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美國、歐洲等民航強國和民航大國圍繞智慧民航、智慧機場發展的相關主張與舉措

發布時間:2021.06.07
1. 美國
重點介紹美國聯邦航空局和美國航空航天局相關主張及舉措等。
1.1美國聯邦航空管理局(FAA)
美國聯邦航空管理局(Federal Aviation Administration,簡稱為 FAA),隸屬于美國運輸部。其使命是提供世界上最安全,最高效的航空航天系統。其愿景是努力將美國航空航天系統的安全性,效率,環境責任和全球領導力提高至更高級別。近年來,其最重要的舉措之一是領導組織新一代航空運輸系統的研究、開發與建設。
1.2. 新一代航空運輸系統(NextGen)
(1)NextGen 的提出
為了保持美國在航空運輸業、制造業、標準制定和新技術等方面的世界領先地位,適應更加節約成本、節能環保的航空發展趨勢,2003年 12 月,美國頒布《世紀航空再授權法案》,授權運輸部、國土安全部、商業部、國防部、白宮科學與技術政策辦公室、航空航天局、聯邦航空局等七大政府機構組成聯合計劃發展辦公室(JPDO),開展新一代航空運輸系統的研究、開發與建設。2004 年 12 月,JPDO 向國會提交了《新一代航空運輸系統計劃》( Next Generation Air Transportation System Implementation Plan,簡稱 NGATS 計劃),2006 年正式更名為 NextGen 計劃。該計劃要求每年編寫年度進展報告,同時要對改動部分加以說明,同預算一并上交。
(2)NextGen 簡介
NextGen 計劃旨在建立一個更加現代化的新型航空運輸系統,把用于國家防御與民用飛行的能力整合在一起,為民用、軍事使用者提供服務,使航空旅行更加有效率和效益,更加安全,并以此促進美國的經濟發展。該計劃的核心是保障安全、增加容量、增強靈活性、提高運行效率、更加環保和降低成本。NextGen 系統示意如圖 3-1。 NextGen 計劃將分成三個階段實施:第一階段是充分利用現有技術改進航空系統,同時開展對新一代航空系統所需技術的研究;第二
階段將致力于應用第一階段的研究成果;第三階段將擴大至全國范圍內運行。NextGen 計劃預計到 2025 年完成,其基礎設施建設將耗資150~220 億美元。 NextGen 不是一個全新的獨立系統,是既有技術與未來技術的融合,是在現有基礎上采用新標準、新技術、新裝備和新程序集成相關航空業務子系統,并采用新的運行方式、業務方式和管理模式過渡發展成為下一代航空運輸體系,目標在于改進航空運行的安全、容量、效率和可預測性等。 NextGen 包含了航空活動的諸多方面,其核心是發展空中交通和機載新技術、新裝備,改進航空器運行方式,強調航空器綜合性能,以網絡為中心的航空信息和氣象信息等在飛行、空中交通運行、機場運行中扮演重要角色。NextGen 不僅是技術與裝備的轉變,也包括了理念、管理、運行組織和經營模式的轉變,是全系統的轉變。NextGen是國家組織行為,政府、企業、研究機構、國際社會廣泛參與,是多部門聯合實施的復雜系統,所依托和推動的是國家整體科技創新能力??萍紕撔率呛娇湛沙掷m發展的根本保證,為此,美國政府投入巨大的人力和財力建設 NextGen。
(3)NextGen 項目相關新技術
NextGen 項目開發和實施的創新、變革性的新技術都經過了安全測試。這些技術包括:
z 自動相關監視廣播(ADS-B)
ADS-B 的主要作用是提高安全性并進行態勢感知。ADS-B 采用衛星而不是雷達技術,可以更準確地觀察和跟蹤空中交通。配備 ADS-B輸出發射機的飛機將其位置、高度、航向、地速、垂直速度、呼號和ICAO 標識符等信息發送到地面站網絡,由地面站網絡將信息中繼到空中交通管制顯示器。配備可選 ADS-B 接收器的飛行員或航空器可以獲得交通息,并體驗其帶來的益處,如圖 3-2 所示。到 2020 年 1月 1 日,在大部分美國控制空域運行的飛機必須裝ADS-B。 自動化 FAA 覆蓋全美國的空中交通管制設施中已經部署了先進的計算機系統如標準終端自動化更換系統(STARS)、航路自動化系統(ERAM)等,能夠在飛行的所有階段支持 NextGen 功能。
z 數據通信
配備此功能的飛行員和空中交通管制員可以快速發送和回復信息,無需通過無線電進行通話,從而避免了錯過或誤解語音信息的風險。目前 62 個機場可以在起飛前使用該數據通信功能,預計 2020年能在飛行中使用該數據通信功能。
z 決策支持系統(DSS)
DSS 為空中交通管制員提供工具系統,幫助管制員在整個國家空域系統中盡可能安全有效地引導交通流量。這些工具系統包括:1)通流量管理系統。是 FAA 的主要系統,有助于緩解美國空域需求和容量之間的不平衡;2)基于時間的流量管理?;跁r間而不是距離來幫助管制員改善航路交通流量;3)終端飛行數據管理器。有助于塔臺裝備和流程的現代化,改善終端和場面交通流量。
z 基于性能的導航(PBN)
PBN 利用 GPS 衛星和先進的飛機導航設備在空中生成新路徑,使得飛行距離更短,可以更有效地飛往目的地。這意味著一方面可以減少飛機燃油消耗,另一方面乘客可以更早抵達目的地。
z 全系統信息管理(SWIM)
SWIM 匯集了多個航空數據源中的數據信息,其信息可以通過單一接入點供授權用戶共享,如圖 3-3 所示。SWIM 提高了態勢感知能力,有助于在正確的時間向正確的系統和人員提供正確的信息,從而
提高安全性和效率。
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