基于沖突風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的空域規(guī)劃和設(shè)計(jì)的框架-資料下載頁(yè)
2025-05-13 23:42本頁(yè)面
【正文】 應(yīng)用為了說(shuō)明發(fā)展的模型，考慮以下兩個(gè)例子：（a）假設(shè)的航路部門(mén)進(jìn)行敏感性分析。并且（b）一個(gè)真正的航路扇區(qū)被用于在一個(gè)給定的空域的峰值小時(shí)期間來(lái)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)。 假設(shè)的途中部門(mén)扇區(qū)（圖11）包含兩個(gè)單向和一個(gè)雙向氣道以及四個(gè)飛行高度層（例如，F(xiàn)L320，330，340，350）。通過(guò)特定的部門(mén)的總流量為Q =28架/ h，其中氣道AWY1和AWY2上Q1 = Q2 =10架/ h， AWY3上Q3= 8架/小時(shí)，并且其中有一半向東一半向西。氣道是相互依存的，形成兩個(gè)交點(diǎn)和（圖11）。氣道AWY1，AWY2和AWY3的長(zhǎng)度分別是：180 NM，195 NM和210 NM。平均飛機(jī)地面速度對(duì)AWY1和AWY2是450 KT的，對(duì)AWY3則是400KT。機(jī)構(gòu)以分析需求變化的影響（交通流量）和供應(yīng)（部門(mén)幾何）敏感性分析的基準(zhǔn)的方式對(duì)進(jìn)一步情況進(jìn)行界定。飛機(jī)上在每個(gè)氣道上的FL分布在表2中給出。 方案1 需求變化通過(guò)AWY3上交通流的多樣化來(lái)看需求變化風(fēng)險(xiǎn)值的敏感度。為了說(shuō)明，假定流量值Q3 =4，8和12架/小時(shí)。Smin的值各不相同，分別是10，5，3海里，而HMIN不變（1000英尺）。給定的扇區(qū)按小時(shí)（風(fēng)險(xiǎn)）的沖突數(shù)量依賴(lài)于AWY3的交通流量，圖示12。我們可以從圖中觀(guān)察到的增加的流量，以及Smin的產(chǎn)生導(dǎo)致的每小時(shí)增加的潛在沖突數(shù)。這其實(shí)是根據(jù)以前的一些文件（達(dá)塔和奧利弗，1991年舍拉利等人，2000。 Willemain，2003年）的結(jié)論。圖11 扇形幾何圖12 給定AWY3的交通流量的部門(mén)依賴(lài)的每小時(shí)沖突數(shù)目（風(fēng)險(xiǎn)）。 方案2–供給變化AWY3長(zhǎng)度是用來(lái)表示在供應(yīng)方面的變化。改變AWY3的長(zhǎng)度，則假定空域的形狀也改變了（圖13）。長(zhǎng)度D3= 210和D3 = 240 （向西擴(kuò)展AWY3）可用于說(shuō)明。分離極小值與1相同。依賴(lài)于氣道長(zhǎng)度D3的每小時(shí)的沖突數(shù)目，見(jiàn)圖14?？梢钥闯?，增加了氣道的長(zhǎng)度與減少smin一樣，都會(huì)在需求不變的情況下使每小時(shí)沖突減少。這一事實(shí)也與以前工作的結(jié)論相符（塔和奧利弗，1991；sherali等人 2000）。圖13 空域形狀變化影響AWY3長(zhǎng)度增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：不改變基礎(chǔ)設(shè)施（部門(mén)和氣道長(zhǎng)度）情況下，增加交通需求會(huì)導(dǎo)致更高風(fēng)險(xiǎn)的沖突。不改變交通需求情況下，增加部門(mén)和氣道長(zhǎng)度可以減少?zèng)_突風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)這些結(jié)果可以得出結(jié)論，平衡的基礎(chǔ)設(shè)施的變化與交通需求的變化可能導(dǎo)致減少?zèng)_突風(fēng)險(xiǎn)，且同時(shí)增加空域容量。 真正的航路部門(mén)東北界塞爾維亞共和國(guó)領(lǐng)空選擇可以用于說(shuō)明在給定的領(lǐng)空給定的時(shí)間段時(shí)風(fēng)險(xiǎn)的確定。氣道結(jié)構(gòu)、入境/出境點(diǎn)以及交通負(fù)荷見(jiàn)圖15。選擇22架飛機(jī)每小時(shí)的交通負(fù)荷來(lái)代表2005年高峰日的最高每小時(shí)負(fù)荷。圖14 特定區(qū)域的依賴(lài)長(zhǎng)度D3的每小時(shí)沖突數(shù)目（風(fēng)險(xiǎn)）圖15 東北區(qū)域（塞爾維亞共和國(guó)領(lǐng)空）表3氣道和FL的交通分布選定其中一天來(lái)分析流量，在不改變飛行FL情況下可以確定飛機(jī)的平均速度是430KT。表3中給出的流量分布的上氣道和FLs，以及氣道的長(zhǎng)度。此外，氣道上的潛在沖突和熟悉度的分布結(jié)果列于表4。結(jié)果列于表5中。此表包含每個(gè)氣道過(guò)境點(diǎn)和沖突風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)率為Smin的各種值（10％，5和3 NM）。假設(shè)風(fēng)險(xiǎn)是累積性的，計(jì)算每個(gè)部門(mén)的總風(fēng)險(xiǎn)（Mehadhebi和Lazaud，2004年坎貝爾，2005年）。顯然表5中的某些氣道交叉點(diǎn)有沒(méi)有發(fā)生沖突的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)闆](méi)有交通。然而，流量波動(dòng)讓我們得出結(jié)論，風(fēng)險(xiǎn)值不是恒定的：他們隨時(shí)間波動(dòng)。在表5中的概率數(shù)字也可以用來(lái)確定氣道交叉最高沖突概率，也就是說(shuō)，發(fā)生沖突的風(fēng)險(xiǎn)最高。因此，給定的氣道網(wǎng)絡(luò)的個(gè)人（每個(gè)氣道交叉點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)）時(shí)，隨著時(shí)間的推移產(chǎn)生通訊流量的變化，總風(fēng)險(xiǎn)值的變化以及風(fēng)險(xiǎn)分配的變化。計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值（包括個(gè)人和總風(fēng)險(xiǎn)值）應(yīng)被理解為相對(duì)路徑，即適用于眾多的時(shí)間表的情況比較，沒(méi)有與TLS國(guó)際法規(guī)比較（布魯克，B，2004年，2005年）。表4氣道口岸和FLs的潛在的沖突分布。表5沖突的可能性和風(fēng)險(xiǎn)的最小間隔。所分析的扇區(qū)被選為方案，在該方案中給定扇區(qū)被分成兩個(gè)較小的扇區(qū)來(lái)表示一個(gè)參考情景?？梢苑譃椋▓D16）：方案A：東部和西部部門(mén)。方案B：北部和西部部門(mén)。方案C：西北和東南部門(mén)。圖 16 東北區(qū) 可分為兩個(gè)部門(mén)。輸入內(nèi)容與參考情景中的相同。圖17是計(jì)算出的每種情況下的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)個(gè)人（每扇區(qū)）和總風(fēng)險(xiǎn)值（空域），方案A可以選擇最合適的部門(mén)分為兩塊。方案B和C有較高的風(fēng)險(xiǎn)值，這使得他們不作進(jìn)一步審議（圖18）。從圖17和18可能會(huì)錯(cuò)誤地得出結(jié)論：減少最小間隔可以使風(fēng)險(xiǎn)降低。事實(shí)是，因?yàn)檩^低的沖突概率與較小的最小間隔，在這種情況下，長(zhǎng)度較短的關(guān)鍵部分引起的風(fēng)險(xiǎn)值會(huì)較低。從理論上講，在最小間隔變得無(wú)限小時(shí)，沖突概率將成為碰撞概率；沖突的風(fēng)險(xiǎn)將成為發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。在這里，使用的最小間隔僅作說(shuō)明用途。此外，方案A分析流量的增加如何影響總的風(fēng)險(xiǎn)值。為了這個(gè)目的，18，64和94的航線(xiàn)上每小時(shí)的流量從1增加到2。進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：5％的流量的增加（增加的交通流路線(xiàn)上18）。10％的流量增加（增加交通流路線(xiàn)18和64）。15％流量的增加（增加18，64和94航線(xiàn)上的交通流）。結(jié)果見(jiàn)圖19. 很顯然，流量的增加導(dǎo)致總風(fēng)險(xiǎn)值增加。此事實(shí)證明，風(fēng)險(xiǎn)不具有恒定的值的假設(shè)。圖17 對(duì)于不同的場(chǎng)景和分離的風(fēng)險(xiǎn)值最小應(yīng)用。圖18 不同的場(chǎng)景和最低間隔標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的總風(fēng)險(xiǎn)值的比較。圖19 方案A和增加流量的總風(fēng)險(xiǎn)值的比較。6 結(jié)論本文提出了一種基于空域規(guī)劃和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上為了防止防止飛機(jī)沖突和碰撞沖突的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架。所提出的框架的設(shè)計(jì)與國(guó)際民航組織的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型是互補(bǔ)的，且本質(zhì)上是分層次的，包含三個(gè)規(guī)劃層次：戰(zhàn)略，戰(zhàn)術(shù)和運(yùn)作。作為擬議框架的第一步，本文還介紹了沖突的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和空域戰(zhàn)略規(guī)劃。在戰(zhàn)略規(guī)劃層面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型主要是用于比較的。在空域設(shè)計(jì)和組織的過(guò)程中，空域的設(shè)計(jì)師都試圖找到更高的容量與更低沖突風(fēng)險(xiǎn)的概率。該模型是基于三個(gè)主要假設(shè)：（a）沒(méi)有流量就沒(méi)有任何風(fēng)險(xiǎn)。（b）風(fēng)險(xiǎn)值是恒定的。（c）風(fēng)險(xiǎn)值呈正相關(guān)的交通需求和負(fù)空域。發(fā)展模型允許對(duì)沿著氣道的交點(diǎn)處沖突和沖突概率進(jìn)行數(shù)值的估計(jì)。此外，該模型還允許確定最合適的組合的需求和供給平衡風(fēng)險(xiǎn)和容量需求（更小風(fēng)險(xiǎn)，更大容量）。該模型用于TMA空域及航路的使用。模型應(yīng)用的例證表明：在給定的空域，除了領(lǐng)空幾何（氣道長(zhǎng)度和航路交叉角）之外，沖突的風(fēng)險(xiǎn)也取決于流量、平均流量的速度、飛機(jī)平均到達(dá)間隔時(shí)間以及應(yīng)用的最小間隔。此外，它表明，風(fēng)險(xiǎn)值對(duì)交通需求以及空域的變化都很敏感。進(jìn)一步的研究將考慮應(yīng)用開(kāi)發(fā)模型在現(xiàn)實(shí)生活中、大型案件以及發(fā)展規(guī)劃模型、戰(zhàn)術(shù)和作戰(zhàn)層面上的應(yīng)用。致謝這項(xiàng)研究的項(xiàng)目支持來(lái)源于“在塞爾維亞的航空運(yùn)輸系統(tǒng)（包括航空公司，機(jī)場(chǎng)，空中交通管制） 安全，高效，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境方面的發(fā)展情況進(jìn)行評(píng)估方法”，且由國(guó)家科技部委托技術(shù)塞爾維亞共和國(guó)根據(jù)該計(jì)劃在20082011年期間的技術(shù)開(kāi)發(fā)研究的發(fā)展。作者希望感謝審稿者和編輯提出的對(duì)本文有益的建議。33 /
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