波音公司发展其空中交通管理业务,美欧空中交通管理在困境中发展

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business本刊讯波音公司与空中交通联盟(由空客、EADS和泰利斯公司组成的一个集团)同意就涉及空客和波音飞机的未来空中交通运行概念进行合作。这个协议将推进波音公司的空中交通管理部门成为专门计划空管的组织,这个组织将帮助空管系统与航空公司运营中心和机上的飞行管理系统的集成,以减轻机场和航路的拥挤程度。尽管空运业现在处于低谷,但波音公司认为2020年的空中交通量至少比目前翻一番,这种增长将促使政府和空运部门建造基础设施。但通过把航空公司、机场和ATM系统的各种计算机网络中已有的数据和其他信息组合起来,可节省很多费用。简单地通过改进现有航路的效率、推迟机场容量的减小以及增加飞机的利用率,单是美国的航空公司一年就可节省40~80亿美元。两年前成立的波音公司的ATM部门已开发了一些软件工具来证实一种网络的概念,并在考虑各种技术的费效比。该部门正在同世界上的100多个空管系统用户和空管服务提供商进行合作。波音公司分析了北京首都机场地面和空域的近期能力,并着眼于及时改进其运行,以满足举办2008年奥运会时的客流需要。波音公司同荷兰空中交通管理组织LVNL一起对增加阿姆斯特丹的斯希普霍尔机场的运行能力作了研究,这里容量和飞机噪声和排出物是要考虑的主要问题。在同美国联邦航空局签订的一个”全球通信、导航和监视系统”合同下,波音的ATM部门和波音Connexion(波音的宽带机载通信系统)验证了飞机位置数据如何被传到地面上多个地点的网络计算机。实用系统将能更战略地管理空中交通,并迅速探测出飞机对被批准航路的偏离。这样,美国国土安全部的设施便可自动发出告警,而不需要像”9·11″事件那样等到造成既成事实后才得到电话报警。

Changes in Air Traffic Management for US and Europe时
杰近年来,美欧的空中交通管理一直背负着众多的批评。为此,欧美空管部门从组建新的机构、采取增加交通容量的措施、制订长远ATM发展计划以及建立”欧洲单一天空”等方面入手,力图改变空管不利的状况航空运输业是国民经济的重要组成部分。有统计称,美国民用航空运输业占其国民生产总值的9%。而空中交通管理对空运业发展的重要性是不言而喻的。但往往ATM发展的速度赶不上空运业发展的步伐,从而造成航班延误,并产生一些不安全的因素。
近年来,美欧的空中交通管理一直背负着众多的批评,指责其不能很好地满足空运发展的需要。尽管”9·11″事件使美欧空运业萎缩,在一定程度上缓解了对ATM的压力,但反过来,空运业不景气,使ATM基础设施的建设经费减少,而航空保安投入费用大量增加,这对空中交通管制现代化和航空安全也有负面影响。因此,美欧有人担心,一旦空运业复苏,其现有ATM可能会不堪重负。因此,美欧准备在管理上、程序上和技术上对现有的ATM进行改进,使其能满足未来空运业增长的需要,尽可能减少航班延误。组建新的机构美国联邦航空局下属新的”空中交通组织”于2004年2月8日正式成立,其首要任务是改变墨守陈规的官气,推动美国ATC系统现代化,并把保持安全作为其最高目标。机构调整后,FAA仍负责条例的管理,而相对独立的ATO则负责提供空中交通服务、研究和设备的采购,以及”自由飞行”的组织工作。虽然ATO已正式成立,但还需要用两年时间才能开展服务。美官方称,ATO将成为能在全面了解的基础上进行成本决策,为客户、业主和雇员都带来好处的机构。ATO在前6个月的重点工作将是对其在华盛顿的本部、大西洋城技术中心和俄克拉荷马城的航空枢纽的活动进行分类,以确定每一活动对ATO服务价值的贡献。他们采用在美国私营企业中已普遍采用的”活动-价值分析”方法,评估每项活动为所提供服务产生的增值情况。ATO属于服务性组织,有一个新的安全管理系统负责监督。SMS可以评估ATC设备、程序、间隔标准和改变空域的风险。这种监督将首先确定安全保证过程并编写成文件,而且强调成本核算。为适应预算紧张的情况,ATO将通过取消价值不大的工作来降低成本。ATO首席执行官同现场空管员之间的管理层次将减少,以提高工作效率。ATO中的预算编制过程也由过去不与生产率挂钩的典型的政府行为,转而由”价值-活动分析”来评估。ATO还负责推进称为”运行改进计划”的为期10年的现代化工作。OEP的最新版本Version
6.0是2004年1月底公布的,可在网上得到(www.FAA.gov/programs/oep)。OEP将使客户和工业部门建立ATO有能力制订计划、执行计划并提高空管容量的信心。根据米特尔公司这些年的模型,
OEP自2000年开始实施以来,空管系统的容量已增加了6.5%。”9·11″事件以来,航空公司的资金短缺,经费受到限制,美国联邦预算也受到了政府支出削减的压力。OEP体现了各方对话和优先要做的事情,即把有限的资金用在最高效益的地方。实际上,ATO将更多地强调提供服务的成本,如准时性和客户需付费的服务。OEP将有助于确定安装哪些设备为重。
“减小最小垂直间隔”项目在第一年就对客户具有4亿美元的价值,这是一个可观的回报。增加交通容量的一些措施保安问题似乎已成为美国空域中的头等大事,资金也大量地流向那里。这使ATC系统现代化计划变得愈加困难。有关方面称,如果ATC的改进哪怕只得到保安十分之一的资金,在钱上就没有问题。但航空安全也不能忽视,从飞行员的角度看,跑道侵入和可控飞行撞地的危险性比肩扛式导弹的威胁更大。空管容量也存在潜在的危机。美国的一些空管专家担心,随着经济的复苏,美国空域系统将再次出现2000年夏天出现的交通拥堵问题。大多数目前和计划的ATC现代化改进主要依靠软件和计算机技术来帮助空管员。然而,航空公司可怜的利润和美国政府不定的资金可能会削弱航空的工业基础,使未来的改进更加困难。依靠高技术仅仅是增加容量的一种方法,还有一些其他的解决方法。迄今增加容量的最有用和最简单的方法是建造新的跑道。美国在2003年建了4条跑道,使容量显著增加。但美国2004年没有建新跑道的预算,而在2005年,只计划完成克利夫兰机场跑道6L/24R第2阶段的建设,从2100米延长到2700米。在2006年,FAA将分别在亚特兰大、波士顿、辛辛那提、明尼阿波利斯和圣路易机场建5条跑道。在美国,一种基于时间进行调节的空管员辅助软件在改进进入机场的交通流量方面优点明显。美国有5个机场的交通管理咨询器上加装了这种调节软件,管制员用它使从高空航路到达的飞机流按顺序排队进入终端区域。采用基于时间的调节后,飞机按计划在精确的时刻,并按规定的航向、高度和空速通过某些固定点。基于时间的调节可产生更一致的交通流,减少飞机需要置于保持模式的时间,安全也有所增加,但受益最大的是空域容量,在仪表条件下洛杉矶国际机场的容量增加了约5%。不是所有FAA的项目都进行得很顺利,”先进技术和海洋程序”项目有所滞后,今年才在奥克兰、安卡雷奇和纽约空管中心实施。这些管制中心的飞行情报区影响了近80%的世界海洋管制空域。FAA多年来一直受到来自太平洋地区的一些政府和航空公司相当大的压力,这些航空公司已在90年代中期购买了FANS-1设备,但至今还未获利,原因是美国还没有在奥克兰中心实现自动相关监视和空管员-飞行员数据链通信。FAA选择Adacel技术公司向ATOP的主承包商洛克希德·马丁公司供应软件,洛克希德·马丁公司则提供”微处理机航路自动化雷达跟踪系统”硬件。这套系统最重要的特点是冲突探测,它使管制员有90分钟的时间告警飞机间的冲突。ATOP可使按”所需导航性能”标准装备的飞机间的间隔从100海里降到50海里,甚至30海里,以增加容量,并降低燃油费用。联合制订长远ATM发展计划FAA现正在美国国防部、NASA和其他联邦机构的帮助下制订美国2025年空中交通管理系统的计划,以满足各方面的需要。这种新的联合计划方法被美国政府内外的许多人看作是创建下一代ATM系统以应对预测的空中交通增长的一个重要步骤。美国运输部长米内塔说,其基本目标是创造一个ATM基础设施,能处理高达目前美国空中交通负荷三倍这样的空中交通量,使所有航班95%都能准时到达。虽然FAA的运行改进计划关注的是近期的要求,但FAA和其合作者也指望新的联合计划工作能改变美国现行的空中运输体系。FAA的官员们指出,这一2025年的计划并不与OEP冲突,也不仅仅是近期OEP的补充。联合制订ATM计划有可能给OEP增加项目。美国运输部的官员们指出,联合制订2025年的计划工作也是与FAA的2004~2008年的战略计划兼容的。这种机构间联合ATM制订计划的做法是美国由垂直管理方法向水平管理模式转变的第一步。联合计划与发展办公室的工作人员来自有关组织的方方面面,它计划建立一系列工作小组。JPDO对2005财年的预算只申请不多的资金,但联合ATM计划工作的大部分费用由为承包商付钱的各个机构所承担。FAA和NASA已提交了2005财年的联合研究申请。选择NASA在研究与发展工作中牵头并不令人感到惊奇,近年来NASA每年花费在空中交通管理研究上的钱已达到1亿美元。NASA现在将把其研究工作重点转向美国新的ATM系统,这些项目将支持下一代、网络化ATM的创建。JPDO的目标是计划在这个财年完成美国ATM计划的第一版。它将简要叙述美国ATM系统的变革,而不只是使这个系统现代化需要采取的措施。消除空域系统中的薄弱环节美国芝加哥奥黑尔国际机场曾在2003年11月和12月期间打破了美国单个机场航班延误次数最多的记录,其40%的航班受到影响,并引起客户的强烈反应。奥黑尔机场的航班延误对美国全国的空中交通都有影响,它使美国35个大型机场的平均航班延误增加10%。在与一些航空公司进行讨论之后,FAA在2004年1月21日发布一个命令,限制奥黑尔机场的飞行。这个枢纽机场的主要航空公司联合航空公司和美洲航空公司从3月4日起在下午1~8时最繁忙的时间自愿把飞行数减少了5%。如果此举还不能解决延误问题,则FAA将行使其新的由美国国会授予的权力来召集一个所有有关航空公司的飞行计划减少会议。一旦延误变得很普遍,受影响的每一家航空公司都认识到需要立即采取行动来减轻给数百万航空乘客所造成的极大的不便。自愿减少飞行只是权宜之计,故FAA预计将继续对空中交通态势进行研究。与此同时,FAA正在大力推进增加美国空域系统一些关键机场,包括奥黑尔机场容量的一些项目。FAA正在鉴定奥黑尔空域的运行情况,并审查空管员队伍和培训、程序和空域利用情况。为了增大容量,奥黑尔机场将耗资66亿美元进行扩建,重新调整其跑道,建造一个新的西候机楼及停机区,以及建造一个人员运送系统。大学参与ATM研究NASA艾姆斯研究中心正在为一个新的美国西海岸大学联合研究项目提供启动资金,探索ATM的先进概念。这一项目仿照自1971年以来由NASA和FAA共同出资,由东海岸的麻省理工学院、普林斯顿大学和俄亥俄三所名牌大学的一些大学生所进行的航空航天研究。这一大学联合研究项目为学工程的学生与航空航天工业和政府管理部门提供了互动的机会,使他们的研究更加切合实际要求。这种研究可谓一举两得,既可降低研究成本,又为美国培养了航空航天和ATM方面的人才。参加西海岸JUP的大学有斯坦福大学、加州大学伯克莱分校和洛杉矶分校这三所名校。艾姆斯中心在2003和2004财年向每所学校每年提供12万美元的经费,从事ATM研究,艾姆斯中心还希望FAA以后能为西海岸大学的ATM研究联合提供资金。艾姆斯中心为西海岸一些大学提供的资金将资助有关美国空域系统管制模型、飞行器管理等研究。艾姆斯中心与这三所大学一起进行为期5年的一项较大的研究,这项研究可能涉及建立可控制大量”个人机动系统”或尺寸像汽车那样的飞行器的空中交通管理系统的模型;研究大量的飞行器编队飞行的控制技术。小型无人机可能用在这项研究中。建立”欧洲单一天空”
欧洲空管局(Eurocontrol)正在推进使欧洲各国交通管理系统标准化和互操作的计划,并将其作为向有效的”欧洲单一天空”迈出的关键一步。这个”总体ATM/ATC目标结构”计划是2000年开始的,旨在创建欧洲所有国家空管服务提供者最终都将遵循的系统框架。”单一天空”要求系统和操作程序具有更大的互操作性。基于OATA计划的互操作性标准将由欧洲民航设备组织制订,最终将包括在”单一天空”条例中。欧洲各国的空管服务提供者将通过渐变的方式过渡到共同的目标结构。这也意味着今后在购买新系统时,要考虑能否符合OATA的目标结构。OATA的第一阶段已经完成,这涉及创建一个公共的系统框架,然后将它应用于欧洲空管局内部。首要目标是为机构内部工作提供技术参考,以保证欧洲空管局的一些项目满足同一目标。在第二阶段,将已发展的概念扩充到航空界的其他部分,特别是欧洲空管服务提供者和ATM设备制造商。制造商们将按相同的标准制造空管设备。第二阶段将在2005年完成,将为2011年以后的ATM系统提供操作和技术前景。第三阶段将考察2015~2020年的系统要求。最终,定期评审OATA产生的目标结构、发展计划和操作概念,
并将其纳入欧洲空管局标准过程的一部分。由此,欧洲各国的空管服务提供者能得到的一个重大好处是,
ATM系统市场的可挑选余地增大。公共设计标准将为更多的制造商提供机会,空管服务提供者也有了更好的选择。另一优点将是改进欧洲各种各样ATC系统间的接口。目前这些系统间的数据交换对未来的需要来说是不够的。Eurocae制定的这些互操作性标准将可能强制性地推行。欧洲将提出一些新的通信机制以便航空公司和不同的ATM组织在做出交通流量决定方面进行协作。建立公共的数据库,并实现共享数据,其中关键的一类共享数据是飞行轨迹。目前,驾驶舱飞行管理系统、空中交通管制、机场、航空公司运行中心和中央流量管理是从不同的角度看飞行轨迹,因为它们需要该信息用于不同用途,提高数据的一致性将提高系统的性能和效率。欧洲空管局正在同FAA协作制定飞行轨迹的公共标准。