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空中交通安全间隔的理论方法研究

时间:2017-08-30 14:36来源:蓝天飞行翻译公司 作者:民航翻译 点击:

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有效性准则
有效性准则是指必须有效的利用可用空间;间隔标准不能因为强调安全性而过于保守,间隔标准值应当尽可能真实的反映出每一对前机和后机之间的尾流危险强度影响距离,这样就可以避免不必要的空间浪费。可以想象一下,有两架波音747,其中一架是远涉重洋,飞行了十几个小时,消耗了上百吨的燃油飞抵A机场准备进近着陆,而另外一架波音747则是刚刚满载着燃油从A机场起飞,起飞后不久,得知其目的地机场因特殊原因关闭,机长决定返航着陆,假设其他的条件都是相同的,显然在这两种情况下,相同的波音747产生的尾流强度,以及对后机的影响是大不一样的,而按照现在的尾流间隔标准不论是哪种情况出现,都是以波音747允许的最大起飞重量为准,其最小尾流间隔值都是相同的。从这一点上来讲,现行的尾流间隔标准是相当保守的,这也同时从另外一方面部分的解释了为什么凭运行经验确定的标准值是相当安全的原因。
3. 公正性准则
所谓公正性准则是指一个尾流间隔标准体系的实施所得到的每对前后机序列的尾流危险遭遇事故率对跟进的不同类别飞机来说,相互之间应该是相当的、可比较的;同样的,对于不同类别的前机,给定类别的后机在不同的间隔标准上所产生的危险遭遇事故率也应当是相当的、可比较的;这样就意味着如果一个尾流间隔标准体系总的尾流遭遇事故率是在允许的安全程度范围内,可是大多数事故总是发生在某一类特定的机型时,那么这个尾流间隔体系应该认为是不公正的。为比较清楚的说明公正性准则,可以参考一下表3-16,其数据来源于CAA的尾流遭遇报告统计数据库,数据的收集时间是1982年到1990年。
表3-16  CAA的尾流遭遇报告统计数据
前后机序列 间隔标准值(海里) 尾流遭遇率*
前机/后机 总遭遇数 较严重遭遇数
B747/中型机 5 176 27
B707/中型机 3 194 27
(注1:*表示每100,000对飞机到达序列所产生的尾流遭遇数
 注2:根据尾流遭遇报告,较严重的尾流遭遇数指在进近阶段飞行员遭遇到超过300的滚转。)
从表3-16中可以看到,中型机跟在重型机类中的最大的波音747后,间隔标准为5海里时的遭遇率与中型机跟在中型机类中最大的波音707后,间隔标准为3海里时的尾流遭遇率是相当的,尤其是较严重的遭遇数都是27。这表明这两个间隔标准值是符合公正性准则的。
4. 复杂性准则
复杂性准则是指尾流间隔标准体系的类别划分不能过于复杂而不方便记忆和实施,这实际上已经与航空器的特性没有什么直接关系了,而是有关人的因素。无论哪种间隔标准,最后都是通过管制员发布间隔指令,由飞行人员接受指令来实施完成的;因此要准确无误的记住那些过于复杂而又很少有规律可循的尾流机型分类和间隔标准,而且又要在高度紧张的指挥状态下给连续的飞机序列正确的安排间隔,这将给管制员增加相当大的负担。更糟糕的是,对尾流最低间隔的安排往往在终端区容量趋于饱和,交通最繁忙的时段才显得特别的重要,而此时管制员们已经处于满负荷的工作状态,在这个时候,管制员是不允许犯这种错误的。所以,从某种意义上来说,复杂性准则同安全性准则同等重要,因为它直接影响到安全性,发布一个错误的尾流间隔的安排指令就很可能直接导致一起严重的飞行事故,因此在这里有必要对其作进一步的分析和研究。
3.5.2   改进的机型尾流分类标准
在前面CAA标准和FAA标准的比较分析中曾经都提到过由于增加了机型尾流分类,改变尾流间隔值会引起管制员工作负荷的增大;现在从复杂性准则的要求来看,ICAO的标准比CAA和FAA的标准都要来得简单,这就意味着安全度有着某种程度的提高。仍以CAA标准为例,可以发现1982年之后新的机型尾流分类难以方便的记忆,它划分了4个机型类别,规定了5种间隔标准值,分别是3,4,5,6和8海里,总共是16种不同类别的前后机组合。如果将“重型机在前、中型机在后的间隔标准为5海里”作为一条规律来记忆的话,所有大于3海里的间隔值都不得不单独的成为一条规律,这样从表3-5中总结出来类似的规律有7条,再加上一条是:“除以上7条,其余的飞机组合其间隔均为3海里。”总共是8条。这样来看,尽管CAA的标准并非是完全无规律可循,但是却没有简便可靠的记忆规则。同样类似的情况也出现在FAA的标准中。
如果完全不考虑间隔标准的复杂性准则,只要将机型尾流分类的类别多划分几个甚至几十个类别,就可以很好的满足有效性准则和公正性准则,同时还不会影响到安全性准则;事实上就目前这是不可能做到的,规则必须通过管制员来实施,ICAO当初在确定机型尾流分类的时候就考虑到这个问题,并且通过实验认为机型分类数为三种,间隔标准值为四种,其组合数为九种,对于管制员来讲,其记忆负担已经足够大了,不推荐进行更多的分类,除非可以通过其他的辅助记忆工具和设备来减轻负荷。
但是从未来的发展来看,随着监测设备性能的提高,通过增加尾流分类的类别数来减小总的间隔,从而增大终端区的容量是必然的,甚至于有可能划分到每种具体的机型之间。本文在下面提出一种分类方法,一方面可以满足增加分类类别数目的需要,同时降低了复杂度,提高了规则的易记忆性。
如表3-17所示,假设机型的尾流分类数已经增加到了6种;
表3-17  改进的机型尾流分类标准
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