摘要：本文綜合討論了美國新一代航空運輸系統的背景、定義、研發、部署和實施情況，分析美國新一代航空運輸系統的進展狀況以及其面臨的問題和挑戰，對我國發展新一代航空運輸系統具有很大借鑒意義，也對中國當前新一代航空運輸系統做了簡要說明。

關鍵詞：航空運輸系統；未來需求

0前言

新一代航空運輸系統不是一個全新的獨立系統，而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，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，可預測性，降低成本，更加環保等。中國民用航空局根據美國新一代航空運輸系統的發展情況，結合中國民航發展趨勢，提出建設我國新一代航空運輸系統的構想。新一代航空運輸系統與之前的新航行系統最大的區別在于，不僅僅是從空管、通信、監視、導航等方面做出改進，更重要的是整合了空中交通管理、機場運行、安全管理、氣象預報、安保系統、網絡信息服務、環境保護、宏觀政策標準等共計八個相關方面的運行能力，使之整合成一個完善的系統，協同運作能夠極大的提高航空運輸效率。

1NextGen——美國新一代航空運輸系統體系結構

美國新一代航空運輸系統計劃（NextGen）提出的背景是，隨著美國航空運輸需求的不斷增長，目前的航空運輸系統將很難滿足未來的航空運輸需求。因此，FAA推出了一個航空運輸系統升級計劃——新一代航空運輸系統，美國政府預計將航空業占GDP的比重由6％提升到9％以上，提供1100萬個就業崗位，2025年空中交通流量將是目前的2-3倍，而且9.11對美國航空業安全造成了巨大威脅，美國每年要投入40億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；但是美國現有基礎設施存在很大的局限和不足，20世紀50年代開始形成的空管設施布局投資巨大，性能不足，運行維護成本高，以地面為中心的系統，自動化程度低，依賴話音通信、地基導航和傳統雷達監視方式。

與目前基于地面的雷達導航、有聲無線電和人工空中交通管理的系統不同，美國新一代航空運輸系統將是基于衛星導航、電子數據交換和自動化空中交通管理的系統，將會提高航空運輸系統的安全性，減少環境污染。美國未來航空發展呈現三個突出特點：空中交通流量的增長速度超過旅客數量的增長速度；航空活動的類型更加趨于多樣化，除商務運輸、軍用運輸、公務機、私人飛機外，還將增加無人駕駛航空器等新的機型；新的航空器性能更加先進，但傳統的航空器還在服役，航空器之間的性能差異較大，對運行方式、效率和安全管理帶來挑戰。

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，提高容量的任務變得更加迫切和艱巨。即使投入目前兩倍的資源，美國現有的空中交通流量管理也將不能適應未來巨大的飛行流量和飛行密度的需求，按照現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到每年400億美元。因此，美國必須發展新一代航空運輸系統，其核心是保障安全、增加容量、增強靈活性、提高運行效率、更加環保和降低成本。

根據美國《世紀航空再授權法案》“新一代航空運輸系統”發展戰略是建立一個更加現代化的新型的航空運輸系統，以滿足未來航空運輸對安全、容量、靈活、效率以及保安的需要。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（JointPlanning & Development Office-JPDO），聯合企業、私營業主、學術團體等，開展新一代航空運輸系統的研究、開發與建設，JPDO設在FAA內，受美國聯邦航空局（FAA）和空中交通組織（ATO）領導。2004年，JPDO向國會提交了《新一代航空運輸系統計劃》Next Generation Air Transportation System，簡稱NGATS，2006年正式更名為NextGen。

新一代航空運輸系統（NextGen）的戰略目標在于建立靈敏、快速反應的空中交通系統，從容應對目前及未來航空器運行、容量、新商業模式的運行需求；提高機場能力，制定應對未來需求的機場運行和管理新概念，改進機場設施以滿足發展需求；建立綜合、主動的安全管理系統，將安全管理延伸至設計階段；全面提高天氣觀測和預報水平，將氣象參與航空運行全過程決策，減少天氣對飛行的影響；建立高效、透明、多層次保安系統，不限制公眾流動性和公民自由，不產生延誤，不增加額外成本；建立網絡信息平臺使得航空器承運人、旅客等所有用戶都可以獲取所需信息，掌握環境動態，得到個性化情景意識服務；制定新政策和新程序，采用新技術開發新燃油、發動機和航空器，減少航空污染，保護環境；制定全球統一的標準、程序和航空政策，推進全球在技術、裝備、運行等方面的兼容性和一致性；其最根本目標在于通過推進以全球統一標準的美國產品和服務繼續對外開放，保持美國在全球航空業的領導地位。

基于性能的運行能力是NextGen最核心、最根本的改變，不再強調地面設備為核心，而是以綜合航行性能為核心，基于性能的導航PBN-Perfomance Based Navigation（RNAV/RNP），根據機載性能享受不同的空域服務（航跡選擇、間隔等）；強大的網絡信息訪問能力，將現有航空各類信息進行整合，航空業各方既提供信息，也共享信息，發揮信息在決策支持中的作用，網絡平臺透明、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整合成一個虛擬的國家航空氣象信息中心，采用數據鏈發布更準確、及時的氣象預報，飛行員可以根據機載能力靈活選擇航線；同時多層次自適應保安安保系統將與其它領域安保信息聯網，通過網絡信息把保安關口前移，減少對旅客的人身干預；采用GPS、GALELIO、GLONASS，通過地面、空間和機載增強系統提高導航精度，可保障航路、終端區、進近飛行和著陸；基于軌跡的航空器運行能力動態的空域管理、分配和使用，靈活選擇航跡，增加自主間隔調配；可視飛行的能力把相鄰航空器位置、航跡、機場電子地圖、氣象信息等傳輸到駕駛艙，采用駕駛艙顯示技術使得飛行員和管制員看到的是同一種真實的情景；優化機場跑道、滑行道布局，減少跑道占用時間和滑行時間，提高起降能力，采用新技術提高機場運行安全和效率，如防止跑道入侵、地面交通管理等；NextGen的核心是建立在新技術、新程序上的新型的空中交通管理系統和基于性能的航空運行模式自動相關監視廣播系統（ADS-B），飛機把自身空間位置和軌跡（機載計算機提供的衛星導航數據）通過數據鏈廣播到空間和地面，其周邊飛機和地面管制員可以看到該飛機的實時位置及飛行軌跡。按照計劃，美國新一代航空運輸系統計劃將分成三個階段：第一階段是充分利用現成技術改進航空系統，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運行。新一代航空運輸系統預計到2025年完成，預計其基礎設施建設將耗資150億至220億美元。 NextGen包含了航空活動的諸多方面，但其核心是發展空中交通和機載的新技術、新裝備，改進航空器運行方式，強調航空器綜合性能，以改進安全、擴大容量、提高效率、提升運行能力，以網絡為中心的航空信息、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，更是全系統的轉變，NextGen是國家組織行為，政府、企業、研究機構、國際社會廣泛參與，科技創新是航空可持續發展的根本保證，NextGen是在現有技術與未來技術的融合；最為關鍵的是NextGen是多部門聯合實施的復雜系統，美國政府投入巨大的人力財力進行建設，正是因為民航運輸的發展水平集中體現了一個國家電子、通信、機械、化工、氣象等多領域的實力。因此NextGen以市場需求為出發點，以滿足人的需求為準則，所依托和推動的恰恰是國家整體科技創新能力。

2中國新一代民用航空運輸系統有關情況

我國新一代民航運輸系統目標是：帶有前瞻性地綜合改進和發展機場設施，建立新型的高效、透明、多層次、非干擾式的機場安全檢查系統，充分應用新科技，改變空中管理的理念，建立一個適應能力強的空中交通管理系統，建立行業綜合性公共信息網絡平臺，建立法制、科學、綜合、積極主動式的安全管理系統，全面、系統地提高天氣觀測和預報水平，大大減少天氣對飛行的影響，建立適應國際新技術、新標準、新程序的適航審定系統，全面建設有中國特色的企業文化和行業文化。2020年我國民航運輸的發展目標是運輸總周轉量1500億噸公里以上；旅客運輸7.7億人次，貨郵運輸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；機場數量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；組織機構和分工：2006年3月成立民航新一代航空運輸系統領導小組，新一代民航運輸系統的跟蹤、研究工作由民航科學研究院承擔；系統總體框架研究由民航大學承擔，系統法律環境研究由民航干部管理學院承擔，新一代民航運輸系統中空管部分列入國家科技部863重大科技項目。民航總局已成立了新一代空管系統領導小組辦公室及4個專題組（總體組、技術組、專家組、驗證組），民航局成立PBN項目領導小組和辦公室，由飛標司/空管局牽頭與FAA在總體框架、PBN、ADS-B等方面開展合作。

我國新一代民航運輸系統發展方向從基于地面導航設施的飛行向基于機載性能的飛行方式過渡。先期在我國高原機場、環境復雜機場和高密度機場應用PBN再推廣到航路、終端區和機場。從以航班計劃管理、運行協調為主過渡到飛行流量管理和協同決策，先期在地理環境復雜的西部山區機場及航路應用，之后在東部航路、終端區和機場逐步應用；由話音通信向數據鏈/話音通信轉變，最終實現網絡通信。從一/二次雷達監視向ADS-B/雷達/MDS的綜合監視過渡，ADS-B先期在我國西南、西北地區試驗應用，從單獨的空管工作站向區域聯網的自動化系統過渡，完善應急備份系統，逐步實行ICAO標準間隔。

3小結

隨著航空運輸流量的快速增長，現有的技術、設備以及航空運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輸系統的研究和開發工作，借鑒國外相關經驗，結合中國具體國情，在發展下一代空中交通運輸系統時應該注意以下幾點:

1）從系統論的角度來看待新一代航空運輸系統建設。

隨著我國大飛機項目和北斗衛星導航系統（二代）的深入開發，我國的新一代航空運輸系統在技術層面上的支撐得到了較大的提高，但是目前國內對新一代航空運輸系統的研發還不夠，而且相關的部門和科研院所參與度不夠。2008年3月，國務院通過大部制改革把民航局納入交通運輸部，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輸業的發展，更好的整合多方面的力量和以系統論的觀點來發展航空運輸，但是目前民航和其它交通方式的聯動作用還不明顯，下一步應該加強整合。美國的新一代航空運輸系統就是在多個部門的參與下共同實施的，具有現實借鑒意義。在更好的發揮政府主導作用的前提下，更好地調動利益相關方的積極性，理順各個相關單位的關系，加快建設中國民航的技術支撐體系，而且應該把相關的飛行單位的技術研發力量納入整個系統，最為關鍵的是在確保國家空域安全的前提下，進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調機制，同時建立國家級統一的流量管理中心，實現國家層面的統一管理和對外的協調。

2）健全完善相關的法律、規章和協議，積極參與國際標準的制定。

NextGen的首要目標是保持美國在國際航空中的領導地位，美國一直以來也宣傳在全球范圍內統一相關的規范和設備標準，這其中必然涉及到相關的利益分配，因此積極參與新一代航空運輸系統的研究開發不僅對當下我國航空運輸具有現實意義，而且通過參與競爭制定相關的標準將為我國民航的發展搶的先機。

3）確立“以人為本”的思想來看待新一代航空運輸系統建設。

嚴格意義上講，新一代航空運輸系統就是為了解決人們出行和貨物運輸這么一個問題，所有的技術手段和設備的更新都是為了確保整個航空運輸過程的安全可靠。在整個新一代航空運輸系統建設中，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的保安系統就是為了減少對旅客的安檢次數和基于對整個過程中隱私的考慮，在我國新一代航空運輸系統建設中應該積極考慮用戶需求。

[1] FAA Proposes Engagement Strategy for NextGen，http://www.faa.gov/nextgen/strategy/June 3， 2010

[2] 伊群.美國下一代航空運輸系統執行計劃簡介.空中交通管理，2008（11）.

[3] 李海鵬.從NextGen組織機構看中國民航的體系建設.中國民用航空，2008（4）.