[发明专利]一种支持TBO运行的4D航迹协同管理方法

说明书

本发明属于民用航空空中交通管理技术领域，特别涉及一种支持TBO运行的4D航迹协同管理方法。方法中，构建了支持TBO运行的4D航迹协同管理架构，架构包括4D航迹运行协同、4D航迹信息协同和4D航迹系统协同，4D航迹运行协同是指，在航空器的全飞行阶段，确定4D航迹信息的管理权限和管理过程，生成、修改或更新4D航迹；4D航迹信息协同是指，制定4D航迹信息的格式，并且基于4D航迹信息的格式实现航迹管理。4D航迹系统协同是指，在航空器机载端和地面管制端分别配备用于管理4D航迹的设备。本发明能够有效提高对TBO运行的认识，提高了航班的精细化管理，为未来空管系统的发展规划与协调发展提供了有效方法。

技术领域

本发明属于民用航空空中交通管理技术领域，特别涉及一种支持TBO运行的4D航迹协同管理方法。

背景技术

航空运输业在世界经济和社会发展中发挥着重要的推动作用。国际民航组织统计显示全球空中交通量大约每十五年增加一倍，现有空管运行能力已接近饱和。为了适应未来航空业的快速发展，解决空中交通安全、空域拥挤、运行效率等问题，各国致力于空管新的运行概念、新技术的研究，欧洲发起了单一欧洲天空空中交通管理研究(SESAR)，美国推出了下一代航空运输系统(NextGen)，ICAO推出了航空系统组块升级计划(ASBU)，中国民航提出了中国民航空管现代化发展战略(CAAMS)，其中，各个国家、地区和国际组织对发展TBO这一未来新的运行理念已达成高度一致。

美国于2005年提出非《NextGen计划》，确定了“以飞行运行为中心，以空管、航空公司、机场当局三方共同参与的运行决策机制为手段，以卫星、网络等为代表的新技术作支撑”的核心理念，旨在通过建立更加灵活、智能的空管系统，增加空管系统的容量和提高安全水平，同时巩固美国在全球航空界的领导地位。在《NextGen计划》中，TBO被认为是新一代空管自动化系统的核心技术，并绘制了TBO的技术发展路线图。欧洲航空作为主要交通运输支柱产业，各界对于空中交通安全和效益的关注也日益增加，为尽快改革欧洲空中交通管理体系架构，2004年11月，欧洲委员会和欧洲空中航行安全组织联手启动了欧洲单一天空实施计划(SESAR)项目。SESAR的发展步骤包括：步骤1，基于时间的运行；步骤2，基于航迹的运行；步骤3，基于绩效的运行。SESAR项目通过绩效驱动，分解工作包，协同努力，通过研发新技术和新项目，并在完成新技术和新系统的测试、验证和成熟度评估后，逐步部署实施，其中，WP4和WP5是与TBO运行相关的工作包。2012年国际民航组织第十二次全球空中航行大会讨论通过全球空中航行计划第四版(DOC 9750)和航空系统组块升级计划(ASBU)，用于指导各国将新技术合理应用于空管系统现代化中。TBO是四个性能提升领域之一高效的飞行轨迹中的重要组成部分。为了满足中国航空业日益增长的发展需求，中国高度重视新的空管运行概念和新技术的研究与应用，以提高空中交通运行安全与效率。在中国民航局空管局已经发布的中国民航空中交通管理现代化战略(CAAMS)中，TBO是重要的运行概念之一。

基于航迹的运行(TBO)是以对航空器全生命周期的4D(四维)航迹为统一基准，通过空管、航空公司、机组、机场等相关方之间实时共享、协商与维护四维航迹动态信息，进行多方协同决策，精确地管理与控制航空器的全阶段运行。

4D航迹是TBO运行的基础，协同管理是TBO运行的核心理念。目前空管运行体系主要存在的局限性体现在：(1)运行相对分割，空管对航班全飞行进行分区管制，全局性、战略性不足，运行中空管、飞行员按照自己的运行需求与目标独立进行决策，难以形成相关方协同一致的全生命周期航班管控；(2)信息相对分离，空地相关方之间信息共享不充分，难以形成统一、准确的情景态势；(3)系统相对独立，各空管系统、机载航电系统相对独立，各系统之间不能及时准确高效的进行系统交互，决策效率和准确性受限。

发明内容