基于运行数据的空管节能减排指标量化测算软件

胡大爽 刘奎 吉世哲 禄美琦 刘荔君

摘 要：随着民航事业的快速发展，关于民航的节能减排受到越来越多人的重视。文章介绍了国内民航节能减排的部分指标，给出了量化测算软件的功能需求分析和测算软件的流程实现框图，最终可以为空管部门节能减排的量化做出贡献。

关键词：空中交通管理；节能减排指标；量化测算软件

中图分类号：V355.1 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）10-0043-02

Abstract： With the rapid development of civil aviation， more and more people pay attention to the energy saving and emission reduction of civil aviation. This paper introduces some targets of domestic civil aviation energy saving and emission reduction， and gives the function demand analysis of the quantitative calculation software and the flow chart of the calculation software， which can contribute to the quantification of energy saving and emission reduction in the air traffic control department.

Keywords： air traffic management； indicatorsof energy saving and emission reduction； quantitative measurement software

引言

空管系统是民航行业的核心组成部分之一，在民航业节能减排工作中占据重要地位与关键的作用。目前针对国内民航空管部门，尚且缺乏一套能够进行量化节能减排指标的测算软件。针对民航空管节能减排的需要，研究建立节能减排指标和航班排放模型，对管制范围内的航空器的燃油和排放进行量化评估，比较实际指挥航班燃油消耗与最优飞行剖面消耗差值并显示，并为管制员提供燃油消耗最优的管制指挥策略，最终通过编程实现1套基于运行数据的空管节能减排指标量化测算显示软件，为民航节能减排提供支持。

1 空管节能减排指标

1.1 航空器场面滑行延误时间

航空器在场面耗油最少的情况是沿着到达目的机位最短的滑行道滑行或者沿着到达目的跑道头最短的滑行道滑行，并且是无阻滑行，这是最理想的情况。尽可能减少航空器场面滑行的延误时间是航空器在地面运行时进行节能减排的关键。

1.2 航空器起飞延误时间

航空器从机位滑行到跑道头立即起飞是最节能的情况，但是有的时候由于航空器飞行冲突，飞机必须要在跑道头等待，这个等待过程也造成了燃油的消耗和浪费，不利于节能减排。

1.3 航空器航路垂直方向飞行效率

航空器航路垂直方向飞行效率可以用航空器采用最优高度层飞行的里程与总里程之比来衡量。航空器垂直方向飞行效率越大，说明航空器在最优高度层飞行的里程越多，也就意味着航空器更节能。

1.4 航空器航路水平方向飞行效率

航空器航路水平方向飞行效率可以用航空器在两点之间的实际飞行距离与直飞距离做差值来衡量。航空器航路水平方向飞行效率越低，说明飞机在水平方向上情况最优，在两点之间最接近直线飞行。

1.5 航空器离场（进场）垂直方向飞行效率

航空器离场（进场）垂直方向飞行效率可以用油耗来评估，油耗可以用航空器离场（进场）的实际油耗与航空器按照连续爬升离场（连续下降进场）理想油耗的做差来获知。两者差值越小说明航空器越接近理想情况，垂直方向飞行效率也就越高。

1.6 航空器离场（进场）水平方向飞行效率

航空器离场（进场）水平方向飞行效率可以使用距离来评估，这个距离由飞机离场（进场）飞过的实际水平距离与航空器按照连续爬升离场（连续下降进场）所需的距离做差获知。该距离越小表明航空器水平方向飞行效率越高。

2 功能性需求分析

2.1 场面功能需求分析

场面设计的主要功能是快速为航空器规划出来一条滑行至目的位置的最优路径，最省油的路径，供塔台地面席管制员参考。同时管制员可以看到当前航空器所滑行的路径与最优路径的油耗差值，可以直观地显示在屏幕上，可视化效果比较好。

2.2 飞行部分功能需求分析

飞行部分的主要功能是显示出飞机的最优轨迹（按照计划飞行的轨迹），由FPL报获得与当前飞机轨迹，主要显示在飞行剖面图上。同时能够显示出飞机当前油耗和理想油耗的差值，能够进行量化，并且可以通过排放模型计算并显示出油耗差值所排放的污染气体，同时给出一定的管制建议供管制员参考。通过管制员对航空器进行发送指令，对航空器进行不断修正，使航空器尽可能按照最理想的轨迹飞行，从而达到节能减排的目的。

2.3 监视功能需求分析

该软件通过实时显示飞机的位置，可以对飞机起到一个监视作用，能够清楚地了解航空器大致的位置。

3 量测软件的设计

3.1 场面部分的设计

场面部分分为起飞机场场面和目的机场场面两块内容。其设计流程图如下图1所示。

3.2 飞行部分功能设计流程图如图2所示。

4 結束语

本文主要面向空管应用，能够为管制范围内航空器的节能减排做一定的参考。通过实时量化燃油消耗，进行对比实际的飞行燃油消耗和按照飞行计划的燃油消耗，并通过图像、数据等直观地展现，为管制员做出最优的管制策略提供参考。目前我国空管范围内尚且缺乏一套能够量化节能减排指标的体系软件，该项目的实现有较大的潜在意义。

参考文献：

[1]于敬磊.中国民航节能减排对策研究[J].资源节约与环保，2014.

[2]CANSO. Recommended Key Performance Indicators for Measuring ANSP Operational Performance.2015.

[3]魏孝强.国外空管节能减排现状分析及对我国的启示[J].科技创新与应用，2015（21）：51-52.