美國新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)及其對中國的借鑒意義

1、<p>　　美國新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)及其對中國的借鑒意義</p><p>　　摘要：本文綜合討論了美國新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的背景、定義、研發(fā)、部署和實施情況，分析美國新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的進(jìn)展?fàn)顩r以及其面臨的問題和挑戰(zhàn)，對我國發(fā)展新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)具有很大借鑒意義，也對中國當(dāng)前新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)做了簡要說明。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：航空運(yùn)輸系統(tǒng)；未來需求 </p>

2、<p><b>　　0前言 </b></p><p>　　新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)不是一個全新的獨(dú)立系統(tǒng)，而是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上采用新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)、新裝備和新程序集成相關(guān)航空業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，采用新的運(yùn)行方式、業(yè)務(wù)方式和管理模式過渡發(fā)展成為下一代航空運(yùn)輸體系。目標(biāo)在于改進(jìn)航空運(yùn)行的安全、容量、效率，可預(yù)測性，降低成本，更加環(huán)保等。中國民用航空局根據(jù)美國新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展情況，結(jié)合中國民航發(fā)展

3、趨勢，提出建設(shè)我國新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的構(gòu)想。新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)與之前的新航行系統(tǒng)最大的區(qū)別在于，不僅僅是從空管、通信、監(jiān)視、導(dǎo)航等方面做出改進(jìn)，更重要的是整合了空中交通管理、機(jī)場運(yùn)行、安全管理、氣象預(yù)報、安保系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)、環(huán)境保護(hù)、宏觀政策標(biāo)準(zhǔn)等共計八個相關(guān)方面的運(yùn)行能力，使之整合成一個完善的系統(tǒng)，協(xié)同運(yùn)作能夠極大的提高航空運(yùn)輸效率。 </p><p>　　1NextGen——美國新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

4、 </p><p>　　美國新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)計劃（NextGen）提出的背景是，隨著美國航空運(yùn)輸需求的不斷增長，目前的航空運(yùn)輸系統(tǒng)將很難滿足未來的航空運(yùn)輸需求。因此，F(xiàn)AA推出了一個航空運(yùn)輸系統(tǒng)升級計劃——新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)，美國政府預(yù)計將航空業(yè)占GDP的比重由6％提升到9％以上，提供1100萬個就業(yè)崗位，2025年空中交通流量將是目前的2-3倍，而且9.11對美國航空業(yè)安全造成了巨大威脅，美國每年要投入40億

5、美元和大量的人力資源用于安保。繁瑣的安檢程序造成了航班延誤，犧牲了旅客寶貴的時間；但是美國現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施存在很大的局限和不足，20世紀(jì)50年代開始形成的空管設(shè)施布局投資巨大，性能不足，運(yùn)行維護(hù)成本高，以地面為中心的系統(tǒng)，自動化程度低，依賴話音通信、地基導(dǎo)航和傳統(tǒng)雷達(dá)監(jiān)視方式。 </p><p>　　與目前基于地面的雷達(dá)導(dǎo)航、有聲無線電和人工空中交通管理的系統(tǒng)不同，美國新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)將是基于衛(wèi)星導(dǎo)航、電子數(shù)據(jù)交換

6、和自動化空中交通管理的系統(tǒng)，將會提高航空運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性，減少環(huán)境污染。美國未來航空發(fā)展呈現(xiàn)三個突出特點(diǎn)：空中交通流量的增長速度超過旅客數(shù)量的增長速度；航空活動的類型更加趨于多樣化，除商務(wù)運(yùn)輸、軍用運(yùn)輸、公務(wù)機(jī)、私人飛機(jī)外，還將增加無人駕駛航空器等新的機(jī)型；新的航空器性能更加先進(jìn)，但傳統(tǒng)的航空器還在服役，航空器之間的性能差異較大，對運(yùn)行方式、效率和安全管理帶來挑戰(zhàn)。 </p><p>　　為了保持美國在航空運(yùn)輸業(yè)

7、、制造業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)制定和新技術(shù)等方面的世界領(lǐng)先地位，適應(yīng)更加節(jié)約成本、節(jié)能環(huán)保的航空發(fā)展趨勢，提高容量的任務(wù)變得更加迫切和艱巨。即使投入目前兩倍的資源，美國現(xiàn)有的空中交通流量管理也將不能適應(yīng)未來巨大的飛行流量和飛行密度的需求，按照現(xiàn)行的空中交通管理方式，2020年美國由于航班延誤造成的損失將達(dá)到每年400億美元。因此，美國必須發(fā)展新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)，其核心是保障安全、增加容量、增強(qiáng)靈活性、提高運(yùn)行效率、更加環(huán)保和降低成本。 </p&g

8、t;<p>　　根據(jù)美國《世紀(jì)航空再授權(quán)法案》“新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)”發(fā)展戰(zhàn)略是建立一個更加現(xiàn)代化的新型的航空運(yùn)輸系統(tǒng)，以滿足未來航空運(yùn)輸對安全、容量、靈活、效率以及保安的需要。法案授權(quán)運(yùn)輸部、國土安全部、商業(yè)部、國防部、白宮科學(xué)與技術(shù)政策辦公室、航空航天局、聯(lián)邦航空局等七大政府機(jī)構(gòu)組成聯(lián)合計劃發(fā)展辦公室（JointPlanning &amp; Development Office-JPDO），聯(lián)合企業(yè)、私營業(yè)主、學(xué)

9、術(shù)團(tuán)體等，開展新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的研究、開發(fā)與建設(shè)，JPDO設(shè)在FAA內(nèi)，受美國聯(lián)邦航空局（FAA）和空中交通組織（ATO）領(lǐng)導(dǎo)。2004年，JPDO向國會提交了《新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)計劃》Next Generation Air Transportation System，簡稱NGATS，2006年正式更名為NextGen。 </p><p>　　新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)（NextGen）的戰(zhàn)略目標(biāo)在于建立靈敏、快速反應(yīng)

10、的空中交通系統(tǒng)，從容應(yīng)對目前及未來航空器運(yùn)行、容量、新商業(yè)模式的運(yùn)行需求；提高機(jī)場能力，制定應(yīng)對未來需求的機(jī)場運(yùn)行和管理新概念，改進(jìn)機(jī)場設(shè)施以滿足發(fā)展需求；建立綜合、主動的安全管理系統(tǒng)，將安全管理延伸至設(shè)計階段；全面提高天氣觀測和預(yù)報水平，將氣象參與航空運(yùn)行全過程決策，減少天氣對飛行的影響；建立高效、透明、多層次保安系統(tǒng)，不限制公眾流動性和公民自由，不產(chǎn)生延誤，不增加額外成本；建立網(wǎng)絡(luò)信息平臺使得航空器承運(yùn)人、旅客等所有用戶都可以獲取所

11、需信息，掌握環(huán)境動態(tài)，得到個性化情景意識服務(wù)；制定新政策和新程序，采用新技術(shù)開發(fā)新燃油、發(fā)動機(jī)和航空器，減少航空污染，保護(hù)環(huán)境；制定全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、程序和航空政策，推進(jìn)全球在技術(shù)、裝備、運(yùn)行等方面的兼容性和一致性；其最根本目標(biāo)在于通過推進(jìn)以全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的美國產(chǎn)品和服務(wù)繼續(xù)對外開放，保持美國在全球航空業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位。 </p><p>　　基于性能的運(yùn)行能力是NextGen最核心、最根本的改變，不再強(qiáng)調(diào)地面設(shè)備為核心

12、，而是以綜合航行性能為核心，基于性能的導(dǎo)航PBN-Perfomance Based Navigation（RNAV/RNP），根據(jù)機(jī)載性能享受不同的空域服務(wù)（航跡選擇、間隔等）；強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)信息訪問能力，將現(xiàn)有航空各類信息進(jìn)行整合，航空業(yè)各方既提供信息，也共享信息，發(fā)揮信息在決策支持中的作用，網(wǎng)絡(luò)平臺透明、開放、共享；特別是氣象信息參與決策能力使得目前60％因天氣原因造成的航班延誤可以避免，減少損失大約40億美元，把地面和空間氣象觀測系統(tǒng)

13、整合成一個虛擬的國家航空氣象信息中心，采用數(shù)據(jù)鏈發(fā)布更準(zhǔn)確、及時的氣象預(yù)報，飛行員可以根據(jù)機(jī)載能力靈活選擇航線；同時多層次自適應(yīng)保安安保系統(tǒng)將與其它領(lǐng)域安保信息聯(lián)網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)信息把保安關(guān)口前移，減少對旅客的人身干預(yù)；采用GPS、GALELIO、GLONASS，通過地面、空間和機(jī)載增強(qiáng)系統(tǒng)提高導(dǎo)航精度，可保障航路、終端區(qū)、進(jìn)近飛行和著陸；基于軌跡的航空器運(yùn)行能力動態(tài)的空域管理、分配和使用，靈活選擇航跡，增加自主間隔調(diào)配；可視飛行的能力把相

14、鄰航空器位置、航跡、機(jī)場電子地圖、氣象信息</p><p>　　NextGen包含了航空活動的諸多方面，但其核心是發(fā)展空中交通和機(jī)載的新技術(shù)、新裝備，改進(jìn)航空器運(yùn)行方式，強(qiáng)調(diào)航空器綜合性能，以改進(jìn)安全、擴(kuò)大容量、提高效率、提升運(yùn)行能力，以網(wǎng)絡(luò)為中心的航空信息、氣象信息等在飛行、空中交通運(yùn)行、機(jī)場運(yùn)行中扮演重要角色。NextGen不僅是技術(shù)與裝備的轉(zhuǎn)變，也包括了理念、管理、運(yùn)行組織和經(jīng)營模式的轉(zhuǎn)變，更是全系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變

15、，NextGen是國家組織行為，政府、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、國際社會廣泛參與，科技創(chuàng)新是航空可持續(xù)發(fā)展的根本保證，NextGen是在現(xiàn)有技術(shù)與未來技術(shù)的融合；最為關(guān)鍵的是NextGen是多部門聯(lián)合實施的復(fù)雜系統(tǒng)，美國政府投入巨大的人力財力進(jìn)行建設(shè)，正是因為民航運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展水平集中體現(xiàn)了一個國家電子、通信、機(jī)械、化工、氣象等多領(lǐng)域的實力。因此NextGen以市場需求為出發(fā)點(diǎn)，以滿足人的需求為準(zhǔn)則，所依托和推動的恰恰是國家整體科技創(chuàng)新能力。 <

16、;/p><p>　　2中國新一代民用航空運(yùn)輸系統(tǒng)有關(guān)情況 </p><p>　　我國新一代民航運(yùn)輸系統(tǒng)目標(biāo)是：帶有前瞻性地綜合改進(jìn)和發(fā)展機(jī)場設(shè)施，建立新型的高效、透明、多層次、非干擾式的機(jī)場安全檢查系統(tǒng)，充分應(yīng)用新科技，改變空中管理的理念，建立一個適應(yīng)能力強(qiáng)的空中交通管理系統(tǒng)，建立行業(yè)綜合性公共信息網(wǎng)絡(luò)平臺，建立法制、科學(xué)、綜合、積極主動式的安全管理系統(tǒng)，全面、系統(tǒng)地提高天氣觀測和預(yù)報水平，大

17、大減少天氣對飛行的影響，建立適應(yīng)國際新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)、新程序的適航審定系統(tǒng)，全面建設(shè)有中國特色的企業(yè)文化和行業(yè)文化。2020年我國民航運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展目標(biāo)是運(yùn)輸總周轉(zhuǎn)量1500億噸公里以上；旅客運(yùn)輸7.7億人次，貨郵運(yùn)輸1600萬噸；北京、上海、廣州（深圳）航空旅客吞吐量超過1億人次；各類航空器約4000架；機(jī)場數(shù)量246個；每天航班起降總和超過5萬架次；每百萬飛行小時重大事故率不超過0.15；航班正常率85％以上；平均延誤時間30分鐘以內(nèi)；組

18、織機(jī)構(gòu)和分工：2006年3月成立民航新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)小組，新一代民航運(yùn)輸系統(tǒng)的跟蹤、研究工作由民航科學(xué)研究院承擔(dān)；系統(tǒng)總體框架研究由民航大學(xué)承擔(dān)，系統(tǒng)法律環(huán)境研究由民航干部管理學(xué)院承擔(dān)，新一代民航運(yùn)輸系統(tǒng)中空管部分列入國家科技部863重大</p><p>　　我國新一代民航運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展方向從基于地面導(dǎo)航設(shè)施的飛行向基于機(jī)載性能的飛行方式過渡。先期在我國高原機(jī)場、環(huán)境復(fù)雜機(jī)場和高密度機(jī)場應(yīng)用PBN再推廣到航路

19、、終端區(qū)和機(jī)場。從以航班計劃管理、運(yùn)行協(xié)調(diào)為主過渡到飛行流量管理和協(xié)同決策，先期在地理環(huán)境復(fù)雜的西部山區(qū)機(jī)場及航路應(yīng)用，之后在東部航路、終端區(qū)和機(jī)場逐步應(yīng)用；由話音通信向數(shù)據(jù)鏈/話音通信轉(zhuǎn)變，最終實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。從一/二次雷達(dá)監(jiān)視向ADS-B/雷達(dá)/MDS的綜合監(jiān)視過渡，ADS-B先期在我國西南、西北地區(qū)試驗應(yīng)用，從單獨(dú)的空管工作站向區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的自動化系統(tǒng)過渡，完善應(yīng)急備份系統(tǒng)，逐步實行ICAO標(biāo)準(zhǔn)間隔。 </p><p

20、><b>　　3小結(jié) </b></p><p>　　隨著航空運(yùn)輸流量的快速增長，現(xiàn)有的技術(shù)、設(shè)備以及航空運(yùn)輸方式將不能滿足未來的流量需求。世界各國都展開了新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的研究和開發(fā)工作，借鑒國外相關(guān)經(jīng)驗，結(jié)合中國具體國情，在發(fā)展下一代空中交通運(yùn)輸系統(tǒng)時應(yīng)該注意以下幾點(diǎn): </p><p>　　1）從系統(tǒng)論的角度來看待新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)。 </p&g

21、t;<p>　　隨著我國大飛機(jī)項目和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（二代）的深入開發(fā)，我國的新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)在技術(shù)層面上的支撐得到了較大的提高，但是目前國內(nèi)對新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的研發(fā)還不夠，而且相關(guān)的部門和科研院所參與度不夠。2008年3月，國務(wù)院通過大部制改革把民航局納入交通運(yùn)輸部，也從另外一個方面要求中國民航必須從更高的高度來看待整個交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，更好的整合多方面的力量和以系統(tǒng)論的觀點(diǎn)來發(fā)展航空運(yùn)輸，但是目前民航和其它交通方式

22、的聯(lián)動作用還不明顯，下一步應(yīng)該加強(qiáng)整合。美國的新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)就是在多個部門的參與下共同實施的，具有現(xiàn)實借鑒意義。在更好的發(fā)揮政府主導(dǎo)作用的前提下，更好地調(diào)動利益相關(guān)方的積極性，理順各個相關(guān)單位的關(guān)系，加快建設(shè)中國民航的技術(shù)支撐體系，而且應(yīng)該把相關(guān)的飛行單位的技術(shù)研發(fā)力量納入整個系統(tǒng)，最為關(guān)鍵的是在確保國家空域安全的前提下，進(jìn)一步推動我國空域管理使用問題的解決，實行空域的一體化管理，建立良好的軍民航協(xié)調(diào)機(jī)制，同時建立國家級統(tǒng)一的流量管

23、理中心，實現(xiàn)國家層面的統(tǒng)一管理和對外的協(xié)調(diào)。 </p><p>　　2）健全完善相關(guān)的法律、規(guī)章和協(xié)議，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定。 </p><p>　　NextGen的首要目標(biāo)是保持美國在國際航空中的領(lǐng)導(dǎo)地位，美國一直以來也宣傳在全球范圍內(nèi)統(tǒng)一相關(guān)的規(guī)范和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，這其中必然涉及到相關(guān)的利益分配，因此積極參與新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的研究開發(fā)不僅對當(dāng)下我國航空運(yùn)輸具有現(xiàn)實意義，而且通過參與競爭制

24、定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)將為我國民航的發(fā)展搶的先機(jī)。 </p><p>　　3）確立“以人為本”的思想來看待新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)。 </p><p>　　嚴(yán)格意義上講，新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)就是為了解決人們出行和貨物運(yùn)輸這么一個問題，所有的技術(shù)手段和設(shè)備的更新都是為了確保整個航空運(yùn)輸過程的安全可靠。在整個新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)中，必須時刻考慮到這個觀念，安檢過程的前移和多層次自適應(yīng)的保安系統(tǒng)就是為了減少

25、對旅客的安檢次數(shù)和基于對整個過程中隱私的考慮，在我國新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)中應(yīng)該積極考慮用戶需求。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] FAA Proposes Engagement Strategy for NextGen，http://www.faa.gov/nextgen/strategy/June 3, 2010 &