安全飛回家！如何為 14 億人調度飛機？

2020-10-16 回形針PaperClip

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－文字稿－

大年三十，晚上 9 點，你在北京首都國際機場 T1 航站樓，準備搭乘海南航空 HU7603 ，飛往上海的最後一趟航班回老家過年。



然而，要送你回家的這架波音 737-800 今天已經飛了四趟，且在之前從海口飛北京時因為大雨晚到了半小時，導致 9 點 15 分你才登機，而按照計劃，現在其實應該起飛了。



同時，在你周圍還有飛往廣州、長沙、杭州等地的五架飛機也在焦急等待佔用這條 3.8 公裡長的跑道起飛。

再這麼拖下去你就要在飛機上悽涼地度過除夕夜了，怎樣才能在新春鐘聲敲響之前把你送回家？



這是首都國際機場的航班時刻表。每天約有 1700 架次起降航班，由航空公司、機場根據自身運載能力和民航局的協調批准制定，通常每半年調整一次。



要想在如此緊湊的時間內讓這麼多飛機順利起降，必須靠 ATC ( Air traffic control ) 空中交通管制，主要分為塔臺 ( TWR )、進近 ( APP )和區調 ( ACC )。



塔臺會負責機場內飛機的放行順序。

飛機在地面運行共有 22 個時間節點，這些時間節點的完成必須上報到 A-CDM 機場協同決策系統，系統會結合其他航班的運行狀態、天氣、空域限制等因素不斷計算更新目標撤輪檔時間（TOBT），即預計飛機可以離開航站樓前往跑道的時間。



塔臺會參考這個時間為各個航班發布放行許可，但前序航班的大面積延誤、天氣乃至空軍活動都可能讓你即使到點也只能乖乖等著。



當然，如果機上載有政商民航業的大佬，塔臺也會允許航班插隊，但大佬也必須夠級別。



幸運的是，你所乘的航班正好有一位德高望重的老人也要飛往上海。於是塔臺在 9 點 45 分就優先發布了放行許可。



飛機滑行 9 分鐘，到達 36R 跑道邊。由於一架飛往首爾的空客 A330-300 剛起飛，為了避免受尾流影響，塔臺指示你等待 3 分鐘。9 點 57 分，塔臺發布起飛許可。

飛機在 25 秒內加速到 270 km/h 順利起飛。期間，塔臺必須緊密關注其他飛機的動向，否則就可能釀成大禍。



飛機起飛超過地面高度 600 米後，塔臺指示飛行員調整無線電頻率，交由進近管制。

進近主要在飛機進出機場時負責協調，讓你與其他飛機保持 300 米的垂直間隔和 6 公裡的水平間隔。



你的航班會按照首都國際機場的標準離場路線，不斷爬升到規定高度，離開進近管制空域。與此同時，進近將指示飛行員調整無線電頻率，交由區調管制。



10 點 24 分，飛機到達了這個名為 LADIX 的航路點。



這是中國民航發布的航路圖，位於全國 30 多個城市的區管中心每天要調度 3 萬架次航班。



飛機必須按固定的航路飛行，航路以 300 米的垂直間隔分出多個飛行高度層，由不同飛機佔用。你將沿著 V31 航路，在海拔 10698 米，保持 853 km/h 的巡航速度一路向南。



飛機上的慣性導航系統、 GPS 以及地面上的 NDB 無方向信標臺、VOR 甚高頻全向信標臺和 DME 測距儀將一起為飛機導航。



區調則會通過雷達獲知飛機的位置、高度、速度等信息，讓你與其他飛機保持 300 米的垂直間隔和 20 公裡的水平間隔。一旦間隔太近，飛機本身和區調都會發出告警。



如果區調沒有提前錯開兩機的飛行高度層，就將引發空中相撞。



此外，航路上遍布著禁飛或放油區，允許飛機在必要時緊急放油以減輕重量方便備降或迫降。



當然，你還要擔心沿途的軍事基地，祈禱他們不要把民航飛機誤認為是巡航飛彈而擊落。



因為地盤太大，每個區管中心會把所轄空域劃分成小塊，由不同的管制員時刻監控協調區域內的所有飛機。飛機一旦跨區就得調整無線電頻率和新的管制員聯繫。

管制員的指令直接關係著航空安全，尤其在飛機遇險時。



2018 年 5 月 14 日，川航執飛重慶到拉薩的 3U8633 航班，在 7 點 08 分於 9800 米巡航時突然報告駕駛艙風擋裂了，必須下降高度返航。



成都區調的管制員在雷達屏幕上看到，飛機的北、西南、東側各有三座海拔 5000-7000 米的高山，於是指揮川航 3U8633 先降到 8400 米保持，避免撞山。



30 秒後，川航 8633 風擋徹底破裂，與區調失聯，且還在繼續下降，突破了 8400 米的高度限制。區調立即指揮後面的西藏航空 TV9832 爬升高度，為川航讓出空域。



7 點 10 分，區調收到川航發出的 A7700 遇險代碼，與此同時，成都雙流機場迅速中止場內 23 架飛機的滑行起飛，清空了機場的兩條跑道。



7 點 16 分，川航 3U8633 飛出了危險的山區，開始下降高度。

7 點 41 分，在機組和空管人員的默契配合下，川航 3U8633 得以安全降落。



所幸的是，你的航班一路平安，10 點 51 分，你順利飛入上海區調管制空域，萬裡無雲，形勢一片大好。11 點 15 分，飛機降到海拔 5700 米以 770 km/h 的速度進入上海虹橋機場的進近管制空域，按照標準進場路線準備降落。



為了讓你儘快降落，進近指示前序從成都飛來的上海航空 FM9550 次航班先在等待空域繞圈讓路。



11 點 34 分，塔臺指示飛機降落，飛機順著跑道燈平穩下降。11 點 38 分，順利降落在 18L 跑道，甚至比計劃時間還提前了 2 分鐘。



而這除了要感謝那位德高望重的老人，還得感謝未雨綢繆的航空公司，因為航班公布的計劃起降時間其實都比實際飛行時間要長，藉此讓你產生飛機準點到達的幸福幻覺。


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