基于QAR系統(tǒng)的計算機飛行計劃管理
□蘇黎明 劉倩
隨著民航的發(fā)展和燃油成本的增加,計算機飛行計劃精細化管理逐漸成為航空公司確保安全、控制成本的重要手段。對于大型航空公司來說,應(yīng)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和特點進行計算機飛行計劃的多維度、精細化管理。
計算機飛行計劃參數(shù)設(shè)置涉及性能模式、航路走向、高度剖面、進離場程序等多個參數(shù)。本文從高度剖面、進離場、落地剩油管理三個方面闡述基于QAR(快速存取記錄器)數(shù)據(jù)應(yīng)用的計算機飛行計劃管理方法及效果。
QAR數(shù)據(jù)的應(yīng)用
“國航QAR解析與應(yīng)用系統(tǒng)”于2013年4月1日正式投產(chǎn)上線,其利用QAR數(shù)據(jù)分析在優(yōu)化計算機飛行計劃、精準運行環(huán)節(jié)、降低燃油成本、提高安全運行品質(zhì)等方面實現(xiàn)了預(yù)期目標。該項目先期開發(fā)出時間燃油統(tǒng)計分析、飛行情報分析、直飛統(tǒng)計分析、APM(Airplane Performance Monitor/飛機性能監(jiān)控)功能擴展、進離場統(tǒng)計分析、高度層統(tǒng)計分析、簽派運行分析、跑道起降統(tǒng)計分析八大功能模塊。
在數(shù)據(jù)分析工作中,通常需要將QAR實際高度擬合為規(guī)定的高度層,分析實際飛行高度與計算機飛行高度的差異,評估計算機計劃的高度符合度。圖1列舉了“國航QAR解析與應(yīng)用系統(tǒng)”高度層統(tǒng)計分析模塊中QAR高度擬合、高度符合度的大致算法。
在圖1中,折線ABC為進場或離場程序X,A、B、C是進離場的航路點,曲線A′C′為實際的QAR軌跡,A′、C′為分別對應(yīng)于A、C的實際進離場程序航路點。
計算過程:
取A′點,計算其到程序X上最近點(A點)的距離DAA′;
若DAA′
對QAR軌跡上A′至C′之間的所有點進行容忍距離檢查,得出在容忍距離內(nèi)的航路點個數(shù);
最后得出:進離場符合度=在容忍距離內(nèi)的航路點個數(shù)/進離場程序所有航路點的個數(shù)。
計算機飛行計劃高度剖面管理
對于國際長航線來說,實際飛行中限制較少,高度使用較靈活。因此,可以利用計算機計劃系統(tǒng)制訂一些規(guī)則,基于各項數(shù)據(jù)計算出最有利的高度,為飛行員提供所飛航線的高度參考,進一步節(jié)約成本。
下面以空客A330執(zhí)行米蘭—上海浦東航線為例,來說明高度控制的效果。表2為該航線各航段實際使用飛行高度層的概率。圖2為結(jié)合QAR系統(tǒng)數(shù)據(jù)制作的高度剖面圖,圖中標出了各航段使用概率最高的高度層和概率。在高度剖面圖中,紅色曲線表示計算機飛行實際飛行高度剖面,藍色曲線表示計劃高度剖面。
由此可以看出,此航線計劃高度與實際高度差距較大。在調(diào)整了計算機飛行計劃高度剖面以后,再次跟蹤此航線的高度剖面,發(fā)現(xiàn)計算機飛行計劃和實際飛行高度剖面非常貼近。
針對國內(nèi)航線,航空公司在優(yōu)化高度剖面時,可以從覆蓋率的角度考慮,使優(yōu)化后的高度能夠覆蓋一定比例的實際飛行高度。
計算機飛行計劃進離場管理
在國航制作計算機飛行計劃的DM(簽派放行管理)系統(tǒng)中,基礎(chǔ)導(dǎo)航數(shù)據(jù)來源于杰普遜公司的導(dǎo)航數(shù)據(jù),缺失了國內(nèi)不對外公布的進離場數(shù)據(jù)。因此,DM系統(tǒng)中國內(nèi)航線的進離場匹配率較低。
為解決這一問題,國航開展了SID/STAR(進離場)專題項目研究,將國內(nèi)進離場數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標準的424格式,并與杰普遜公司的導(dǎo)航數(shù)據(jù)整合于一體。通過應(yīng)用此項科技成果,國航目前國內(nèi)進離場匹配率大大提高。優(yōu)化前,離場程序的匹配率為59%,進場程序的匹配率為73%;優(yōu)化后,離場程序的匹配率為62%,進場程序的匹配率為87%。
落地剩油管理
航油成本是航空公司最大的運營成本。2013年,國航航油支出約337億元,占總成本支出的40.80%;東航燃油消耗459.87萬噸,燃油支出306.81億元,占總成本支出的38.19%;南航燃油成本支出355億元,占總成本支出的36%。航空公司在航油成本管理方面想了很多辦法,比如APU(輔助動力單元)使用管理、縮短滑行時間、優(yōu)化航路等。
國航的落地剩油管理過程包括分析、優(yōu)化、跟蹤、調(diào)整4個環(huán)節(jié)。首先,利用“國航QAR解析與應(yīng)用系統(tǒng)”分析實際落地剩油情況,對比耗油差異,制訂初步的落地剩油優(yōu)化方案,在充分與飛行隊溝通后確定最終的優(yōu)化方案。在優(yōu)化方案實施一定時間后,再次跟蹤落地剩油情況以及實際與計劃的耗油差異,根據(jù)油量情況適當(dāng)調(diào)整計算機飛行計劃的高度、進離場等參數(shù),使落地剩油保持在兼顧安全和效益的合理范圍內(nèi)。
計算機飛行計劃管理效果
評價航空公司的計算機飛行計劃,一是通過統(tǒng)計計算機飛行計劃各項參數(shù)的符合度來評價其準確性,二是評估其在準確性提高的基礎(chǔ)上給航空公司帶來的效益。
QAR系統(tǒng)在計算機飛行計劃管理方面的應(yīng)用,可以使計算機飛行計劃符合度有很大程度的提高。本文利用QAR系統(tǒng)統(tǒng)計了半年的數(shù)據(jù),對比了目前國航計算機飛行計劃在航段耗油、航段時間和高度剖面三個方面與實際飛行數(shù)據(jù)之間的差異,具體數(shù)據(jù)如下:
計算機飛行計劃準確性的提高,能夠使飛行員對其更加信任,減少不必要的額外油攜帶,從而減少“油耗油”的情況,增大載量空間。表4粗略計算了國航對國際遠程重點航線進行高度層優(yōu)化以后,平均起飛油量減少與載量空間增大的數(shù)據(jù)。
結(jié)語
航空市場競爭日益激烈,國內(nèi)各航空公司必須與時俱進,通過更加精細化的管理方式來提高運行品質(zhì)、提高經(jīng)濟效益。計算機飛行計劃高度剖面、進離場程序的合理優(yōu)化以及油量的精確計算,能夠增強飛行員對計算機飛行計劃的信任度,減少由于計算機飛行計劃不準確而攜帶過多的額外油,從而降低燃油成本。
目前受空域管理、空管運行等限制,仍然存在計算機飛行計劃高度、進離場相關(guān)數(shù)據(jù)不能與實際飛行相匹配的情況。希望民航改革的深入發(fā)展,能夠給國內(nèi)航空公司提供更廣闊的計算機飛行計劃優(yōu)化空間。
(作者單位:中國國際航空股份有限公司運行控制中心)




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