摘要：《粤港澳大湾区发展规划纲要》提出建设粤港澳大湾区世界级机场群。据统计，2019年粤港澳大湾区五大机场总体旅客吞吐量达到2.23亿人次，货邮吞吐量超过830万吨，运输规模超过纽约、伦敦、东京等湾区机场群。粤港澳大湾区机场群建设面临空域资源高度紧张、复杂天气保障能力不足等问题，如何减轻复杂天气对空域容量和机场容量的不利影响，减少天气原因造成的航班延误和运行安全风险，迫切需要构建现代化的气象服务平台——粤港澳大湾区航空气象协同决策支持平台，实现气象-运行信息的共享与融合，提升运行决策水平，提高协同运行效率，助力粤港澳大湾区世界级机场群建设。 

   一、战略背景

　　2019年2月，中共中央、国务院印发《粤港澳大湾区发展规划纲要》（以下简称《纲要》）。《纲要》提出，加快基础设施互联互通，构建现代化的综合交通运输体系，建设粤港澳大湾区世界级机场群。世界级机场群以飞行密度大、机场跑道和空域资源的高效利用为标志，而强有力的气象保障是不可或缺的重要因素。打造国际化、现代化的“粤港澳大湾区航空气象协同决策支持平台”（以下简称“平台”），以全面提升航空气象保障能力为抓手提高大湾区机场群跑道和空域资源使用效率，以此为牵引推进大湾区世界级机场群建设的中南方案应运而生。 

    (一) 全面提升大湾区航空气象保障能力势在必行

　　         1.大湾区机场密集，空域资源高度紧张 

　　目前，粤港澳大湾区在半径80公里的范围内分布着7个运输航空机场，12条跑道。日均航班架次已近5000架次，机场密度和飞行密度国内最高，并将随着大湾区机场群加速建设持续增加。由于空域分割、隔离保护、管制标准、军航活动等问题，导致可用空域更为狭小。空域限制导致地面跑道产能无法充分释放，机场扩建方面的投入，与航班量的增长不成正比，航班时刻长期处于饱和状态。 

　　图1 粤港澳大湾区机场分布图 

　　2.大湾区天气复杂，航班延误频发       

　　不利天气状况常常压缩辖区空域容量和机场容量，是影响航班运行的重要因素之一。据统计，2016-2018年全国航班天气延误约占航班延误总量分别为56.52%、51.28%、47.46%，平均为51.75%。 

　　 大湾区地处华南沿海，受亚热带季风及海陆热力差异影响，天气复杂，雷雨、台风频发，天气原因延误尤为严重。2018年超强台风“山竹”造成广州、深圳、珠海、澳门、香港等地机场关闭时间均在20小时以上，数千个航班被取消。2019年4月中下旬，受强雷雨影响，大湾区机场群连续多日出现大面积航班延误，其中，广州终端区共启动了15次大面积航班延误响应预警，14次黄色预警，1次橙色预警。 

　　 3.航空气象保障能力不足，协同运行决策支持体系缺乏 

　　与粤港澳大湾区世界级机场群的定位相比，大湾区民航气象保障能力总体薄弱，业务局限于以提供精细化程度不高的基础性航空气象服务为主，难以满足大湾区机场群高密度运行需求。除了香港天文台之外，其余机场气象部门的服务能力均落后于国际先进水平，不仅表现为：复杂天气的预报准确率不高、提前量不足，航空气象服务手段落后，应急保障能力不强；而且，CDM和A-CDM系统缺乏气象信息参与对运行效率的影响日益显现：复杂天气下协同不畅，航空气象保障乏力。 

　　作为世界级机场群，缺乏相匹配的协同运行决策支持体系是航空气象保障的突出短板。 

　　（二）发展趋势：欧美国家大力建设航空气象协同决策支持体系 

　　目前，欧美一些发达国家已经依托先进的探测手段和数值预报技术在航空气象领域建立了较为成熟的航空气象预报业务体系，并开发出大量的气象决策辅助工具建立了较完善的协同决策支持体系，在提升协同运行效率方面发挥了重要作用，基本上实现了“气象服务参与飞行全过程决策、气象信息与决策工具的高度融合”的技术目标。 

　　美国联邦航空管理局（FAA）高度重视气象对航空运行决策的支持，发布的NextGen计划中，通过CSS-Wx（公共天气服务）系统汇聚气象信息，并提供给航空用户使用。而且将运行信息等以SWIM（广域信息管理系统）承载，与气象信息融合后提供给空管、航司等航空运行单位，如CCFP（对流协同预报产品）、CIWS （空中走廊综合天气系统）等等。 

　　欧洲SESAR（单一天空计划）中也对气象决策支持进行了统一规划。SESAR计划也是基于SWIM平台为航空运行单位提供气象信息，而这些信息是经过收集汇总、加工，生成定制化产品及航空运行辅助决策信息，提供给航空用户使用。 

　　二、战略选择：以“平台”建设为先导的大湾区航空气象发展战略 

　　航空气象保障能力薄弱，协同运行决策支持体系缺乏，已成为制约大湾区民航发展建设的重要瓶颈，也是摆在中南民航单位面前不可回避的课题。 

　　面对新形势，制定新战略。经过反复调研多方论证，民航中南地区管理局创造性提出“同一湾区，同一天空，同一愿景，同一平台”，借鉴欧美经验，利用大湾区优势，优先建设协同运行决策支持体系，以此带动航空气象保障能力的全面提升，从而实现大湾区航空气象跨越式发展。以“平台”建设为突破口，携手港澳、多方共建，促进技术和数据共享，推动协同创新，推进大湾区航空气象现代化和保障一体化；以大湾区实践带动中南地区乃至民航气象行业改革发展，“平台”项目的多项建设内容具有开创性，比如在国内率先建立降雨天气飞机起降决策辅助系统以解决“现行的降雨观测方式和规范不适应多跑道机场运行”的行业痛点，也为今后修订完善民航气象工作规章规范及行业标准提供有力支撑与参考。 

　　（一）“平台”建设总体目标 

　　围绕打造粤港澳大湾区世界级机场群，以构建国际一流水准航空气象协同决策支持平台为目标，建设一体化、智能化、协同化的航空气象协同决策支持平台，实现气象-运行一体化态势感知，促进气象信息与决策工具的高度融合，提高复杂天气下航空运行决策水平，减少航班延误。 

　　以“平台”建设为契机，加深粤港澳民航气象部门之间的合作，加强民航气象部门与民航运行部门之间的协同，推进面向“一带一路”航空气象开放合作，将粤港澳大湾区打造成为我国航空气象科技创新的先行示范区。“平台”建成后，将具备以下3个方面能力： 

　　1.一体化态势感知：汇集覆盖大湾区陆海空天气象数据以及机场、空管、航司、油料等单位的运行数据，建成统一的公共数据库，实现大湾区机场群航空气象-运行一体化态势感知。 

　　2.气象-运行信息深度融合：基于“平台”，实现航空气象监测、预报信息向辅助决策产品的转化，实现气象信息参与飞行全过程决策，为运管委运行和机场群联动提供决策支持。 

　　3.应急快速响应：应对灾害性天气或突发事件，实现民航气象部门与运行部门、应急管理部门的快速响应和联动。 

　　（二）建设原则 

　　1.粤港澳紧密合作、共建共享：民航中南地区管理局负责统筹规划和牵头协调，香港天文台、澳门地球物理暨气象局提供气象数据和相关技术支持，机场、空管、航司、油料等民航运行单位负责具体建设工作。 “平台”数据对相关单位实行开放共享原则。 

　　2.对标国际，高点定位：坚持世界眼光、国际标准，运用先进的航空气象、大数据、人工智能等先进技术，建成国际一流的具有自我感知意识的智能化协同决策支持平台。 

　　3.需求导向，深度融合：面向机场（运管委）、空管、航空公司、油料等运行单位的需求，深入融合气象监测、天气预报信息，以航空气象影响航空运行预测为出发点，实现客观化气象协同决策辅助，构建共同情景意识。 

　　（三）分阶段实施 

　　2020-2021年（一期），基本建成航空气象服务智慧化程度较高，航空气象协同决策支持能力国内领先的气象-运行大数据共享融合平台，服务范围覆盖粤港澳大湾区。 

　　2021-2025年（二期和三期），建成达到世界先进水平的现代航空气象服务典范，航空气象协同决策支持能力取得重大提升，服务范围覆盖包含粤港澳大湾区在内的全中南地区和泛南海区域，服务产品的时空分辨率达到百米级和分钟级，航空气象服务全方位融入航空运行全领域，实现航空气象服务精准化、智能化、协同化。 

　　三、战略支撑：成立粤港澳大湾区航空气象联合研究院 

　　2020年1月，民航中南地区管理局联合中山大学、广东省气象局、中南空管局签署了航空气象战略合作协议，成立粤港澳大湾区航空气象联合研究院（以下简称研究院），参与单位还包括多家中南民航单位和通航企业、香港天文台、澳门地球物理暨气象局、航空气象科技企业。研究院将充分依托各方优势，组建一流的航空气象专家团队，搭建新型科研平台，探索“政产学研用”协同创新发展模式，为“平台”建设和持续升级提供技术支撑。 

　　研究院的主要研发方向包括：协同运行决策支持产品开发、区域通用航空气象服务应用平台开发，对流尺度集合预报、区域数值预报模式的研究与应用，飞机探测气象数据分析与应用，航空危险天气的预警预报技术研究，海洋气象探测和预报技术研究等。 

    四、战略实施（“平台”项目一期建设方案）

　　“平台”项目一期将初步建立大湾区航空气象智慧云平台，实现气象-运行信息深度融合，为航空运行部门提供对天气态势的统一认知和协同决策智能化辅助产品。 

（一）“平台”架构

　　“平台”采用B/S架构，在广州白云机场运管委部署后，各业务单位可基于业务专网采用角色登陆的方式使用相关功能，方便统一管理，“平台”架构如图所示： 

　　图2 平台架构图 

 （二）功能模块

　　“平台”包括六大功能模块，包括：多源数据融合分析系统、运管委协同决策支持系统、区域运行协同决策支持系统、天气会商及联合复盘系统、应急响应协同决策支持系统与信息发布系统。其中，多源数据融合分析系统为平台数据采集、预处理系统。 

　　图3 功能结构图 

　　“平台”运用智慧云平台技术、大数据快速访问技术等大数据技术，实现航空气象与运行数据的同平台展示与分析。“平台”采集或引接的数据主要包含：机场区域加密探测数据，机载气象探测数据，综合气象信息数据，以及管制、航空公司、机场、油料等部门的运行数据。“平台”还采用了多项气象新技术，包括：基于卫星数据的中尺度对流系统（MCS）识别跟踪技术、不同波段的天气雷达三维格点化技术、定量降水估测和预报（QPE、QPF）技术、多模式集成预报技术等。 

　　    （三）组织实施 

　　 1.成立“平台”建设项目领导小组和工作小组 

　　“局方协调、多方共建”，民航中南地区管理局多次组织召开“平台”建设项目工作会议，辖区民航单位、香港天文台、澳门地球物理暨气象局参加，成立“平台”建设项目领导小组和工作小组，民航中南地区管理局和参与建设的民航运行单位主要领导组成了“平台”建设领导小组，负责“平台”项目的统筹协调、整体推进、落实数据共享清单。而工作小组则由相关运行单位的业务部门领导和技术专家组成，负责项目的具体实施。 

　　2.发布“平台”建设指南 

　　为规范指导“平台”建设工作，民航中南地区管理局组织编制和发布了“平台”建设指南，明确了项目建设的规范标准。 

　　目前，“平台”项目有序推进，预计在2021年中建成投入试运行。 

　　    五、结语 

　　    粤港澳大湾区航空气象发展战略意义重大，民航中南地区管理局充分发挥战略引领和统筹协调作用，以国家战略凝聚共识，打破数据、部门、行业、区域壁垒，促进中南民航单位与港澳民航气象部门紧密合作，通过共建开放共享的业务平台和科研平台（“平台”和研究院），探索协同发展新模式，引领民航气象行业高质量改革发展。（作者：区志中 民航中南地区管理局） 

　　参考文献： 

　　          [1]国务院．粤港澳大湾区发展规划纲要［Z］，2019． 

　　          [2] 胡迪，蒋乐．对中国民航气象服务能力建设规划的建议［R］，2017. 

　　          [3] 中国民航局．全国民航行业发展统计公报［Z］，2016. 

　　          [4] 中国民航局．全国民航行业发展统计公报［Z］，2017. 

　　          [5] 中国民航局．全国民航行业发展统计公报［Z］，2018. 

　　特别声明：本文关于“平台”建设指南、建设方案、航空气象战略发展四方合作协议（均由作者所在部门发布或起草）的部分内容，多次被中国民航报、中国民航网等媒体引用。