《中国民航报》、中国民航网 游熙 编译报道：即使从全球范围来看，英国的空域也异常繁忙。2015年7月，英国机场委员会建议伦敦希思罗机场修建第三条跑道。但是，英国政府担心市民强烈反对噪音和环境污染，因而迟迟不愿意为该项目开绿灯。





	　　由于机场容量接近饱和，英国伦敦的机场及其空管机构国家空中交通服务公司（NATS）开始求助于先进的数据技术。这些技术可能对其他空中导航服务提供商和机场产生深远的影响。





	　　基于时间的间隔系统





	　　事实证明，希思罗机场的确是一片有用的试验田。直到最近，该机场仍然是全球最繁忙的双跑道机场。虽然迪拜国际机场后来在旅客吞吐量方面超过了希思罗机场，但是前者有24小时全天候运行的优势，而希思罗机场按规定只能在6时~23时运行。





	　　此外，跑道关闭和近年来大雪导致航班大面积延误或取消的情况，引发了人们对机场运行恢复能力的质疑。因此，NATS致力于通过大数据的使用来应对这些挑战，解决航班延误的最大原因和机场运行的瓶颈问题。





	　　增加希思罗机场的机场容量和提高航班延误后的恢复能力是NATS大数据工作的当务之急。希思罗机场引进了基于时间的间隔系统，已经显著减少了大风对航班运行的影响。此前，该机场使用基于距离的间隔系统，根据国际民航组织的尾流间隔分类，使航班之间保持一定的距离。





	　　一般来说，希思罗机场每年有60天~80天大风天气。在此期间，管制员会控制着陆航班的流量，因此造成的航班延误占该机场全年航班延误的40%。但是，使用激光雷达测量的数据表明，着陆飞机产生的尾流在有风的环境下消散得更快。这使得管制员在大风天气条件下，能够减少着陆航班之间的大间隔。





	　　NATS表示，基于时间的间隔系统自2015年3月24日启用以来，已经减少了8万分钟的航班延误。其中，有2.5万分钟是在狂风大作的11月。





	　　目前，NATS正在寻找其他方法以进一步增加机场容量。基于时间的间隔系统仍然受到现有尾流分类的限制，但NATS正在积极探索如何更好地使用它。一种成对组合的间隔系统正在研究中，它能为不同类型的航空器提供间隔分类，而不是使用基于航空器大小的首要分类系统。NATS客户服务部总经理安迪尚德说：想象一个100100的网格，有不同类型的航空器组合及其降落所需的安全间隔。





	　　在这种情况下，空中交通管理系统要识别进港航空器的类型，并了解该航空器的大致重量这是影响飞机尾流的另一个重要因素。随后，基于时间的间隔系统将提供更加准确的与前机的间隔距离，从而略微减少航空器之间的间隔，为使用额外的航班时刻提供可能，并为糟糕天气或技术问题导致的航班延误处理提供更大的灵活性。NATS希望，能在2020年前试用成对组合的间隔系统。





	　　但是，NATS还认为，基于时间的间隔系统将有助于缩短航班在繁忙的混合运行跑道用于起飞和降落的跑道，如伦敦盖特威克机场的跑道上着陆的间隔时间，并在低能见度条件下，在航班间隔增加的情况下，使着陆航班的流量不减少。





	　　根据欧洲天空一体化空中交通管理技术改进计划，到2024年，欧洲将有17座机场使用基于时间的间隔系统。尚德说，欧盟境外的机场对该系统也有浓厚的兴趣。





	　　用数据来测量航班效率





	　　在整个英国，数据还被用来测量航班对环境的影响。2011年投入使用的飞行轨迹管理器能够监视空中交通服务的效率，并帮助航空公司减少二氧化碳排放和燃油消耗。在苏格兰试用以后，NATS已经将其推广到其他机场，并优化连续下降进近（CDA）程序。





	　　据了解，这个系统不仅能记录连续爬升和连续下降率，还能记录飞机进入平飞状态的地点和平飞的距离，以及机型与航空公司的执行情况、跑道方向甚至空中交通管制部门的换班模式。





	　　在一个案例研究中，这些数据被展示给了两家运营同一种机型的航空公司。其中，一家航空公司85%~90%的航班使用CDA程序，另一家航空公司的使用比例要低20%~25%。NATS环境与社区事务主管伊恩乔普森说：我们让这两家航空公司聚在一起讨论他们的程序。这种合作的力量使他们在整个英国地区额外进行了4万次连续下降进近。





	　　根据NATS2015年的数据，在15座机场，航班使用连续下降进近的比例为77.1%。盖特威克机场和希思罗机场的使用率最高，分别为87.8%、87.4%。NATS表示，这相当于每年减少了190吨燃油消耗和604吨二氧化碳排放。





	　　乔普森说，他不知道任何其他国家像这样使用数据来测量航班效率，而且这种做法促进了3Di的发展。3Di是NATS目前用于测量英国空域环境效率的度量标准，它能够将航空公司认为在燃油消耗方面最有效率的飞行路线和空中导航服务提供商提供的实际飞行路线进行对比。





	　　如今，3Di是NATS监管许可的组成部分，而且其环保成效是基于3Di度量标准进行评判的。这也是英国民航局（CAA）每年用来评判NATS绩效的两大标准之一。另外一个标准是基于与空中交通管理有关的航班延误数量。如果实现了效率目标，NATS能够从CAA额外获得600万英镑（860万美元）的奖金。





	　　目前，NATS的任何一名管制员通过一个名为Flosys的系统便可获取3Di数据。Flosys系统允许管制员检查为什么某些航班没有取得优秀的3Di分数。





	　　NATS对大数据的使用还促进了机场容量管理（ACM）工具的发展。希思罗机场在2014年引进了该系统，并将其用来模拟和优化机场运行。





	　　2015年初，ACM系统就为希思罗机场带来了实实在在的好处：该机场自1996年以来首次得以增加新的航班起降时刻，并将其分配给了越南航空。ACM系统使用历年空中交通运行和飞机起降性能数据，模拟各种可能出现的情况。希思罗机场已经能够在战略层面上来使用该系统，以制订新的航班排班计划。





	　　但是，希思罗机场希望引进一个基于策略的系统，能够每周甚至每天模拟未来恶劣天气或施工工程对航班计划的影响。这些数据随后将被送给航空公司，以决定是否取消航班。





	　　管理机场容量





	　　对NATS来说，ACM系统的用途更加广泛，尤其是它能带来新的收入。NATS正在使用ACM系统，为其他那些容量同样受限的机场提出建议。NATS机场解决方案研究专家史蒂夫哈蒙德表示，ACM系统能帮助机场突破运行瓶颈，并增加机场容量，为机场节省数百万美元对新航站楼、滑行道或跑道等不必要的投资。





	　　在引进欧洲天空一体化计划之前，NATS已经联系欧洲其他空管机构，试图缓解希思罗机场到港航班等待着陆的拥堵。在成功试验之后，跨境到达管理（XMAN）系统于2015年12月全面运行，将到港计划的范围从英国空域延伸到350海里以外，至比利时、法国、荷兰和爱尔兰。





	　　此前，管制员只有在航班进入英国空域，距离机场大约80英里时才能影响该航班的进近，因而限制了其管理入境航班流量的机会。通过使用XMAN，他们能让其他国家的管制员在航班到达英国空域之前指挥其下降，从而更好地管理等待着陆的飞机群。





	　　根据NATS的数据，自2014年4月以来，XMAN已经减少了240万美元的燃油消耗和与之相关的二氧化碳排放。





	　　尽管许多技术极有可能被整合进欧洲单一天空计划，但在英国政府和竞选者决定是否建设新跑道之际，这些技术已经能够为机场提供迫切需要的喘息空间和额外的容量。