空中交通管制

空中管制包括戰區空域管制、空中交通管制和空中流量控制、情報報知和管制報告等。目的是通過控制空域使用，保衞國家空中安全，維護飛行秩序，提高空域使用效率。 ^[4] 

空中管制通常由空軍實施。其大部分控制程序和手段都是戰時或緊急情況下特有的。空中管制時機主要指：①空域內充斥着大量飛機與飛行活動。②有必要對空域內的飛機進行空中管制。③為防禦敵空軍可能發起的突襲。 ^[4] 

空中管制的主要任務有：①全面實施戰區空中管制，實時掌握空中動態，有效管理民用航空活動，為作戰行動或緊急情況處置提供空域或方便。②嚴格執行空中管制計劃，加強空中管制協同，保障空中運輸暢通。③協助識別空中目標，防止誤擊誤傷，確保管制空域使用的安全有序。戰區航空管制的協同既有作戰指揮系統內部的協同，也有與戰區內集結的諸軍種、兵種參戰部隊和保障單位之間的協同；既有軍用航空各級空中管制機構之間的協同，還有軍用航空管制機構與民用航空管制機構之間的協同，也有臨時性任務隨機協同等，使空中戰場管制協同十分複雜。 ^[4] 

1903年，美國萊特兄弟發明的“飛行者一號”試飛成功，標誌航空時代正式來臨。此後10年，飛行活動逐漸普及，歐洲、美國都出現了專門用於航空器起降和飛行表演的機場。隨着機場飛行量不斷增加，航空器相撞、撞地傷人事件多次出現，各機場開始出台了專項規章，設置了空中交通管制員，約束航空器活動。1922年，世界上首個機場管制塔台在倫敦Croydon機場誕生。1935年12月1日，世界第一個航路管制中心在美國紐約紐瓦克機場成立。此後80餘年，世界各國空管系統幾經升級，自動化、集約化程度不斷提升，逐步形成今天覆蓋全球的空管系統。進入21世紀，美國、歐洲都制定了新一代空管系統升級計劃，ICAO隨後出台了全球空管一體化運行概念和航空組塊升級計劃，標誌着新一輪空管技術革命已經到來 ^[5]  。

利用通信、導航技術和監控等專業手段對飛機飛行活動進行監視、控制與指揮，從而保證飛機飛行安全和與使飛機按照一定線路秩序飛行。在飛行航線的空域劃分為不同的管理空域，包括航路、飛行情報管理區、進近管理區、塔台管理區、等待空域管理區等，並按管理區的範圍與情況選擇使用不同的雷達設備對飛機進行管制。在管理空域內進行間隔劃分，飛機間的水平和垂直方向間隔構成空中交通管理的基礎。由導航設備、雷達系統、二次雷達、通信設備、地面控制中心組成空中交通管理系統，完成監視、識別、引導覆蓋區域內的飛機，保證其正常安全的飛行 ^[2]  。

航空器在飛行的過程中會受到一系列因素的影響和制約，包括：

總之，航空器是在有限的空間、有限的時間和有限的條件下起飛、降落和飛行的、由於航空器的飛行受諸多因素的限制和影響，人們通過實踐以及飛行事故的痛苦教訓，逐步形成了一套管理空中飛行的規章制度和組織，即空中交通管制 ^[3]  。

空中管制的方法，應隨着軍事行動在戰爭和非戰爭條件下的不同特點而採取不同方法，包括對空中管制區內所有空中目標的主動管制和程序管制。主動管制可依靠雷達、其他傳感器、敵我識別/選擇性識別、數據鏈和作戰指揮控制系統的防空網絡等手段，對空中目標實施主動識別、跟蹤和指揮。程序管制可依靠事先約定並且發佈的空中管制措施實施。空中管制措施包括全面的防空識別程序和交戰規則、低空穿越航線、最小風險航線、最小風險高度層、飛機識別機動、火力支援協調措施和協調高度等。空中管制應把主動管制與程序管制有機地結合起來。在任何情況下，所有的任務飛行都要遵循空中管制指令。空中管制應隨敵方威脅的發展和作戰態勢的變化而相應調整，並將向軍民航空聯合協調的方向發展。 ^[4] 

程序管制方式對設備的要求較低，不需要相應監視設備的支持，其主要的設備環境是地空通話設備。管制員在工作時，通過飛行員的位置報告分析、瞭解飛機間的位置關係，推斷空中交通狀況及變化趨勢，同時向飛機發布放行許可，指揮飛機飛行 ^[3]  。

航空器起飛前，機長必須將飛行計劃呈交給報告室，經批准後方可實施。飛行計劃內容包括飛行航路（航線）、使用的導航台、預計飛越各點的時間、攜帶油量和備降機場等。空中交通管制員根據批准的飛行計劃的內容填寫在飛行進程單內。當空中交通管制員收到航空器機長報告的位置和有關資料後，立即同飛行進程單的內容校正，當發現航空器之間小於規定垂直和縱向、側向間隔時，立即採取措施進行調配間隔。這種方法速度慢精確度差，為保證安全因而對空中飛行限制很多，如同機型同航路同高度需間隔10分鐘，因而在劃定的空間內所能容納的航空器較少。這種方法是中國民航管制工作在以往很長一段時間使用的主要方法 ^[3]  。

該方法也在雷達管制區雷達失效時使用。在隨着民用航空事業的迅速發展，飛行量的不斷增長，中國民航加強了雷達、通信、導航設施的建設，並協同有關部門逐步改革管制體制，在主要航路、區域已實行先進的雷達管制 ^[3]  。

雷達管制員根據雷達顯示，可以瞭解本管制空域雷達波覆蓋範圍內所有航空器的精確位置，因此能夠大大減小航空器之間的間隔，使管制工作變得主動，管制人員由被動指揮轉變為主動指揮，提高了空中交通管制的安全性、有序性、高效性 ^[3]  。

在民航管制定使用的雷達種類為一次監視雷達和二次監視雷達。一次監視雷達發射的一小部分無線電脈衝被目標反射回來並由該雷達收回加以處理和顯示，在顯示器上只顯示一個亮點而無其他數據。二次監視雷達是一種把已測到的目標與一種以應答機形式相配合設備協調起來的雷達系統，能在顯示器上顯示出標牌、符號、編號、航班號、高度和運行軌跡等及特殊編號 ^[3]  。

雷達管制與程序管制相比是空中交通管制的巨大進步 ^[3]  。

程序管制和雷達管制最明顯的區別在於兩種管制手段允許的航空器之間最小水平間隔不同。在區域管制範圍內，程序管制要求同航線同高度航空器之間最小水平間隔10分鐘（對於大中型飛機來説，相當於150千米左右的距離），雷達監控條件下的程序管制間隔只需75千米，而雷達管制間隔僅僅需要20千米。由於技術進步以及空中交通流量的加大，雷達管制間隔還在逐漸縮小，已小於20千米 ^[3]  。

允許的最小間隔越小，意味着單位空域的有效利用率越大，飛行架次容量越大，越有利於保持空中航路指揮順暢，更有利於提高飛行安全率和航班正常率。 ^[3]  在飛行量較大的地區，程序管制方式已大多被雷達管制方式所取代。在飛行量較小和在自然環境不適宜建雷達站的區域採用程序管制。 ^[12] 

國外空中交通管制發達的國家已經全面實現了雷達管制，而中國民航正逐步在主幹航路實現雷達管制 ^[3]  。

空中交通管制可分為：

一般空中交通管制，適用於整個國土上空；特別空中交通管制，適合於邊境地區、通過國界的空中走廊和某些特殊地區上空 ^[2]  ；

臨時空中交通管制，適合於演習、飛行檢閲和航天器發射場區上空 ^[2]  ；

地方為了維持飛行秩序，保證飛行安全，空中交通管制部門要劃定航線、規定各類飛機在空中相撞或與地面障礙物（如山頭、高層建築物等）相撞等事故發生。飛機從起飛到降落，一直處在空中交通管制之下，嚴格按預定時間、航線、高度、速度飛行，受機場空域管制中心、沿途航路管制中心和終點機場空域管制中心的指揮與調度 ^[2]  。

空中交通管制是一項複雜的系統工程。要完成好此任務應具備如下條件：

有一套完善的、適合本國國情和符合國際民航組織標準的航空法規、程序和方法；

要明確劃分空域，規定管制和非管制空域，有一套完善的航路、 航線網 ^[6]  ；

要有健全的管理體制和管理機構 ^[6]  ；

要有一套現代化的空中交通管制設備，包括通信設備（地空/空地通信和衞星通信），近程、遠程和進場着陸導航設備，覆蓋整個空域的雷達監視設備，這些設備都由計算機聯網，實施高度自動化的控制和管理 ^[6]  ；

要有一支訓練有素的空中交通管制人員，以保證空管的高質量和高效率 ^[6]  ；

要建立空中交通管制科研機構，不斷研究和開發新的空中交通管制系統，以適應日益增長的空中交通流量的需要 ^[6]  。

就全國來説，實行"統一管制、分別指揮"的體制。即在國務院、中央軍委空中交通管制委員會的領導下，由空軍負責實施全國的飛行管制，軍用飛機由空軍和海軍航空兵實施指揮，民用飛行和外航飛行由民航實施指揮。由於這一體制存在某種侷限性，正在着手改革。就民航內部來説，空管系統實行"分級管理"的體制，即各級空管部門分別隸屬於民航總局、地區管理局、省（市、區）局以及航站。總局空管局對民航空管系統實行業務領導，其餘工作包括人事、財務、行政管理及基本建設等均由各地區管理局、省（市、區）局以及航站負責 ^[2]  。

全國劃設飛行情報區11個，即北京、上海、廣州、武漢、蘭州、瀋陽、昆明、烏魯木齊、三亞、香港以及台北飛行情報區。經2014年5月全國空管區域優化後，大陸上空劃設高空管制區（兼中低空管制區）8個，分別為北京管制區、上海管制區、廣州管制區、成都管制區、瀋陽管制區、西安管制區、三亞管制區和烏魯木齊管制區（其中瀋陽和烏魯木齊管制區仍在建設中）；絕大多數民用機場（含軍民合用機場）均設置了塔台管制區域 ^[2]  。

經過不斷的建設，基本形成了比較完善的通信、導航、情報、氣象保障系統。通信保障方面，在全國絕大多數民用機場配置了衞星語音地面站和衞星數據地面站，每個管制單位裝備了2套以上的甚高頻對空通信台，部分對空通信薄弱地區配備了甚高頻轉播台，中國國東部地區實現了7000米以上甚高頻對空通信的覆蓋。導航保障方面，絕大多數民用機場配備了儀表着陸系統、全向信標和測距儀，大部分高空、中低空管制區配備了二次或一、二次雷達，中國國東部地區基本達到7000米以上雷達覆蓋。航行情報保障方面，正在建設航行情報自動化系統，航行通告及航行資料製作技術有了明顯改進。氣象保障方面，各機場配備了氣象觀測、預報設備，部分機場配備了氣象雷達、自動觀測系統、氣象衞星雲圖接收設備，為航班飛行及時提供了所需的氣象資料 ^[2]  。空中交通管制涉及大量數據信息，均由空管綜合信息處理系統予以處理。塔台航班排序電子進程單處理系統以及飛行區視頻監視系統，同樣是重要組成。還需設置機場情報自動通播以及數字放行系統，幫助民航隨時完成信息播報。針對不同的運行系統，配備顯示器以及終端工作站等，保證空管系統的正常運行。 ^[11] 

民航空管系統現有管制、航行情報、通信、導航、氣象等人員約12000人，其中管制人員約3000人。部分人員受過高等培育，其餘人員受過中等專業教育。特別是管制員培訓，各級一直比較重視，有專門培訓管制員的高等院校，有較為完整的管制員訓練大綱，有良好的現代化教學設施，有嚴格的管制員考核制度。管制員的訓練擬分三步進行，即養成訓練、資格訓練和提高訓練。養成訓練主要有中國民航大學、中國民航飛行學院以及南京航空航天大學擔任，每年空管學院畢業1500人左右。資格訓練、提高訓練由各級空管部門組織，通過跟班見習、執照考核、送國外培訓、專題研討等形式進行。一個管制學員通常經過1~2年時間的培養，才能正式擔負管制崗位的值班 ^[2]  。

儘管大部分管制區配備了二次或一、二次雷達，但管制方式還沒有進行根本性的變革，除北京終端區、深圳進近管制區實行了雷達管制以外，絕大多數單位仍採用程序管制，或者雷達監視條件下縮小間隔的程序管制 ^[2]  。

推進空域管理改革

當前，我國為民用航空開放的空域僅佔整個空域的20%左右，而美國為民用航空開放的空域已達80%以上。而且，我國的空域資源配置還不盡合理，可利用的空域集中在東部地區。這極大地制約了民航運輸業的發展空間和運行效率。從世界各國空域管理體制改革實踐來看，客觀公正地改革空域管理體制、劃分國家空域類別和建立空域靈活使用機制，能夠有效推進空域管理現代化進程，逐步改善軍民航協調效果，全面提升空域使用效率，大幅減少空中交通管制延誤。空域作為國家的重要資源，應該確保其安全、有序、高效率的使用。建議在國家層面統籌空域資源的有效利用，建立軍、民航協調統一的空域管理體制，通過立法確定平戰兩種狀態下的不同管控機制，達到在確保國家安全的前提下，軍方放鬆和平時期的空域管控，向民航開放更多空域，建立適應運輸、通用和軍事航空和諧發展的空域管理環境 ^[7]  。

一是應該明確空域資源的國家屬性，秉持互信、互利、開放、公平與兼容的空域管理原則，建立國家空域的統一管制體系。二是將國家空域的管理權限由軍方轉交給政府，並組建下屬國家空管公司統一提供空中交通管制服務。三是軍方仍可保留相關管制部門，負責航路航線以外特定使用空域的飛行指揮工作。四是建立軍民航空域協調使用和分析評估機制，軍民航各類運輸飛行統一採用國際民航組織標準。五是進一步改革飛行高度層。即飛行高度6000米（含）以下飛行高度層配備方法與國際標準相一致；6000米（不含）至12000米（含）飛行高度層由1000米縮小至600米。建議繼續按照國際標準進行改革，將飛行高度9000米（含）以下飛行高度層採用300米；9000米（不含）至12000米（含）飛行高度層採用600米。這樣可以進一步增大航路（航線）的空中流量。六是合理調整航路（航線）結構。我國航路（航線）結構，是隨着民用航空運輸的需要逐步發展形成的，其走向受到軍用機場訓練空域的限制，轉彎較多，航班飛行不夠經濟。建議着眼於國家經濟效益，實行整體規劃，對北京、廣州、上海等繁忙地區的進離場航線進行優化，使城市間的航程儘可能縮短。此外，在空域管理上要靈活，在軍用機場訓練空域沒有活動時，應允許民用飛機使用，以提高空域的利用率 ^[7]  。

空中交通管制系統中，基礎設施以無線通信設備為主，此外還涉及空中交通管制正常運行的自動化處理系統，其核心以雷達監視為主。 ^[11]  改善空管基礎設施首先要加強航路管制中心的建設，認真吸取先進國家建設大型管制中心的經驗教訓，重點抓好北京、上海、廣州三大管制中心的工作，為未來全系統的建設打好基礎。二是繼續抓好雷達覆蓋和聯網建設，在東部地區主要航路上增設部分二次雷達，用於彌補盲區，使重要地區及重點機場達到多重覆蓋。同時以管制中心為單位，將相關雷達實行聯網，進而為全系統的雷達信息聯網和實行雷達管制創造條件。三是加強通信網絡建設，改善現有長途專線線路，建設光纜等地面通信線路，使用C波段衞星專用通信網，將現有衞星地面站擴容，建設KU波段衞星網，從而使民航管制移交、信息傳遞建立在迅速、可靠的通信基礎上。四是着手建設飛行流量管理系統，用於對全國民航班機飛行實施有效的前期管理，及時疏導部分航路、部分時段空中交通擁擠的狀況，使空中航班始終處於有序、適量的狀態。五是有計劃地發展新航行系統。空管系統發展新航行系統是一項重大變革，應全面發展推廣新航行系統，對現行系統進行根本性的改造，逐步與國際接軌，為航空部門與企業所企盼的捷徑飛行、自由飛行創造條件 ^[7]  。

管制部門分為航路交通管制中心，進近管制室和飛機場管制塔台 ^[8]  。

航路交通管制中心也稱區域管制。對所管制的飛機沿航路和在空域其他部分飛行時進行引導和監視。每一個區域管制中心，均有一個明確的地理區域，它對所管轄的地理區域分為若干扇區。如果備有雷達設備，這一雷達須能探測整個扇區，並能監視扇區內飛機間的間隔。飛機機組和管制員之間的聯繫用無線電話。在標明本中心的管制區域界限的邊界點上，飛機被交給相鄰的航路交通管制中心或交給進近管制室 ^[8]  。

進近管制是管制從飛機場管制塔台的邊界至距離飛機場50~100公里範圍內，從航路交通管制中心把飛機接收過來，並將其引導到所管轄飛機場中的一個飛機場。在提供這樣的引導時，要按順序安排好飛機，使它們均勻地和有秩序地飛往目的地。進近管制室對所管轄的區域也分為若干個扇區，以均分管制員的工作負擔。當飛機飛向或飛離飛機場大約10公里時，進近管制室將到達的飛機“交給”飛機場管制塔台；或飛機場管制塔台將飛離的飛機“交給”進近管制室。當進近管制設有雷達時，稱為“航站雷達進近管制（TRACON）” ^[8]  。

對飛機場上和在飛機場區內所規定的空域內起飛和降落的飛機進行管制，向機組提供關於風、氣温、氣壓等氣象要素和飛機場上有關飛行的情報以及管制在地面上除停放場地外所有的飛機 ^[8]  。

航路交通管制中心和進近管制室可以設在飛機場的航管樓內，也可以在飛機場外單建。飛機場管制塔台有的是獨立建築，有的是建在航管樓的頂層。小型飛機場一般將進近管制的任務並在飛機場管制塔台內，不單建進近管制室。飛機場管制塔台應佈置在便於觀看升降帶飛機起飛和降落的地方，最好設在跑道中部附近，結合航站區的規劃佈置，並服從飛機場的總體規劃 ^[8]  。

為實行空中交通管制，需要在飛行航線上劃定不同的管制區域，如航路、空中走廊、航站管制區、塔台管制區和等待空域管制區等 ^[9]  。

航路是可航行空域中的標誌性通道，連接機場與空中交通管制交點。航路通常在飛行頻繁的大城市之間劃設。沿航路一定距離及轉彎點都有導航設施，連接各個導航設施的直線就構成航路中心線。航路規定有上限高度、下限高度和寬度，寬度取決於導航設施配置的間距和性能，一般不是固定的，中國除瀋陽到長春和無錫到合肥等少數航路較窄外，其餘航路的寬度均為距中心線兩側各10 km。沿航線飛行的飛機都要在航路內飛行，並接受管制 ^[9]  。

空中走廊是為飛機進出某地區而劃定的具有一定寬度的空中通道，通常設在飛行頻繁的城市附近上空以及國際航線通過的邊境地帶上空，與航路相連接。走廊寬度一般為8～10 km，長度離機場100 km左右。飛機在走廊內飛行必須保持規定的航向和高度，嚴格遵守管理員的指揮 ^[9]  。

為確定各空中交通管制中心管轄的範圍，將航路通過的區域又劃分管制區。在管制區飛行的飛機，必須服從這一區域空中交通管制中心的管制。管制區的下限高度一般高於地面200 m ^[9]  。

航站管制區通常為以機場為中心、半徑50～100 km範圍內的空域，但不包括機場塔台所管的範圍。該管制區主要對進場和離場的飛機進行管制 ^[9]  。

塔台管制區是以機場為中心、半徑9 km左右由地面向上延伸的圓柱形空間。該管制區的職能是維持機場秩序，指揮飛機滑行、起飛和着陸，防止飛機發生碰撞 ^[9]  。

由於機場起降航線擁擠或氣象原因，飛機不能立即着陸時，為這些飛機劃定的一個飛行區域叫等待空域。等待着陸的飛機可在該空域內盤旋飛行，然後按由低到高的順序逐層下降着陸。等待空域一般設在全向信標台附近 ^[9]  。

又稱放行許可，負責對包括對飛行目的地、使用跑道、飛行計劃航路、巡航高度、離場程序、應答機編碼的確認管理，有時還應該包括：起始高度、離場頻率、特殊要求等。獲准放行許可後，飛機開始做起飛前準備、上客、裝貨、加油等，都準備好後，請求推出許可。並按規定與相關管制單位協調以及移交管制 ^[10]  。

主要負責對飛機推出、發動機啓動、地面牽引或滑行進行管理。地面滑行管理主要包括：使用滑行道，滑行速度、滑行間距、將滑行到達的跑道號、等待位置等進行管理對着陸後的飛機，負責引導滑行至指定的停機位置。並按規定與相關管制單位協調以及移交管制 ^[10]  。

主要負責對飛機起飛、爬升、下降和着陸進行管理。塔台管制要合理調配和控制航空器之間的間隔，準確發佈起飛、上升、下降、着陸等管制指令，並按規定和協議實施管制協調和移交等。對一些吞吐量比較小的機場，可以將地面管制歸併到塔台管制 ^[10]  。

離場/進近管制

主要負責航路空域和機場空域之間的飛行轉換管理。離場管制負責對起飛離場加入航路的航空器提供空中交通管制服務，一般都有一套標準離場程序。在這套程序中包括飛機飛離機場時的航向、高度、轉彎地點、時間等。管制員僅需控制飛機的飛行間隔，飛機按照這個程序就可以飛離機場進入航線。進近管制負責對進場着陸的航空器提供空中交通管制服務，在飛機準備從航路上下降時，管制員把飛機引導到儀表着陸系統的作用範圍內，並移交給塔台管制員。也可以設計一套標準進場程序，使飛機可以按照一條標準路線進近，駕駛員使用某個機場時必須預先熟悉它的標準離場、進場程序。進近管制工作比較繁忙般大型繁忙的機場都有幾位進近管制員同時提供進近管制服務 ^[10]  。

又稱區調，主要負責向本管制區內受管制的航空器提供空中交通管制服務，其負責管理的空域面積大，需要對空軍計劃、航班動態、資源管理、航行情報、氣象情報、衞星雲圖、通航計劃等信息進行管理。其中航班動態主要包括飛機的航班號、離地面的高度、地速和目的地機場等 ^[10]  。

飛機在起飛和進近前，駕駛員應主動收聽機場自動終端情報服務ATIS（AutomaticTerminal Information Service）。機場自動終端情報服務是在特定頻率上反覆錄製並播放的機場基本信息，其內容和順序有固定格式，包括：機場名稱、代碼；預期進近類別、使用跑道、跑道情況；地面風向、風速、能見度、跑道視程；現行天氣的温度、露點、氣壓；高度表撥正值；以及其他必要的飛行情報。機場自動終端情報服務正常情況下每小時更新一次，天氣變化迅速時也可隨時更新，它可以減小駕駛員與管制員之間的信息交流量，達到減輕管制員的工作負荷及避免頻道擁擠的目的 ^[10]  。