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民航协同决策(CDM)概念分析与运用

发布时间:2019-05-10 01:39 来源:未知 编辑:admin

  近年来,全球航空运输发展势头迅猛,空中交通流量的上升造成了各国空中交通堵塞、航班延误。针对这种情况,各国政府都采取了相应的措施,如增加本国的空域范围与基础设施等。不可否认,这些举措缓解了现状,但随着各国国民经济的进一步发展,以上做法还不能从根本上解决空中交通的拥挤问题。各国逐步意识到航空运输一体化的重要性,提高相关部门之间的协同决策的能力,增强管制水平已成为了共识,而协同决策(collaborative decision making,简称CDM)正是一种在管制部门与航空公司之间进行协调的有效方法。

  协同决策的概念最早出现在美国联邦航空管理局的一次实验中,1993年9月,美国联邦航空管理局通过航空数据交换协议(FAA/airline data exchange,简称FADE)实验,考证航空公司给空中交通流量管理(air traffic flow management,简称ATFM)部门提供的航班时刻表信息是否能提高空中流量管理效率,实验表明,协同决策的应用能够大幅度减少航班总体延误。

  在空中交通运输系统中,空管、机场、航空公司等组织之间,以及各组织内部,在进行相应的工作过程中,往往需要多个组织同时参与一个工作流程,实现同一目标。但目前缺少一种标准化的协同机制,导致无论是在各组织之间还是组织内部都缺乏对工作流程所需信息的实时掌握,对资源的使用灵活性差、利用率低,造成了不必要的资源浪费。

  协同决策是一种政府与行业之间的联合行动,首先由管制部门定出约束条件,然后航空公司在这些约束条件下优化自己的运作,最后在决策问题上达成一致。协同决策将空管、航空公司和机场联系起来,通过信息交流、数据共享和改善决策支持工具,努力提高控制交通管理效率,确保空管、航空公司和机场获得用于计划运作的实时、准确的信息,帮助决策过程,旨在利用协作技术和程序改进空中交通流量管理,为各方提供最大利益。

  中国对协同决策的研究,往往被误解为仅仅是民航领域某工作流程中的参与者间实现数据共享,而实际上数据共享仅仅是协同决策中最为基础的内容,它所带来的影响还应包括两个方面:一方面是传统工作流程上的改变,各个参与者不再是相互割裂的单一流程,而需要建立一个完整的、为所有流程参与者所认可的、公开的工作流程;另一方面是文化、态度方面的改变,民航领域的工作流程中所有参与者应该对目标有一个共同认知的理念,在整体协商中,参与者需要建立一种相互信任的理念,积极地共享信息,制定出总体最优策略的同时,自身也实现了利益最大化。

  中国尚未建立起全国性的空中交通流量管理系统,根据国外的成功经验,一个完整的协同决策协调机制需要在流量管理中心处建立一个协同决策中心协调席位,在全国范围内协调各区之间的流量时隙分配规划,又分别在区级流量管理单元和终端区流量管理单元上建立各自的协同决策席位。中心协调主要负责区域级的流量时隙分配规划,当需要跨区级协调时隙分配时则负责上报上一级协同决策协调单位,最后在终端区、塔台、机场和航空公司设立相应的协同决策席位,负责时隙调整反馈、飞行计划更正、航路修正计划提交等工作。

  图1是需要在全国范围内进行流量控制协调的情况下,由全国流量控制中心进行的一次协同决策协调工作流程,具体如下:

  1、问题的发出。某区域流量管理中心的专家发现某机场的流量问题,认为需要协调其他区域流量中心共同解决时,他就会将问题呈送给全国流量管理中心,或者全国流量管理中心的专家自己发现需要全国范围的协调管理时,也会发送即将要进行某个机场的协同决策流量计算指令。

  3、航空公司将自己最新的航班计划变更信息提交到中心数据库中,航班计划变更信息包括取消航班、航班延误、新增航班、备降航班等。

  4、10分钟后,全国流量管理中心的专家再次对最新的信息进行分析,如果潜在的问题得到解决,就发送取消协同决策计算指令;如果仍然存在问题,则采取协同决策压缩算法。

  5、全国流量管理中心将计算出来的建议时隙规划下发给航空公司和各个管制部门;如果时间紧迫,就直接按照计算出来的时隙分配执行。

  6、航空公司可以在15分钟内就得到的时隙进行调整,包括时隙取消、时隙交换等方式将时隙提交给中心数据库。

  8、进入循环协同决策运算过程,一次协同决策运算的时间段为现在时间减去1~10个小时。这里的循环计算是因为,有可能天气变好,或者航空公司在不断调整航班的缘故,致使系统可再次进行新的协同决策运算。

  由于CDM系统作为一个集安全、容量、效率为一体的综合平台,能够根据飞行电报和空管动态情况等信息计算出未来一定时间范围内航班的最优时隙,使空管、机场、公司第一时间内在平台上共享空域资源、机场资源、航班准备情况等信息,并设计出合理、准确的航班放行队列,将包含航班协调关舱门时刻等信息及时显示在终端界面。因此,民航局提出要将全民航统一的CDM系统覆盖至所有的机场、航空公司、空管、油料等单位,实现由点到线再到面的升级;要进一步统一三大区管中心流量管理的标准和工作流程,通过CDM系统明确航班放行时刻,配套流量管理措施,缓解航班延误,提高整体正常性。

  一是要把CDM系统推广下去,不断地升级,把各机场、航空公司、外航所有的数据都要录入系统,扩大CDM系统的覆盖面;

  三是CDM系统要面向社会、面向市场,进行商业化运作,方便公众,方便旅客,提供数据服务;

  四是深入研发并完善CDM系统,做好民航整体工作衔接,使彼此融为一体,成为民航管理的有效手段。

  2013年,航班协同放行决策(CDM)系统开始在上海、云南、成都区管流量室进行实施运行。通过试运行,加强了流量管理,加快了航班放行速度,在促进运行安全、提高航班正点率、扩大航班容量等方面起到了积极作用。

  上海:指出目前该项工作正处于试行阶段,需要根据实际运行情况对系统不断进行优化改进,同时也需要各个关联单位逐步适应和磨合;

  云南:针对设备配置、网络接口预留、相关运行系统对接、观摩考察等事宜进行进一步沟通与交流;

  成都:将航班协同放行工作铺开至西南空管局、成都双流国际机场及各基地航空公司等驻场单位,联合启动离港航班协同放行工作,使西南地区流量管理系统建设步入至一个新阶段。

  综上所述,民航协同决策(CDM)系统是一种新的工作机制和新的工作流程,是通过标准化的协同方式实现“由正确的人、正确的数据和正确的输入信息,做出更好的决策”。在充分考虑各参与者自身利益的同时,最大程度地利用各种资源。协同决策在国内的应用,必将在减少航班延误、提高机场正常性、增强空管的保障能力和提升航空公司效益等方面发挥越来越大的作用。

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