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內容簡介

　　空中交通管理
　　本書從係統的角度描述瞭空中交通管理(ATM簡稱“空管”)係統的發展脈絡:將以陸基設備為特徵的傳統空管定義為“第一代空管”以衛星等新技術為特徵的空管定義為“第二代空管”以
　　基於性能為特徵的空管定義為“第三代空管”。本書側重未來比較詳細係統地描述瞭第三代空管。另外還有與空管發展相關的熱門專題討論補充。
　　為方便讀者閱讀本書附錄有下一代航空運輸係統運行概念的詞條解釋(漢英對照)以及本書縮略語錶(有縮略語全稱和參考譯文)。
　　本書適閤於空管從業人員和研究生、空管愛好者以及考慮在空管方麵發展的人員。

目錄

第一篇 緒 論………………………………………………………………… 1
第1章 世界航空……………………………………………………………………… 1
1.1 軍用航空的發展……………………………………………………………… 1
1.2 民用航空的發展……………………………………………………………… 2
第2章 國際民航組織(ICAO) ……………………………………………………… 3
2.1 ICAO的誕生………………………………………………………………… 3
2.2 ICAO的目標………………………………………………………………… 4
2.3 國際民用航空公約(芝加哥公約)…………………………………………… 4
2.4 國際民用航空公約的附件…………………………………………………… 5
2.5 ICAO的組成………………………………………………………………… 7
2.6 ICAO在發展ATM 中的責任和作用……………………………………… 9
2.7 結 論………………………………………………………………………… 10
第3章 航空運輸係統……………………………………………………………… 11
3.1 簡 介………………………………………………………………………… 11
3.2 航空運輸係統的組成………………………………………………………… 12
3.2.1 航空運輸係統的服務需求…………………………………………… 12
3.2.2 航空運輸係統的服務供應…………………………………………… 12
第二篇 空中交通管理的發展…………………………………………… 14
第4章 第一代空管………………………………………………………………… 14
4.1 目視飛行……………………………………………………………………… 14
4.2 建立在陸基通信、導航和監視設備基礎上的空中交通管製(ATC)的飛行
……………………………………………………………………………………
4.2.1 通 信…………………………………………………………………… 16
4.2.2 導 航…………………………………………………………………… 16
4.2.3 監 視…………………………………………………………………… 24
4.2.4 管製中心設施…………………………………………………………… 25
4.2.5 空中交通管理(ATM)的初現………………………………………… 25
第5章 第二代空管………………………………………………………………… 26
5.1 新航行係統(FANS)的齣現………………………………………………… 26
5.2 FANS的具體錶示和特點…………………………………………………… 26
5.3 衛星通信、導航、監視(CNS)和空中交通管理(ATM)技術……………… 27
5.3.1 通 信…………………………………………………………………… 27
5.3.2 導 航…………………………………………………………………… 28
5.3.3 監 視…………………………………………………………………… 29
5.3.4 空中交通管理(ATM) ………………………………………………… 30
5.4 結 論………………………………………………………………………… 31
第6章 第三代空管係統…………………………………………………………… 33
6.1 基於性能空管(ANS/ATMS)的提齣……………………………………… 33
6.2 對第三代空管係統的期望…………………………………………………… 33
6.3 第三代空管的運行概念及組成……………………………………………… 35
6.3.1 運行概念………………………………………………………………… 35
6.3.2 空中交通管理係統(ATMS)組成……………………………………… 36
6.4 第三代空管的主要特徵———基於性能的空中交通管理係統(ATMS) … 39
6.4.1 所需ATMS性能(RASP) …………………………………………… 39
6.4.2 所需總係統性能(RTSP)……………………………………………… 39
6.4.3 性能需求的內在層次…………………………………………………… 40
第三篇 第三代空管運行展望…………………………………………… 43
第7章 麵臨的運行環境和挑戰…………………………………………………… 43
7.1 空中交通流量………………………………………………………………… 43
7.2 空域用戶的多樣性…………………………………………………………… 43
7.3 結 論………………………………………………………………………… 46
第8章 運行模式的變革…………………………………………………………… 47
8.1 協同閤作的運行模式………………………………………………………… 47
8.1.1 關於協同空中交通管理(C ATM) ………………………………… 47
8.1.2 關於機場運行和規劃的協同閤作……………………………………… 47
8.1.3 關於安保和防禦空域運行的協同閤作………………………………… 47
8.2 基於航跡的空域和運行……………………………………………………… 48
8.2.1 四維航跡(4DT)的定義和屬性………………………………………… 49
8.2.2 四維航跡(4DTs)在綜閤的基於航跡運行(TBO)中的應用………… 50
8.2.3 航跡管理………………………………………………………………… 51
8.2.4 間隔管理(SM)方法…………………………………………………… 51
8.2.5 基於航跡的航空器程序………………………………………………… 53
8.2.6 基於航跡運行的航路和巡航…………………………………………… 54
8.2.7 基於航跡運行(TBO)的進/離場……………………………………… 55
8.3 空域和運行…………………………………………………………………… 57
8.3.1 傳統空域和運行………………………………………………………… 57
8.3.2 非傳統空域和運行……………………………………………………… 57
8.4 機場場麵和塔颱運行………………………………………………………… 58
第9章 責任和角色的變革………………………………………………………… 59
9.1 人與自動化的責任和角色的變革…………………………………………… 59
9.2 飛行運營者的責任和角色的變革…………………………………………… 61
9.3 空中航行服務提供者責任和角色的變革…………………………………… 63
9.4 安全者與安保的角色………………………………………………………… 67
第四篇 服務與變革………………………………………………………… 68
第10章 機場運行和基礎設施服務………………………………………………… 68
10.1 概 述……………………………………………………………………… 68
10.2 未來機場空側運行麵臨的變革…………………………………………… 68
10.2.1 采用綜閤的機場場麵和停機坪交通管理係統……………………… 69
10.2.2 提高空側的管理功能………………………………………………… 69
10.3 機場建設觀念的變革……………………………………………………… 71
10.3.1 機場保護……………………………………………………………… 71
10.3.2 建設高效、靈活和快速響應能力的機場係統………………………… 72
10.3.3 對區域係統進行綜閤規劃…………………………………………… 73
10.3.4 優化機場設計………………………………………………………… 75
10.3.5 為機場係統規劃提供信息服務……………………………………… 76
第11章 設施聯網服務……………………………………………………………… 78
11.1 概 述……………………………………………………………………… 78
11.2 網絡使能信息共享服務…………………………………………………… 78
11.2.1 地麵網絡服務………………………………………………………… 79
11.2.2 空—地網絡服務……………………………………………………… 79
11.2.3 空中航行服務提供者(ANSP)的設施和基礎設施服務…………… 80
11.2.4 航空器數據通信鏈路………………………………………………… 80
11.2.5 基礎設施管理服務/服務質量(QoS)………………………………… 82
11.3 任務支持服務……………………………………………………………… 83
11.4 小 結……………………………………………………………………… 83
11.4.1 概 述………………………………………………………………… 83
11.4.2 期待的變革…………………………………………………………… 83
11.4.3 可預期的重大變革…………………………………………………… 84
11.4.4 缺點和問題…………………………………………………………… 85
11.5 展 望……………………………………………………………………… 86
11.5.1 大數據………………………………………………………………… 86
11.5.2 雲計算………………………………………………………………… 87
11.5.3 雲計算在空中交通管理(ATM )中的應用………………………… 89
第12章 共享態勢感知(SSA)服務………………………………………………… 98
12.1 簡 介……………………………………………………………………… 98
12.2 氣象信息服務……………………………………………………………… 98
12.2.1 簡 介………………………………………………………………… 98
12.2.2 氣象信息運行………………………………………………………… 99
12.2.3 氣象信息服務………………………………………………………… 101
12.2.4 小 結………………………………………………………………… 103
12.3 健壯的定位、導航、授時(PNT)服務…………………………………… 103
12.3.1 PNT簡介…………………………………………………………… 103
12.3.2 定位服務……………………………………………………………… 103
12.3.3 導航服務……………………………………………………………… 103
12.3.4 授時服務……………………………………………………………… 103
12.3.5 PNT的組成………………………………………………………… 104
12.3.6 PNT小結…………………………………………………………… 104
12.4 監視服務…………………………………………………………………… 104
12.4.1 簡 介………………………………………………………………… 104
12.4.2 主要的監視服務……………………………………………………… 105
12.4.3 監視服務的組成……………………………………………………… 105
12.4.4 小 結………………………………………………………………… 107
12.5 飛行計劃填寫和飛行數據管理服務……………………………………… 107
12.6 流量戰略和航跡衝突分析服務…………………………………………… 108
12.7 共享態勢感知航空信息服務……………………………………………… 109
12.8 地理空間信息服務(GIS)………………………………………………… 110
第13章 環境管理服務…………………………………………………………… 112
13.1 簡 介……………………………………………………………………… 112
13.2 未來環境運行的重要變革……………………………………………… 113
13.2.1 航空係統環境管理係統(EMS)的變革…………………………… 113
13.2.2 空域環境運行的變革……………………………………………… 114
13.2.3 機場規劃和運行的變革…………………………………………… 115
13.2.4 航空器設計和技術的變革…………………………………………… 116
13.3 環境管理係統的政策和能力……………………………………………… 116
13.3.1 政 策………………………………………………………………… 118
13.3.2 關於改進運行的建議………………………………………………… 119
13.3.3 分析工具……………………………………………………………… 120
13.3.4 技 術………………………………………………………………… 120
13.3.5 科學/度量參數及指標……………………………………………… 121
13.4 環境管理的保障措施……………………………………………………… 121
第14章 性能管理服務…………………………………………………………… 122
14.1 簡 介……………………………………………………………………… 122
14.2 重要的性能管理變革……………………………………………………… 122
14.3 性能管理服務……………………………………………………………… 123
第五篇 專題討論…………………………………………………………… 125
第15章 安全與安全管理………………………………………………………… 125
15.1 概 述……………………………………………………………………… 125
15.2 保障係統安全的方法……………………………………………………… 125
15.3 安全風險管理……………………………………………………………… 127
15.3.1 概 述………………………………………………………………… 127
15.3.2 安全風險管理………………………………………………………… 127
15.3.3 風險管理措施………………………………………………………… 128
15.3.4 風險錶述……………………………………………………………… 129
15.4 安全等級(LS) …………………………………………………………… 129
15.4.1 安全與容量…………………………………………………………… 129
15.4.2 安全與安全增益…………………………………………………… 130
15.4.3 安全等級(LS) ……………………………………………………… 131
15.5 利用安全層概念進行係統的安全設計…………………………………… 132
15.5.1 空中交通管理係統(ATMS)的層概念……………………………… 132
15.5.2 設計空中交通管理係統(ATMS)安全的層概念法………………… 132
15.6 飛行間隔與間隔標準……………………………………………………… 133
15.6.1 飛行間隔……………………………………………………………… 133
15.6.2 間隔標準……………………………………………………………… 133
15.6.3 間隔評估……………………………………………………………… 134
第16章 空域係統………………………………………………………………… 142
16.1 概 述……………………………………………………………………… 142
16.2 空域係統的長遠發展目標———“自由飛行”……………………………… 143
16.2.1 “自由飛行”的來曆…………………………………………………… 143
16.2.2 “自由飛行”概念的發展……………………………………………… 144
16.3 實現“自由飛行”…………………………………………………………… 145
16.3.1 造成當前空域係統低效和延誤的因素……………………………… 145
16.3.2 “自由飛行”概念如何去掉空域係統延誤和低效根源……………… 146
第17章 空 域…………………………………………………………………… 153
17.1 空域的概念………………………………………………………………… 153
17.2 空域的分類………………………………………………………………… 153
17.2.1 國際民航組織(ICAO)的空域分類………………………………… 153
17.2.2 美國的空域分類……………………………………………………… 154
17.2.3 其他國傢的空域分類………………………………………………… 156
17.3 空域的發展………………………………………………………………… 157
第18章 機場上的尾流與間隔…………………………………………………… 160
18.1 第一種類型的尾流………………………………………………………… 160
18.2 第二種類型的尾流………………………………………………………… 166
18.3 尾流對平行跑道的影響…………………………………………………… 166
第19章 飛行管理係統(FMS) …………………………………………………… 168
19.1 前 言……………………………………………………………………… 168
19.2 飛行管理係統(FMS)的發展…………………………………………… 168
19.3 飛行管理係統(FMS)的組成…………………………………………… 169
19.4 飛行管理係統(FMS)的功能…………………………………………… 171
19.4.1 飛行管理計算機係統的故障檢測和告警…………………………… 172
19.4.2 推力管理係統(TMS) ……………………………………………… 172
19.4.3 控製顯示單元(CDU) ……………………………………………… 172
19.4.4 性能管理……………………………………………………………… 172
19.4.5 直接運營費用(DOC)的計算……………………………………… 172
19.5 飛行管理係統(FMS)的應用…………………………………………… 173
19.5.1 簡 介………………………………………………………………… 173
19.5.2 飛行計劃……………………………………………………………… 173
19.6 結束語———FMS和ATM ……………………………………………… 175
第20章 基於性能的導航(PBN) ………………………………………………… 178
20.1 概 述……………………………………………………………………… 178
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