摘要： 当前，新一轮科技革命和产业变革给民航发展带来了新的机遇与挑战。我国民航正在积极借智慧之势，牢牢抓住发展的战略机遇，提出“智慧民航”建设理念，全面更新智慧民航的观念认知，积极构建智慧民航的未来场景，并大力营造支撑智慧民航建设的制度环境，推动民航强国战略目标的实现。 

　　本文主要以基于航迹运行技术应用与发展为思考对象，对基于航迹运行的概念和特点做了简要介绍，分析了基于航迹运行对我国民航运行可能带来的影响与变化，并在组织机构调整、工作程序制定、信息化有关工作等方面，提出了营造基于航迹运行技术应用与发展的若干建议措施，以期通过基于航迹运行技术应用与发展，举“智慧空管”之力，成“智慧民航”之势，更好的服务于民航强国战略目标的实现。 

　　一、基于航迹运行概述 

　　（一）基于航迹运行的概念 

　　基于航迹运行（Trajectory Based Operation，TBO）是国际民航组织提出的航空系统组块升级计划（ASBU）各类引线的总集成和最终实现目标，是以对航空器全飞行周期的四维航迹为基础，在空管、机场、航空公司、航空器等相关方之间实时共享和动态维护航迹信息，进而实现多方协同决策。基于航迹运行模式下的每个航空器始终有一个从当前状态到目的地的四维航迹，该四维航迹是由一连串的点连接而成的飞行路径，每个点在四个维度（空间和时间）上都有一定的精度要求，是由各运行相关方经过协商得到，使之满足各方运行要求的同时达到遵守国家空域约束的目标。因此，基于航迹运行可以通过高精度导航与监视、空地协同管控等实现航空器精确定制到达。 

　　（二）基于航迹运行与其他新技术的不同之处 

　　1.国际民航组织对基于航迹运行给予非常高的重视 

　　在国际民航组织最新发布的第6版《全球空中航行计划》（ICAO DOC 9750）中，将未来航空系统组块升级归纳为3类发展主线：信息类、运行类和技术类。其中信息类主线包括气象信息、航行情报管理、全系统信息管理等；运行类主线包括空域组织管理、机场运行、需求容量平衡等；技术类引线包括各类通信、导航、监视基础设施及服务能力。而基于航迹运行就是以上3类发展主线的总集成和最终实现目标。 

　　2.基于航迹运行是多项新技术应用的集成 

　　基于航迹运行并不是一项单一的新技术应用，而是集成了众多单项新技术而成的未来新航行系统的运行方式。利用已有的或者已规划的新技术，通过科学合理的规划以及有步骤的实施，基于航迹运行可以实现一加一大于二的效果，通过与机载系统的配合可以相对快速地获得运行改进方面的整体收益。 

　　3.基于航迹运行将改变未来民航空中航行方式 

　　自产生空中交通管制的概念以来，全球空中交通经历了目视飞行与程序管制、仪表飞行与雷达管制两个阶段。目前的全球空中航行方式仍然建立在上世纪60年代确定的雷达管制模式下，在经历了航空需求不断增长以及技术飞速发展的大背景下，基于航迹运行作为未来民航空中航行的第三个阶段已经成为全球共识，未来的空中交通将运行在由卫星系统、机载系统、地面系统共同组成的“空天地”一体化的全数字化运行模式。尤其在我国已经拥有自主可控的北斗导航系统、5G通信等技术上，通过科学合理的应用这些已有或者已规划的新技术，引领全球未来基于航迹运行为基础的空中航行方式已经成为可能。 

　　（三）基于航迹运行的优势 

　　基于航迹运行作为可以改变未来民航空中航行方式的新技术，其特点完全贴合与我国民航运行现状与未来发展。 

　　在安全方面，基于航迹运行使得空域资源的使用和管理从传统的航路、高度层或时刻等单一维度转变为四维时空资源的综合维度，基于航迹运行使航行时空等航空诸元可控到达，到达时间窗口可达到±10秒的级别。与相应的先进机载设备集成后，甚至可以实现空空监视。 

　　在效率方面，基于航迹运行可以充分利用空域资源，以高精度的可预知性，使得地面和空中具有相同的空中态势情景意识，并将管制员的工作重心转移到可协调协商的预战术和战术流量管理上，缓解潜在的交通拥堵压力和避免飞行冲突。 

　　在服务国家空域系统方面，基于航迹运行可以向运输航空、通用航空、国家航空器甚至是无人机飞行提供差异化和个性化的空中航行服务。长远看，通过基于航迹运行的智能化实现实时国家空域系统的运行态势评估，使在全空域范围内计算整体最经济飞行路径、最佳燃油消耗量等性能维度运行成为可能。 

　　三、基于航迹运行对我国民航运行可能带来的影响与变化 

　　正是由于基于航迹运行在技术层面具有以上颠覆未来空中航行运行的特点，使得其未来可能会在以下几个方面对我国民航运行带来深远的影响与变化。 

　　（一）空管职责定位的变化 

　　近年来，对于空管职责的理解有两种较为普遍的看法。一是空管是国家空域系统的管理代表，即代表国家民航管理当局行使空域管理的职责。二是空管是空中航行服务提供商（ANSP），是为航空公司提供航行服务的组织。此两种理解不完全矛盾，也都是未来民航空管可发展的方向。但对于基于航迹运行概念的引入，未来空管系统的职责会更加偏重于空管单位代表民航管理当局与空域用户在战略、预战术和战术层面协调协商过点时刻与飞行路径，以此行使国家空域系统管理者的角色，而不是仅仅提供空中航行服务。 

　　个人认为，这种职责定位上的认知变化，对未来基于航迹运行的民航运行管理工作起到关键作用和较大影响。 

　　（二）管制员与飞行员在航行中的职责变化 

　　在当前的以雷达管制和仪表飞行为规则的空中航行规则下，管制员的职责是防止航空器与航空器相撞，防止航空器与其他障碍物相撞。这是因为管制员通过雷达屏幕可以看到所有航空器的运行轨迹，具备比飞行员更好的全局情景意识。 

　　在完全的基于航迹运行环境中，由于技术的进步，航空器驾驶舱通过通信导航监视设备以及信息化智能化的系统，能够实现与地面相同甚至更好的情景意识，以及更佳的安全预警能力，因此使得航空器运行的安全职责向更多的向飞行员转移，地面管制员的职责会逐步转为以流量管理和战术航迹协商为主的运行管理工作，而不再是“一对一”的指挥航空器运行。 

　　（三）民航运行管理向扁平化集权化转变 

　　在基于航迹运行环境下，航迹协调协商是其管理的核心。而高效的航迹协调协商需要依靠流畅的可靠的组织构架实现。在梳理基于航迹协调协商的基本流程（图1）后，还需要对航迹协调协商组织架构（图2）进行重新设计。 

　　图1 航迹协商基本流程示意图 

　　图2 航迹协调协商组织架构 

　　在图2的设计中，是以现行空域用户与空管单位的组织构架为基础，增加了两个协商中心的设置。为了更加高效的协调协商航迹，必然需要减少协调协商的组织构架层级，因此，包括空管系统在内的民航运行管理单位会出现向扁平化集权化转变的情况。 

　　（四）对信息化、智能化新技术依赖程度加大 

　　基于航迹运行不是一种全新的技术，而是新一代航行系统时代的技术集成体，是诸多新技术的应用集合。未来航空系统的发展，势必将非常依赖于信息化、智能化技术的应用。 

　　四、营造基于航迹运行技术应用与发展环境的建议措施 

　　（一）逐步研究对组织机构做出适应性调整 

　　当前，基于航迹运行还处在研究阶段，但可以肯定的是其必然成为未来航行系统的核心。在此期间，建议民航局在未来开展民航运行管理组织机构调整时，充分考虑基于航迹运行环境下对组织机构的设置需求，理顺民航空管运行体系，逐步做出适应性调整。包括但不限于： 

　　1. 梳理包括管制、通导、气象等专业运行管理体系，构建平行于行政管理体系的运行体系，例如构建涵盖各专业的大运行中心等，减小运行层级，加强总部的运行职权。 

　　2. 明确空管系统与实际承担空管工作的非空管系统单位的权责，尤其是涉及规划建设、运行管理等方面的权责，包括但不限于机坪塔台与空管塔台、地方中小机场塔台等。 

　　3. 强化空管系统代表民航当局行使国家空域系统管理代表的职责，例如围绕国家空域体制改革提出有关建议。 

　　4. 统一各地区空管局所属“区管、管调、站调”等单位在运行管理中的作用，例如广义的流量管理、信息发布方面的权责和流程。 

　　（二）加强科研投入，与航空工业深度合作 

　　在有关基于航迹运行的科研方面，目前的科研项目支撑只有1项科技部（已完成）、2项工信部（在研）、1项空管局项目（在研），其中2项工信部的项目侧重于支持航迹运行国产大飞机机载设备。 

　　从技术和运行的角度看，基于航迹运行是地空协同运行，不仅涉及地面管制还涉及到航空器机载技术和设备。目前，我国航空工业在国产大飞机的研发与制造方面十分重视与民航相关技术单位和运行单位的合作。一直以来，我国民航空管地空协同运行受限于波音和空客两家主机厂的技术限制，未来的基于航迹运行技术应用迫切需要有航空工业在机载系统方面的支持，如果可以获得主机厂的支持，例如与我国航空工业深度合作，使用自己的民航客机实现自己的地空协同航行运行技术，我国民航将有能力超过其他航空发达国家，成为国际领先水平。因此，建议民航局在基于航迹运行方面加大科研投入，与我国航空工业部门开展更加有深度的合作，在共赢的基础上共同推动中国民航在基于航迹运行方面的发展。 

　　（三）制定新技术应用工作程序及管理办法 

　　根据民航局工作计划，未来一段时期，我国民航大量新技术应用将陆续开展，但从此前各类新技术应用情况看，尚未形成统一的标准程序及管理办法。这种情况在一定程度上制约了各类新技术应用的发展，既不利于新技术的应用推广，也不利于未来民航的运行安全。新技术应用从需求、研究、工业化到验证、评估、推广的各个阶段，涉及不同的监管主体、责任主体、专业主体、需求主体等，相关方众多，各阶段工作重点也各不相同。而民航业对新技术应用的依赖程度高，对安全运行的要求更高。例如，医疗卫生在临床新技术应用方面的《医疗技术临床应用管理办法》（卫生健康委令第1号）等，明确新技术应用的工程程序，并对实施过程进行规范和管理。 

　　在民航新技术应用工作程序及管理办法中，可考虑按空管、适航、飞标等专业依照自身新技术应用特点分别开展，同时应引入技术成熟度评估、成本效益分析、试运行评估机制、新技术应用分级目录制等创新管理方法，此外还可对技术发展路线图的发布、技术标准规范的同步研究等提出要求，对新技术应用从研发到投入运行的各个阶段工作进行规范指导。 

　　（四）继续加快民航信息化系统的建设 

　　信息化和智能化使得社会生产力将再次大提高。从社会资源和能力看，我国在信息化和智能化方面有着较好的发展基础，在全球信息化和智能化发展趋势下，基于航迹运行是我国民航实现弯道超车的宝贵机遇。 

　　民航运行管理工作对信息化的依赖越来越大，未来基于航迹运行甚至完全依赖民航业信息化实现程度，航班运行从离港滑行到降落的各个阶段都被信息化手段所支撑，国际民航组织也为此提出了全系统信息管理（SWIM）的概念。根据相关预测，到2025年，全阶段数字化管制可以具备地空数据链网络和机载航电能力，结合管制需求开展能够广泛应用的数字化管制服务，我国民航空管运行在技术层面将具备数字化生产能力。 

　　从技术角度看，信息化技术实际已经成熟，但由于民航信息化工作由于涉及组织机构多，信息也分散在空管、机场、航空公司等各个生产单位，造成了发展不平衡以及缺乏共享的客观现象。而实现信息共享是基于航迹运行的基础，也是民航运行管理下一步发展的基石。 

　　因此，需要及时提高信息化共享能力，避免信息孤岛现象的出现。现阶段对于民航信息化工作而言，可在信息管理顶层设计和信息管理政策机制方面尽快补足短板，将对于信息化工作的重点从科研和技术研究转向信息化的建设实施和机制研究上。 

　　（五）以基于航迹运行打造智慧空管 

　　民航局空管局已将基于航迹运行作为“智慧空管”的重要组成部分，作为未来新一代空中交通运输系统的基础，与“智慧机场”、“智慧航司”、“智慧监管”共同支持“智慧民航运输系统”建设，最终实现一个民航服务目标“智慧出行”。 

　　在基于航迹运行方面，民航局空管局已经开始开展有关规划，《基于航迹运行（TBO）运行概念》已于近期发布，按照下一步工作计划将开展有关基于航迹运行实施策略的研究工作。在此过程中，民航局空管局有望形成更多有关基于航迹运行的成果，建议适时将基于航迹运行新技术应用纳入民航局航行新技术应用与发展工作委员会工作中，以基于航迹运行为基础，举“智慧空管”之力，成“智慧民航”之势，实现行业优势协同发展。（作者：李光 民航局空管局） 

　　  参考文献：

　　［1］车进军.基于航迹运行的空管系统未来发展与思考,2018［N］ 

　　［2］ICAO ATMRPP. GLOBAL TBO CONCEPT［Z］