全球空管一体化美国下一代空管系统与欧洲单一天空计划合作与挑战

全球空管一体化：美国下一代空管系统与欧洲单一天空计划合作与挑战
每天，数以百计的航班安全地飞行于美国和欧洲之间。

过去的50年间，两地管制程序和机载设备的一致保证了航空器可以在不同空域之间自由穿行。

然而，随着空中交通流量的日益增长和新技术的发展，现有的管制程序亟待革新。

美国和欧洲正致力于新一代空管系统的建设，即下一代空管系统（NextGen）与欧洲单一天空计划（SESAR）。

在全球空管一体化背景下，各国新一代空管系统建设逐步推进。

为建立互联互通的空中交通管理系统和飞行程序，开展密切的国际合作已成为必然途径，而美国和欧洲已经从中受益。

一、NextGen与SESAR概述
1.空管运行革新
根据规划展望，NextGen与SESAR的运行将与现在明显不同。

它们设计的空域系统，将在网络信息技术与自动化技术的基础上，为飞行活动提供全面的优化选择，以减少航班延误，实现空域容量最大化，提升运行效率，同时降低油料消耗和环境影响。

NextGen与SESAR设想的基于轨迹的操作，将综合运用数
据通信、导航、监视等高新技术，其中一些仍在研发中。

通信：飞机和管制员之间采用数据指令通信，同时允许地面系统直接与机载飞行管理系统交互。

导航：基于飞机自身性能，允许飞机优选飞行航线，卫星精确导航。

监视：广播式自动相关监视（ADS-B）逐步替代地面雷达，以减小飞行间隔，提高空域容量，降低维护费用。

基础设施：构建广域信息管理系统（SWIM），实现各种网络及航空管理信息互联互通，促进传统管制方式的转变。

2.管理机构
目前，NextGen的规划建设、进度管理以及应用部署主要由美国联邦航空局（FAA）负责，SESAR则是由欧盟SESAR 联合事业部（SJU）负责。

另外，还有大量的组织机构在支持着NextGen和SESAR。

FAA内部下设国际合作办公室、国际空中交通管理办公室（ATO）和联合规划发展办公室（JPDO），三个部门分工负责，共同承担国际合作的职责。

其中，国际合作办公室面向欧盟开展政府间协调，并负责签署正式的国际合作协议；ATO负责与SJU开展技术合作；JPDO负责制定NextGen的长期规划，并致力于保证NextGen具备全球互联互通能力。

3.管理差异
美国和欧盟实体的不同，导致他们管理NextGen与SESAR
计划的差异。

美国从国家角度管理航空事务，欧盟则需要与27个成员国及独立的管理机构、导航服务商开展协同合作。

FAA将NextGen分成三个阶段，近期和中期集中实现众多新技术研发并引领创新，长期目标是完成NextGen的构想，构建“门到门”的管理。

欧盟同样将SESAR分为三个阶段，采用多方参与的管理机制：欧洲航行安全组织（EUROCONTROL）负责技术设计阶段，与30家航空企业、空中导航服务商、机场、工业制造商及其他机构合作，编制欧洲空中交通管理主计划；SJU负责建设实施阶段的主要任务，美国的公司也以成员组织或合作伙伴身份参与其中；部署运行阶段的管理主体尚未确定。

二、NextGen与SESAR的合作进程
1.合作进程
早在1986年，FAA与EUROCONTROL就签订了关于开展持续合作的备忘录，为后来NextGen与SESAR的国际合作奠定了基础。

2006谅解备忘录
2006年，美国与欧盟正式签署了谅解备忘录（2006MOU），以促进双方共同开展航空现代化建设进程。

根据这份谅解备忘录，FAA被允许作为观察者参与两个月一次的欧盟行业咨询会议，了解行业对SESAR的期望，持续跟踪进展；欧盟也可以作为观察者参与航空无线电委会员（RTCA）的空中交通
管理咨询委员会（现已加入NextGen咨询委员会）。

通过交
叉参会，双方都能了解彼此的发展方向、计划执行情况和问题的解决方案，以确保构建的系统、管制程序能够互联互通。

2006 MOU同时确定了延续FAA与EUROCONTROL共同开展的二十多项行动计划，其中很多成果形成了NextGen与SESAR系统能力的重要组成部分，包括基于轨迹的运行、数据通信、ADS-B等运行概念。

在合作行动中，由联合工作小组每年制
定计划、报告进展和状态，并规划下一年的研究活动。

2009年，该谅解备忘录进行了更新，加入了SJU的角色，明确了在欧盟的授权下，SJU可以与FAA开展技术合作，并在SESAR和NextGen的共同建设中参与制定共同发展目标。

例如，双方将《北大西洋公约》提出的“减少碳排放”作为发展目标，开展了“连续下降”飞行程序优化技术的研究验证，并一致决定将其应用于新一代空管系统的建设。

2011合作备忘录
随着NextGen和SESAR的进展，2011年3月，FAA与欧洲委员会共同签署了一项新的合作备忘录（2011 MOC），以取代2006 MOU，并在合作管理方面提出了更加明确的方向。

2011 MOC建立了面向NextGen和SESAR计划的合作管理框架，还吸
纳了政府及工业团体的参与，包括FAA的NextGen咨询委员会、欧盟的工业咨询机构。

根据2011 MOC，高层委员会每年召开一次集体会议，以
监督和评估合作工作；合作委员会每年至少举行两次会议，以监督持续开展的合作项目和进度，并向高层委员提出新的工作项目建议。

2.其他合作
RTCA及欧洲民用航空设备组织（EUROCAE）
为了建立NextGen与SESAR共用的技术标准，RTCA与EUROCAE建立了联合领导工作组，并委派人员协助建立新技术标准，保证NextGen与SESAR在技术标准方面的一致性。

国际民航组织（ICAO）
目前，ICAO正在积极推进全球航空组件升级计划。

为促进NextGen与SESAR之间的互联互通互操作，ICAO牵头组织了一系列会议，以期解决NextGen与SESAR之间的分歧和差异，加强二者的联系。

同时，在NextGen与SESAR计划的推进中，美国和欧盟已经开始合作开展组件升级。

此外，全球航空组件升级计划严格的最后期限，也有力地促进了美国和欧盟的持续合作。

三、合作与挑战并存
1.成功实践
从NextGen与SESAR长期合作的经验中可以发现以下实
践有助于增强国际合作：
制定明确的共同目标；
构建互助机制或联合战略，并建立配套可行的政策、程
序和其他手段；
明确各自的角色和职责；
联合领导，优化资源配置；
建立能够监视、评估、报告双方合作努力成果的机制；
强化双方合作中人员的职责；
强化双方合作中政府机构的职责。

共同目标：构建互联互通的系统和飞行程序
在NextGen与SESAR计划推进过程中，FAA与欧盟通过签署备忘录的方式重申了合作战略，建立了明确的发展目标：航空器可以无缝飞行于NextGen、SESAR及其他系统。

合作备忘录的签订，获得了FAA与SJU政府官员，以及工业界、航空公司、设备制造商等的一致赞同。

联合战略：跨职能部门的共同合作
FAA与SJU合作，以保证NextGen和SESAR的互联互通，并建立了FAA与SJU之间跨职能部门的途径。

在合作备忘录的框架下，FAA继续与EUROCONTROL、SJU在很多领域开展技术合作和开发活动，而不仅限于民航问题。

在合作方式方面，FAA和欧盟允许各方以其他咨询顾问体的方式参与合作，并允许工业界参与彼此的工作项目，获取信息，促进相关研究和工程项目建设。

同时，RTCA/EUROCAE 专业委员会也积极参与FAA和SJU的协调活动。

例如在中期计划中，NextGen与SESAR在数据通信系统建设的技术、进度计
划方面均存在严重分歧，FAA计划构建一个过渡性的通信系统，而SESAR计划的参与者们表示反对。

经过在RTCA/EUROCAE 专业委员会会议上的讨论，FAA最终决定取消该过渡阶段，
尽管双方在进度计划方面未能达成一致，但FAA采纳了与欧
盟相同的未来系统，保证了技术标准的互用。

明确的角色与职责定位
2011 MOC及相关文档定义了在NextGen与SESAR计划合作中FAA和SJU的角色与职责，包括合作的组织领导方式。

其中每个合作计划均描述了双方合作的范围、目标、进度安排及过程阶段，对解决专业领域的问题确立了各方的协调关系。

与传统的工作协调会相比，这种合作更注重工程项目和共识，促进双方在项目级别的决策，并驱动系统的建设实现。

联合领导，优化资源配置
NextGen与SESAR在合作中明确了双方可以有效利用对
方的资源，避免重复努力。

此举可极大地实现美国和欧盟在航空领域专业资源的共享。

例如，在数据通信项目中，FAA
和EUROCONTROL、航电生产商、美国运输部及劳工组织（如
国家空中交通管制员联合会等）均参与了RTCA/EUROCAE专业委员会的数据通信项目。

同时，一些在商业领域互为竞争对手的公司，如波音和空客，或雷神和泰雷兹，也正式以合作伙伴的方式加入联合委员会，参与制定空中交通管理系统的标准。

监督、评估、报告双方的合作努力成果
在合作框架的指导下，合作委员会定期检查合作计划的进度（包括其中的问题、阶段进度、目标日期、当前状态及未解决的问题），并向工作组主管提供支持和指导，工作组无法解决的问题将提交给合作委员会。

这样，工作组将能够解决多数的技术问题，而合作委员会将集中精力解决难以解决的重大问题。

2.面临的挑战
对NextGen/SESAR预期效益的质疑
由于NextGen/SESAR计划进展滞后或政府财政预算削减，最初下定决心斥资更新装备并应用新技术（如机载数据通信系统）的航空公司，至今尚未从新技术中收到预期效益。

众多航空公司开始重新审视政府承诺的效益，并质疑
NextGen/SESAR的预期效益是否能够兑现。

欧洲一些航空公司表示，SESAR提出了节能减排的目标，但经济效益并不显著，机场依然拥堵且经常发生延误。

美国一些航空公司表示，在看到切实的回报和收益之前，他们不可能继续投资安装使用NextGen的机载设备。

投资预算的压力
按照最初的预期，美国政府和整个航空业将为NextGen
投资400亿美元，并于2025年前完成。

但由于财政预算的削减，NextGen技术研发面临诸多困难，系统建设和实施进度
大幅降低。

FAA的一份内部报告认为，NextGen计划最终将花费2至3倍的经费，而且所需时间大概也要延长10年。

同时，美国投资预算的削减也影响到了国际合作的进程。

例如，由于投资预算的削减，FAA一度推迟了地基增强系统（GBAS）项目的实施，而与此同时，SESAR在有序推进GBAS
项目。

由此导致的结果是装备新技术的飞机依然需要使用原有的仪表着陆系统进行降落。

随着这种形势的发展，更多的参与方开始怀疑FAA是否能够兑现建设NextGen的承诺，导致他们在新技术应用和装备改进方面更加犹豫不前。

合作继续推进
尽管NextGen/SESAR计划的推进遇到一些挫折，FAA和SJU在多个方面仍然保持着合作，包括FAA与SJU官员持续以
非正式会议的方式交换技术意见。

据报道，2015年6月，FAA 与欧盟宣布拓展NextGen合作，并签署了空中交通管理现代
化意向书，增加了NextGen部署和实施阶段的合作协议，以
保证各方能够从NextGen和SESAR计划中受益。

NextGen与SESAR的国际合作，有力促进了美国与欧盟之间的空管新技术研发与互用，促进了全球空管一体化的合作模式与进程。

我国作为全球第二大经济体和航空运输大国，也在积极参与空管技术研发与系统建设领域的全球合作，努力实现全球空管系统的互联互通。

我国航空管理机构可以借鉴NextGen与SESAR合作的模式与经验，进一步拓展国际合作
的深度和广度，在创新运行概念、新技术研发、标准规范制定等方面有更多作为，由航空大国逐步走向航空强国，引领国际空管的发展。

（文章来源：《中国空管》2016年第2期，作者为国家空管科技自主创新基地汤国防）。