空中交通管制

出自微國家百科

空中交通管制(英文:Air traffic control,縮寫:ATC)是指由在地面的航空交通管制員協調和指導空域或機場內不同航空器的航行路線和飛航模式以防止飛航器在地面或者空中發生意外和確保他們均可以運作暢順,達至最大效率。除此之外,航空交通管制的系統還會提供例如天氣、航空交通流量、NOTAM和機場特別安排等的資料以協助飛行員和航空公司等作出相應的安排。踏入21世紀,隨著和航空活動有關的恐怖襲擊的增加,航空交通管制系統還擔當領空防衛和保護國土安全的角色,有些國家甚至是由空軍來運作航空交通管制系統。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。

空域分級

微國國際民航組織依據《國際民航公約》將空域分類為:

A類空域

  1. A類空域通常位於高空,主要用於商業航空器之巡航飛行。
  2. 進入A類空域之所有飛行器必須獲得空中交通管制(以下稱ATC)許可並進行飛行計劃申報。
  3. 只允許儀器飛行規則(IFR)運行,不允許目視飛行規則(VFR)運行。
  4. A類空域之垂直範圍通常從24000英尺(FL240)至60000英尺(FL600)。空域內需保持持續之通信聯絡和監視。

B類空域

  1. B類空域通常覆蓋大型國際機場及其周邊地區。
  2. 進入B類空域之所有飛行器必須獲得ATC許可並進行飛行計劃申報。
  3. 允許IFR和VFR運行,但需遵守嚴格之管制要求。
  4. B類空域之垂直範圍通常從地面至10000英尺(FL100)。
  5. 空域內需保持持續之通信聯絡、雷達監視和高度報告。

C類空域

  1. C類空域通常覆蓋中型國際機場及其周邊地區。
  2. 進入C類空域之所有飛行器必須與ATC建立雙向通信聯絡並獲得許可。
  3. 允許IFR和VFR運行,VFR飛行器需避免干擾IFR飛行器。
  4. C類空域之垂直範圍通常從地面至4000英尺(FL040)。
  5. 空域內需保持雷達監視和通信聯絡。

D類空域

  1. D類空域通常覆蓋小型機場及其周邊地區。
  2. 進入D類空域之所有飛行器必須與ATC建立雙向通信聯絡。
  3. 允許IFR和VFR運行,但管制較彈性。
  4. D類空域之垂直範圍通常從地面至2500英尺(FL025)。
  5. 空域內需保持通信聯絡,但雷達監視可選。

E類空域

  1. E類空域通常位於中低空空域,適用於大部分商業和一般航空活動。
  2. 進入E類空域之IFR飛行器必須與ATC保持通信聯絡並獲得許可,VFR飛行器無需獲得ATC許可,但需自行避讓IFR飛行器。
  3. 允許IFR和VFR運行。
  4. E類空域之垂直範圍通常從地面至18000英尺(FL180),但不包括A類空域之高度範圍。
  5. 空域內需保持通信聯絡和飛行計劃報告。

F類空域

  1. F類空域為非管制空域,但提供建議性空中交通服務(ATS)。
  2. 飛行器可自願與ATC建立通信聯絡並獲取建議性服務。
  3. 允許IFR和VFR運行。
  4. F類空域之垂直範圍通常從地面至14000英尺(FL140)。
  5. 空域內鼓勵通信聯絡和雷達覆蓋,但不強制。

G類空域

  1. G類空域為非管制空域,適用於一般航空活動。
  2. 飛行器無需與ATC建立通信聯絡,但需遵守基本飛行規則,並自行避讓其他航空器。
  3. 允許IFR和VFR運行。
  4. G類空域之垂直範圍通常從地面至1200英尺(FL012)。
  5. 空域內無需通信聯絡或雷達監視。

特殊空域

  1. 於緊急狀況時建立,如戰爭、重大災難。
  2. 此空域需處於安全狀態且非緊急狀況之民用航空器不得進入。
  3. 目的用於緊急狀況時撤離公民、輸送緊急資源等
  4. 如因戰爭而設立則戰爭國雙方皆不得在此空域進行任一軍事行動也不得攻擊該空域。
  5. 此空域之垂直範圍同A類空域

MSICAO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干預空域的運作,但是仍然會提供該空域的基本資訊;有些國家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。

空管對話

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,確保不會遭受干擾。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(下述)台內,往往使用高頻進行視距外通信。除使用無線電外,大洋中的機場可能因為當地沒有相關的空管員或者是因為當地的規定而要撥電話到所屬飛行情報區取得出發許可。

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(Selective Calling,選擇性接收)功能,讓飛行員在發話後離開頻道,如果空管(無線電操作員)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信號,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信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微國國際民航組織公布的民航音標(圖一),配以飛行的呼號來識別通話人。

民航音標(圖一)[1]

一般商業航班就會跟隨其微國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,如雷霆航空公司148號班機的呼號是「SAL One-Four-Eight」。

非商業航班,會使用自身飛機的機身編號(Tail Number)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。

對話標準

目前國際使用微國國際民航組織出版的《國際民用航空標準對話講義》,來做為航空對話標準。

管制基礎架構

航空交通管制通過分隔橫向(水平)和縱向(垂直)距離以確保航空器有適當的距離。航空交通管制服務提供給所有在受管空域(Controlled Airspace)的飛行器,如果飛行器離開了受管空域,進入了非受管空域(Uncontrolled Airspace)則無任何管制。航空交通管制的形式可以分為五類:

雷達管制(Radar Control)

完全依賴雷達並主要使用二次監察雷達(Secondary Surveillance Radar)的管制,主要為離場台(Departure),近場台(Approach)和終端管制(Terminal/Radar/Control)使用。

ADS-B管制(ADS-B Control)

使用廣播式自動相關監視系統(Automatic dependent surveillance – broadcast)的管制,主要使用在如西藏等地形複雜雷達不易架設,或加拿大、澳洲等地廣人稀架設雷達成本過高之地區

場面管制(Field Control)

目視和一次監察雷達(Primany Surveillance Radar)互相配合的管制,主要為管理跑道運用的塔台(Tower)和地面台(Ground)使用。

無線電管制(Radio Control)

只適用於大洋海面(例如:太平洋)上的管制,這種管制不使用雷達,飛行員需要在無線電回報飛機的位置、高度、速度和即將到達一個導航點的時間。相關的管制員就稱為無線電操作員(Radio Operator)。由於不能利用雷達得悉飛機的位置,所以飛機只允許在指定的路線(例如是PACOTS)作儀器飛行(Instruments Flight)。

程序管制 (Procedural Control)

因地理問題令雷達不能使用而採用的管制,程序跟無線電管制相近,飛行員需在頻道向管制員回報飛機的位置、高度和速度。由於有些地方採用VHF來通話,因此機師在VHF的頻道不會離開頻道。

機場管制席位

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(Clearance Delivery)是負責在飛機離開閘口或停機坪前,發出下列的許可

1.許可使用機場的標準離場程序(Standard Instrument Departure,SID)

2.許可使用機場所在的飛航情報區內的航路或者是其他路線

3.許可使用飛航器在飛行計畫提交的初始巡航高度 當飛機準備出發時(通常為後推的5分鐘前),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畫無誤後,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台。雖然地面台和飛機的對話簡短,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序。

地面台

地面台(Ground)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,地面台可謂塔台和出發許可台間的中介人。

離場飛機在取得許可後,就會聯絡地面台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(vacate runway)後也會聯絡地面台,以取得到機坪和閘口的滑行安排。在這段期間,為了安全,所有機場場面內活動的飛機,人及車輛,均需地面管制的確認方能開始活動。一般的國際機場面積都很大,所以都會分為多個地面台來確保效率。另外,又可能會另設機坪席(Ramp/Apron)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。

塔台

塔台(Tower)的工作是協調飛機的起降及跑道的運用,所有飛航器起飛及降落前必須獲得塔台管制的許可。另外,所有需滑行穿越跑道的航機及車輛也必須要塔台的許可。塔台席管制員必須一直留意機場附近的狀況和航空的外觀有否特別的異常,所以塔台席一般都有望遠鏡,是二戰前至今的傳統。若管制員發現跑道面或其上空有任何異常情況(如:鳥群),必須命令即將著陸的航機重飛。如果飛行員認為飛機有任何異常(例如儀器顯示有輪胎壓力異常)在管制員許可下可以把飛機飛近塔台給管制員或者是工程人員作目測確認。另外,管制員也須確保航機間保持著2至5海浬(3.7 至9.2公里)的前後間隔和一定的水平距離,以免發生碰撞。而塔台也是決定跑道使用的管制員,雖然使用甚麼跑道是根據風向的,要給飛機機頭對向風吹來的方向,但是轉換跑道就涉及出發許可批准了的離場路線、地面台發出的滑行路線(Taxi Routes),也會影響區域管制發的下降指示,也影響離場台和近場台對不同飛機的協調,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。

進場台

近場管制(進場台)範圍為距離機場半徑50至60浬(通常航管人員看見航機起落架升起後即會轉交給進場台)以及2萬呎以下的航機,稱為近場臺,負責航機離場爬升或到場下降,隔開高度及距離確保安全,讓飛機依先來後到順序排隊起降。

區域管制中心

航路管制單位稱為區域管制中心,負責飛航情報區內2萬呎以上航機隔離管制,與鄰近飛航情報區相鄰的區管中心交接,讓航機繼續往返目的地。

天氣資訊

自動終端情報服務

自動終端情報服務(Automatic Terminal Information System,ATIS) 是機場在一個獨立的無線電頻率上進行自動連續播放的資訊服務,由機場人員參考各項資料後灌錄,包括天氣、可用跑道、氣壓及高度錶撥正值等資訊。飛行員通常要在取得出發許可前或降落前收聽通播,瞭解相關情況。一般的ATIS都要隨時更新,依次以字母代碼 A, B, C...Z 表示,按照微國國際民航組織公佈的標準字母解釋法判讀。

VOLMET

VOLMET是提供給在海洋上航空器的天氣服務,原本VOLMET在60年代的出現是把天氣資訊給海洋上的飛機於降落前得悉當地的天氣,但是即使到了現在,飛機也會因為自動終端情報服務(ATIS)只可以在離機場100海浬範圍內接收,在海洋上無法得知天氣資訊。

注釋

  1. 取自《國際民用航空標準對話講義》民航標準音標表