接收指令并一鍵確認，簡化了工作流程，避免了人為因素導致的安全隱患。

2.3 基于AEEC623指令集的管制指令和信息發(fā)布/確認服務

采用DCL協(xié)議集，適應國內(nèi)全部航空器航電設備，無需進行額外的設備投入；支持飛行員一鍵指令確認（ACCEPT），為管制員自動判斷指令發(fā)布成功與否；可實現(xiàn)同時向相關航空運行單位發(fā)布。

2.4 基于AEEC623指令集的空管增值服務

中國航空公司目前有1140架飛機，具備自動下發(fā)飛機顛簸報告能力。結(jié)合航班計劃和航班動態(tài)，計算影響航班列表，基于DCL指令集，向飛行員進行航路顛簸預警。基于現(xiàn)有航電FMS能力，擬開展類四維航跡運行服務，支持中國民航現(xiàn)有多數(shù)航空器。

2.5 中國民航特色的覆蓋飛行全階段數(shù)據(jù)化管制指令和信息服務

基于安全地空數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)覆蓋飛行全階段的數(shù)字化管制指令和信息。持續(xù)開展基于FANS的技術研究和驗證，同時充分利用和發(fā)掘中國民航AEEC623航電設備支持率優(yōu)勢，快速實現(xiàn)適合自身特色的數(shù)字化管制服務，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。利用地空數(shù)據(jù)鏈實時推送航班附近一定范圍內(nèi)全高度層雷達圖，提升航路飛行安全。

3 研究結(jié)果與展望

飛行全階段數(shù)字化管制服務技術已初步驗證，于2018年底，基于航跡運行驗證系統(tǒng)的校驗飛機已成功完成測試。技術人員將航空器總線來自全球定位系統(tǒng)（GPS）、飛行管理系統(tǒng)（FMS）等實時數(shù)據(jù)通過飛機接口設備（AID）傳輸至應用系統(tǒng)顯示界面中，動態(tài)顯示飛機實時位置、高度、速度、大氣參數(shù)等信息，并對數(shù)據(jù)有效性及準確性進行了驗證，實現(xiàn)了基于航跡運行空地協(xié)同的可視化展現(xiàn)。民航空管將持續(xù)推進基于數(shù)據(jù)鏈通信技術的飛行安全全階段數(shù)字化管制服務技術，逐步向覆蓋飛行全階段陸地密集航路的全面四維航跡運行過渡，最終實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)鏈通信技術的飛行全階段數(shù)字化管制服務。