多机场大面积航延恢复原型系统的设计与应用

摘要：目的：实现机场在大面积航班延误场景下，如何高效、有序、科学的放行正常计划航班和积压航班。方法：系统依托西南空管数据中心平台提供的海量飞行数据，通过对数据的融合处理与交互，实现对航班地面保障情况、空域流量控制、机场运行态势的有效监控，并以各机场大面积航延处置手册为依据，智能研判在影响时段下的航班放行排序，并提供不同运行指标下的优化建议。结果：根据空管设置的走廊口通行能力、流控限制及航班保障情况，系统提供了不同时段下的航班放行策略，并可根据实际情况动态调整。结论：为运协委成员单位在大面积航延恢复场景下提供辅助放行建议，帮助机场高效恢复放行。

关键词：大面积航延恢复、走廊口、通行能力、积压航班

1前言

成渝区域运行协调委员会于2022年8月在民航西南空管局挂牌成立，各单位将以“共建、共享、共赢”为核心理念[1]，统筹兼顾安全运行、航班恢复和服务提升，逐步发挥成渝区域整体合力和竞争优势，提升区域（机场群）整体运行品质，助力空管流量管理工作有序开展，提升空域和时隙资源使用效率。

目前国内空管系统暂没有能够较好的为区域协同运行工作提供智能建议与辅助决策的系统和手段，多机场协同运行模式下的大面积航延恢复作为联合运行场景项目(空管部分)的一个子功能，旨在充分发挥空管在区域协同运行层面的主导作用，解决目前枢纽机场多主体联动的协同运行及处置数字化程度低的问题。通过不断完善空管、公司、机场三方工作协调机制，科学研判飞行流量、综合保障能力等情况，综合应用航班动态、流控信息、MDRS重要天气预报、机场地面保障条件等运行关键数据来综合计算机场通行能力、航班放行、动态调整，并分析计算各种变化因素对后续航班的影响，提供智能建议和辅助决策手段，提升枢纽机场联合运行的航班放行效率，减少旅客延误等待时间，提升航班正常性，助推民航发展与航空安全动态平衡、相得益彰。

2多机场大面积航延恢复原型系统设计

西南空管生产数据中心已经汇集了西南地区的飞行计划动态、航班协同放行信息、区域流控信息、地区综合航迹、自动化飞行数据、气象信息等生产运行数据，为系统的建设实施提供了坚实的数据基础。多机场大面积航延恢复原型系统是联合运行与辅助决策系统的一个子系统，使用分布式B/S架构，各协同主体方使用的功能采用SOA方式离散到各个业务服务中，多协同主体之间采用统一用户管理和认证，各协同子系统可以根据各自业务自由定制用户信息及访问控制。后端架构分为数据采集层、数据整合层、大数据分析层和业务逻辑层。前端使用vue3.0框架并遵循ES6规范，支持使用JS和TS作为开发语言，并支持“摇树优化”，减少部署时对于不需要的第三方库的依赖，减小打包文件体积，加快用户访问响应时间。

2.1大面积延误下的航班快速放行辅助评估与优化技术

大面积延误下的航班放行排序是一个复杂且变化的问题，需要不断优化调整才能找到一个适合且高效的方式。成渝三场在大面积延误放行下，可以自行采用各自机场的放行方式，总体流程均为系统对成渝三场的航班积压架次和关键气象信息进行实时监控、预警发布、辅助放行、智慧建议、事件复盘。

当积压航班数量预计或已经增加到一定程度时，或已经通过全国流量管理系统或协同决策系统获取到航班大面积延误信息时，表明机场放行能力下降严重，此时可启动大面积延误下的航班快速放行模块。该模块通过引接MDRS重要天气概率预报信息、机场跑道运行模式、流控信息，并根据运管委制定的放行机制及机场通行能力，以及文件《成都双流国际机场大面积航班延误联动协调处置总预案(2023版)》和《成都天府国际机场大面积航班延误联动协调处置手册》(文件编号ZUTF-SI-019)，帮助用户提供航班预排序的辅助决策建议。用户也可选择最短延误时间、最少延误架次等运行指标的特定放行方式后，系统根据用户需求优化航班预排序。

2.2航延恢复辅助评估

首先系统会实时监控航班运行状态，重点关注积压航班数量和航班起降情况。以天府机场为例，当积压航班数量达到40架次或06:00-24:00期间机场无航班起降超过1小时，系统会主动提醒可能会发生大面积延误黄色预警，同理，当监控指标更为严重时，系统会提醒可能发生大面积延误的橙色预警或红色预警。此时，运协委成员单位及时会商后，可以在系统上发布大面积延误预警事件并拟定保障方案，包括该事件的起止时间范围、预警级别、延误原因以及关联的MDRS重要天气预报信息。接着，需要用户指定各运行时段的通行能力，原型系统提供了走廊口和限制点两种方式来指定通行能力，通行能力确认后，系统会根据预警级别和排序规则自动计算一个放行预排序时间，目前双流机场和天府机场都制定了各自的大面积航延下航班如何放行的基本规则。下图为机场延误概况示意图，右下角红框内负责大面积延误预警的管理。

                             图1 机场延误概况界面示意图                    

2.2.1针对双流机场的航延恢复辅助决策

根据文件《成都双流国际机场大面积航班延误联动协调处置总预案(2023版)》，在航延恢复的处置上，应以航班计划时刻为基础，结合外区流控限制、重要航班、航班准备情况、机组资质能力等因素，协调确定出港航班放行时刻[2]，同时还要兼顾效率最高原则。即针对ZUUU，以全国流量系统中受控航班的COBT(Calculated Off-Block Time‌:计算撤轮档时间)进行打桩，其余航班以SOBT(Scheduled Off-Block Time‌:计算撤轮档时间)为第一原则的放行排序基础上，兼顾考虑重要航班的放行处置、关舱门等待时间过长的航班处置等情况。同时在2024年9月，成都双流国际机场联合运行场景试点建设(机场部分)项目已完成行业验收，针对航延恢复场景，双流机场负责航延恢复的具体执行，空管负责提供通行能力信息及放行初步排序。

具体流程如下：

在发生大面积延误时，由空管方发布大面积航延预警信息并且制定各个时段走廊口的通行能力数值。

通行能力数值以及航班的COBT/CTOT时间等关键信息同步共享到双流机场方系统中。

根据航班是否受到流控限制，双流机场方参考空管提供的COBT时间或者SOBT时间，安排航空器的地面保障流程，比如加餐时间、加油时间、上客时间等。

双流机场方根据走廊口通行能力值，将航司确认后的目标撤轮档时间即TOBT返回给空管方，空管方根据TOBT、SOBT、COBT共同得到航班初步放行排序。为避免特殊情况下部分航班未能正常放行，造成通行能力有浪费，机场方一般会提供冗余比例的可放行航空器数量。

根据航班放行和航延恢复情况，空管方更新后续时段的走廊口通行能力，返回步骤(1)，直至大面积航延预警结束。

2.2.2针对天府机场的航延恢复辅助决策

在大面积航延预警下。天府机场的放行规则较双流机场更为复杂，包括积压航班和正常计划航班如何分配，各航司的航班如何分配等[3]。

在发生大面积延误时，仍然由空管方发布大面积航延预警信息并且制定各个时段走廊口的通行能力数值。例如天府机场的走廊口包括ZLK1、ZLK2、ZLK3等，用户设置它们的通行能力依次是C1、C2......CN。

计算每个走廊口的积压架次和计划放行架次：假设在该时段的积压架次总和为A，那么可以根据FPL报文的航路信息算出各个走廊口的积压架次为A1、A2......AN；假如该时段计划放行架次总和为B，那么在每个走廊口放行的计划放行架次为B1、B2......BN。

计算每个走廊口应放行的积压架次：计算规则需要根据预警级别来做判定，不同预警级别下的放行规则是有区别的。例如黄色预警下，系统自动计算每个走廊口的应该放行的积压架次为。

计算每个走廊口应放行的计划架次：计算规则需要根据预警级别来做判定，不同预警级别下的放行规则是有区别的。例如黄色预警下，系统自动计算每个走廊口的应该放行的计划架次为。

计算每个航司应放行的积压架次：假设每个走廊口下某航司的积压架次依次为X1、X2......XN，则该航司在该时间段内的积压航班放行架次为。同理，依次计算其它航司的应放行积压架次。

继续按比例计算每个航司应放行的计划架次：假设每个走廊口下某航司的计划架次依次为Y1、Y2......YN，则该航司在该时间段内的计划航班放行架次为。同理，依次计算其它航司的应放行计划架次。

超容提醒与通行能力确认：比较每个走廊口计算后的预计航班总架次和用户设置的通行能力大小，如果大于了用户设置的通行能力及冗余值，界面将以橙色字体显示，用来提醒用户，用户点击按钮即可对超容的航司航班进行人工调整，也可重新编辑通行能力。

得到目标撤轮档时间TOBT：需要参考COBT/CTOT时间、并且需要优先考虑特殊保障航班、长时间延误航班、已登机航班、多次调时航班等多种情况。随后天府机场方将TOBT时间返回给空管方。

根据航班放行和航延恢复情况，空管方更新后续时段的走廊口通行能力，返回步骤(1)，直至大面积航延预警结束。

                      图2  航延恢复通行能力设置与计算界面

2.3航延恢复优化技术

除了常规的辅助成渝三场航延恢复，原型系统还提供了各个运行指标下的优化放行建议，包括了预计最短延误时间的航延恢复、预计最少延误架次下的航延恢复。整个优化过程均在2.2章节系统计算的放行时间上进行综合考虑，包括了特殊航班的处理、临界航班的保障、航班时隙交换的比较等，帮助用户提前掌控运行态势并做好地面保障工作。但是如何兼顾运行指标要求、旅客乘机体验与重点航班保障需求，需要多方讨论与研判。例如在运行指标层面，可依据场景择优匹配放行策略，最大限度压缩整体延误时长、减少延误航班架次，保障机场整体运行效率达标，但是可能会导致已经延误的航班延误更长时间。另一方面，在旅客服务层面看，优先放行机上长时间等待航班，可以快速缓解旅客滞留焦虑，有效降低投诉纠纷，但是也可能导致其它航班延误。因此在实际大面积航延恢复场景下，需要兼顾多方利益，同时将特殊保障航班、重点航班纳入优先调度范畴，兼顾运行规范与特殊保障职责。

3 系统的优化与应用

大面积航延恢复采用的是“空中协调时刻、地面安排航班”的两级放行机制，目的是为了通过区域运协委成员单位间的高效协同，实现时隙队列和航班序列的最优匹配。大面积延误事件结束后，该系统也提供了机场航延恢复的运行情况统计和保障指标分析，为运协委成员单位对后续的航延恢复提供优化参考，充分发挥各单位在民航运行的中枢作用，公平、公正、透明地开展工作，砥砺前行。

4 参考文献

[1]邹悦.全国第四个区域性航班运行协调平台成渝区域运协委正式挂牌运行[EB/OL].成都商报，2022年8月29日.

[2]成都双流机场.成都双流国际机场大面积航班延误联动协调处置总预案(2023版)[Z]，2023.2.15

[3]成都天府机场.成都天府国际机场大面积航班延误联动协调处置手册[Z]，2024.5.15