航空交通管制

航空交通管制。飛機在沒有航空交通管制的情況下仍可以飛行，但管制的存在能有效確保飛行器的在空飛行安全。歷史.倫敦克羅伊登機場，當時他發明瞭一套顏色訊號旗來指示飛行員的旗號系統，風雨不改地在聖路易斯國際機場指示飛機的升降。最初的航空交通管制是各地參考本身的道路法律得來的，世界上第一部規管航空公司的法律是美國的1926年的航空法典，具聯邦法律的地位。現代航空交通管制的雛形始於1930年代開始，各地負責管理機場的部門的導航，飛航路線可以由完全依靠目視地形特徵方式變成使用儀器飛行，證明瞭在航空交通管制下飛航安全能大幅提高。至1935年，美國數間航空公司設立了聯合空管中心，防止各間航空公司的飛機在天空上相撞或者迷途。一年後，這項的工作就轉移至聯邦政府處理。同年，有部份使用芝加哥、克里夫蘭和紐約管制中心成立，於是，第一代的航空交通管制系統因而誕生，還是第一次對航空交通管制作出系統化。管制制度.現代的航空交通管制度標準源自芝加哥條約，及後又分為兩大規則：這兩大標準雖然都是航空交通管制的標準檔案，兩者的最大分別是國際民航組織和較ICAO的標準寬鬆，規限較少。同時，在航機的間距上和跑道規格又有不同，除此之外，還有在主流以外的俄羅斯/中華人民共和國標準。俄羅斯／中華人民共和國標準分別於1990年代兩國對外航空交通量增加後設定成今天的模式，但是他們都主要是跟隨ICAO的規定，不過進入其飛航情報區的飛機就需要以公尺作高度單位，又有在技術上對西方和蘇製飛機的不同的設定等。不論是哪種制度都一定要求管制員和飛行員能夠以英語對話，但部分的國家和地區容許以當地語言對話。例如臺灣和中國大陸就都各有一套中文空管的詞彙和對話規則。空域分級.國際民航組織把空域分級為ICAO中定義為F及G級空域均屬非受管空域。在這些空域，航空交通管制員如非必要都不要幹預空域的運作，但是仍然會提供該空域的基本資訊；美國政府近年鼓勵如果飛行員遇上迷途或緊急的狀況，也可以尋求空管員的引導。不論是目視飛行還是儀器飛行的飛機均可進入非受管空域，只是不會有任何給飛行器的安全間隔，需要靠飛機上的TCAS來維持最基本的安全。2004年，國際民航組織建議只保留C、E、G級空域，但是未有進一步計劃。空管通話.自有航空交通管制以來，一直都是使用無線電作通話的媒介。一般使用的頻道為甚高頻118.00-136.955Mhz，並且明訂為民間禁用頻道，確保不會遭受幹擾。使用方法與一般無線電無異，只需調到正確頻道按下發話鍵就可以發話。但是甚高頻為視距通訊，所以當在海洋管制取得出發許可。由於中頻頻道多雜音且嘈吵，因此可以使用高頻無線電的飛機都會設有SELCAL需要再次呼叫飛機時就會在操作員的無線電發射器發出一定頻率的訊號，當訊號和機載無線電機器吻合時，機載無線電機器就會發出聲音提示飛行員要重返頻道，所以有SELCAL的機載無線電機器，也有其四位英文字母的識別碼，飛行員要在提交飛行計畫時一同填寫，讓無線電操作員知道該發甚麼訊號來呼叫個別已離開頻道的航機。雖然使用一般的無線電接收器可以接收到空管頻道，但一般民眾未必能理解內容。這是因為對話涉及很多公眾不認識的名稱和術語，且空管通話使用的都是北約音標字母，配以飛行的呼號來識別通話人。一般商業航班就會跟隨其國際民航組織航空公司無線電呼號名稱和航班編號作呼號，如英國航空公司48號班機的呼號是「Speedbird Four-Eight」。非商業航班，會使用自身飛機的機身編號作為其在頻道內的呼號，如說飛機的編號為G-KELS，在空管通話中就會讀作：「Golf-Kilo-Echo-Lima-Sierra」。如果在同一頻道內沒有相似的呼號時，空管再次呼叫該飛機時就會讀作「Echo-Lima-Sierra」，減少累贅。軍方航空器如果進入了民航空管頻道，一樣會使用其在軍方中的呼號，以免和其他民航航空器相混。管制概要.航空交通管制透過分隔橫向則無任何管制。航空交通管制的形式可以分為五類：場面管制.場面管制的工作是管理機場場面上的飛機，雖然場面管制只是對機場內的飛機進行管理，不過就已經可以影響到其他的管制席位甚至是整個飛行情報區。出發許可.出發許可是負責在飛機離開閘口或停機坪前，發出下列的許可當飛機準備出發時，會在無線電向出發許可席的管制員申領出發許可，在管制員檢閱過飛行計劃無誤後，就會於無線電中發給飛機出發許可和應答機編碼，飛行員複誦無誤後，飛機就可以聯絡地面臺。雖然地面臺和飛機的對話簡短，但是管制員發出的雷達電碼會決定飛機的離場順序。在技術上，放行員多會安排體積較小的飛機先起飛，當有不同種類的飛機等待起飛時，管制員會把較後的雷達電碼給大飛機，即使大飛機先取得出發許可，管制員仍會堅持這原則。出發許可同時會擔當流量管制的角色，如果飛機出發頻率過密的話，管制員就不會發出許可至情況緩解為止。出發許可有效時間為15分鐘，若飛機因為延遲等原因未及在取得許可的內15分鐘內推離開閘口則需重新取得許可，這是因為機場可能已轉用別的跑道又或者是已實行噪音管制，導致飛機需要轉用其他離場程式。地面臺.地面臺是管理機場場面上所有飛機的移動，包括到離場飛機和拖機等，地面臺可謂塔臺和出發許可臺間的中介人。離場飛機在取得許可後，就會聯絡地面臺請求後推和滑行至跑道前的等待點。而到達的飛機在脫離跑道專門管理機坪內的航機和車輛活動。也因為這樣的原因，具規模的機場都設有多個閉路電視和地面雷達協助管制。塔臺.塔臺，也會影響區域管制發的下降指示，也影響離場臺和近場臺對不同飛機的協調，所以轉換跑道的時機必需拿捏得很準確，也要和各職位保持聯絡。進場臺及離場臺.進場臺雷達管制，一般的管制範圍上限都是直至海拔二萬多呎。雖然進場臺和離場臺的名稱不一樣，負責的又是相反的工作，不過他們都是同一性質的管制席位。而進場臺及離場臺的工作的是協調飛機起飛後到巡航高度或從巡航空層下降和到離場飛機不會相互碰撞又或者是過分接近。因為他們只依賴雷達進行管制工作，所以進場臺、離場臺是不需要窗戶的，通常設在管制塔的中間樓層。輔助路線.為了輔助管制員，同時又不需要指示每架飛機，機場都會發出給不同到離場飛機一些路線:儘管有了SIDs 和STARs，但是管制員會在多飛機的日子為了靈活管制，就會使用雷達引導，以磁方位指示飛機飛航。到離場工作.離場臺工作是指引飛機在起飛後進入SID的路線，所以飛機離地後塔臺就會把飛機交給離場臺，而離場臺也會因應實際情況指示飛機爬升或者不需依SID的路線飛航，而改由跟從空管員的指示航行。進場臺就是先指示飛機下降，再指引飛機在標準到場程式STAR或者是跟從空管員的指示的前後距離，讓群機在交給塔臺時的前後距離已設定好。為了給雷達識別，起飛前飛機都要開啟答詢機，在離陸後讓離場臺管制員在雷達上識別該飛機。區域管制.區域管制飛行情報區的飛機，管理由二萬多呎至無限高的空域。區域管制工作為協調飛機不同的高度間格，因為飛機由機坪開始經過多重的管制席位，前後距離都會逐漸擴大；而第二項工作就是防止有飛機誤闖飛航情報區範圍或幹擾航機的航線。區域管制同時也會給予目視飛行的飛航器飛行的指引及支援，例如區管會指示他們避開高山又或者是其他的飛機。區域管制另一項重要工作是處理緊急狀況，由於飛機巡航佔飛行大部分時間，如有任何特發甚至是緊急事故都需要由區管的管制員先聯絡預定降落機場的地面單位或者是對飛行員作出支援。有些區管甚至會特別開一個服務目視飛行飛航器的席位，例如香港區管。流程.一班航機由離開至到達需經過以下管制席位：雷達覆蓋範圍.飛航情報區的範圍往往十分廣闊，甚至超越國界，因此區管中心使用的雷達一般都能覆蓋200海浬就會使用流量管制來確保飛機不會互相接近。隨著全球定位系統和衛星技術的發展，現在在美國一些地區，透過衛星傳回飛機的位置給空管中心，飛機可以在任何的高度和地形內得到空管的保障。以香港及馬尼拉為例，以往必須使用程式管制取代。海洋無線電管制.自20世紀30年代，就已有越洋航線，到戰後，越洋航線更發展蓬勃。但是各大洋麵的海面面積遠遠超過雷達可以覆蓋的範圍，於是海洋無線電管制臺就應運而生。現時分別有十二個海洋無線電臺：但是，一般航空交通管制所用的甚高頻無線電一樣不可以在大洋洛司羅迪歐機場的跑道上相撞。事件造成兩架客機上共583人死亡，只有泛美航空-{zh-tw:航機;zh-cn:班機}-上的56名乘客和5名機組人員倖存。以罹難乘客人數計，這是航空史上最嚴重的空難，也是在911事件前總傷亡人數最多的事故。因目的地紐約天氣惡劣，飛機需在空中停留等待降落，但是期間空管和機長溝通不足，令航管人員不知道飛機燃料存量出現問題需要即時降落，結果飛機在降落前因燃料耗盡而墜毀，機上73人罹難，85人受傷。哈薩克斯坦航空1907號班機機師未遵照航管人員保持飛行高度的指示，而讓-{zh-tw:航機;zh-cn:飛機}-繼續下降，導致兩架-{zh-tw:航機;zh-cn:飛機}-在印度首都新德里附近的哈里亞納邦查基達裡上空相撞，兩架-{zh-tw:航機;zh-cn:飛機}-上的349人全部罹難。事故調查報告指出：哈薩克-{zh-tw:航機;zh-cn:班機}-機組人員的英語水平極低，並完全依靠他們的無線電通訊員與管制員聯絡。新加坡航空一架波音747-412型客機，在臺灣中正機場起飛時，誤入正在施工而暫停開放的跑道，以超過140節的速度擦撞停放在跑道上的施工機具，之後引起大火，共有79名乘客和4名機組員罹難。事後經查，該機場航空交通管制存在多項隱患：塔臺不能看到航機，當時亦沒有配備地面雷達，已關閉跑道的中心線燈亮著，入口沒有障礙物或標記警告。因為航管人員發出一連串錯誤的指示，導致日本航空的一架DC-10和一架波音747-400D客機在日本靜岡縣燒津市駿河灣上空出現空中接近的危險狀況。最終兩架-{zh-tw:航機;zh-cn:飛機}-的飛行員以目視方式避免了相撞，但共有100人因飛機的急升降動作而受傷。由於歐洲航空安全組織航管人員的疏忽，導致俄羅斯巴什克利安航空一架Tu-154客機與DHL快遞公司一架波音757貨機在德國南部上空交差相撞，兩架-{zh-tw:航機;zh-cn:班機}-上71人全部遇難。由於航管人員並沒有指示其中一架班機下降至指定高度，同時飛行員和管制員也不熟識機上和地面雷達裝置的使用方法，執行了錯誤設定，導致航班號為戈爾航空1907的波音737-800 SFP客機和一架Legacy 600公務機在37,000英尺的高空中相撞，1907號班機解體墜毀，而公務機就因為只有機翼翼端小翼脫落而成功降落於一個空軍基地內。疑似由於空管的指揮失誤，導致相向飛行的QFA581和QFA576班機垂直距離只有700英尺，險些相撞。由於此時飛機上的空中防撞系統響起警報，兩機間隔才得以拉開。未來發展.現在歐盟和美國均在研究未來航空交通管制的技術，務求在現有的完善制度下，技術上提升航空交通管制的水平。