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《知識》空中交通管制簡介



如果透過飛機動態追蹤服務觀看全球飛機,如螞蟻般密密麻麻的飛機要怎樣才不會撞在一起?天空中就算有許多飛機一同飛行,卻不會發生碰撞等意外事故,都歸功於背後有一群「航空管制員」致力於管理空中交通。航空管制員負責讓航機安全順利飛行,緊盯對應空中交通狀況的雷達螢幕,從地面向機師下達準確的指令。延伸閱讀:《知識》飛航服務總台 - 空中交通管制員介紹

一般汽車駕駛可觀察窗外,透過鏡子與其他車輛保持安全距離,掌握周邊交通狀況。他們打開導航就能指引路徑,也可使用智慧型手機程式來了解交通事故和壅塞路段的資訊;然而,操作航空器的機師現實中處於不太自由的狀態。他們無法透過駕駛艙的窗戶,正確掌握附近的飛機正在飛往哪裡或要飛向何地。正因如此,才需要管制員常駐地面管制中心,在盡量不延誤抵達時間、減少油耗量或噪音的考量下,出聲指示機師調整高度和速度等。駕駛艙中的機師根據耳機裡傳來的管制員指示操作飛機。這種種作業為飛航管制,正式名稱是航空交通管制。

在背後支撐空中旅行的,包括各種硬體、電腦軟體等地面基礎設施及飛機備品,居中則有航空管制員、航空公司的機師和飛航管理人員等,共同維持空中交通安全,有效率地實行管理,這些都屬於飛航管制研究課題之一的「飛航管制系統」。飛航管制的研究範圍則涉及所有關於航機交通的部分,研究主題更廣泛。

飛航管制這樣集大成的技術,透過與人類社會的複雜相互作用來推動莫大的系統,背後需要的是結合資訊科學、機械工程、數學、物理學、航空工程學、心理學、社會學等各式專門領域而成的學門。

如何建構出「安全的」飛航管制系統?可概分為兩類:
第一類,設計構想是嘗試減少系統本身產生的錯誤,例如提升軟硬體的可靠度,也可說是訓練機師和管制員不出錯。這類想法稱為「抗誤」(error-resistant)。
第二類,設計構想是企圖將系統設計成就算發生錯誤也不會馬上引發事故,稱為「容錯」(error-tolerant)。特別是重大事故多由稀少事件的連鎖效應所引發。

新一代的CNS/ATM飛航管理概念,結合了衛星導航及數據化傳輸。在通訊方面,「管制員-駕駛員資料鏈結通信(Controller-pilot data link communications, CPDLC)」是一大特色。CPDLC是一個管制員與駕駛員之間,利用衛星數據資料代替無線電口語通話的系統。

今後全球航空交通需求預估仍會持續增加,僅憑藉航空管制員或因循經驗法則處理,似乎已無法應對未來的航空交通量,在這種危機感之下,催生出嘗試以科學觀點切入飛航管理的飛航管制科學。


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