西北地区复杂地形下塔台管制安全风险识别与防控策略研究

0 引言

我国民航快速发展的背景下，西北地区作为“一带一路”空中门户枢纽，其航空网络日益繁密，运行压力持续上升。随着兰州、乌鲁木齐、西宁等地机场扩容工程持续推进，塔台作为飞行区运行与航班安全管理的前线指挥中枢，其运行稳定性与安全指令的精准度被提升至前所未有的重要地位。然而，西北地区特殊的地理环境对塔台运行构成了全方位、多维度的挑战。起伏剧烈的地形对目视指挥形成遮挡，复杂气流结构加大进离场不确定性，通信盲区与雷达遮蔽问题限制感知范围，这些因素在高密度运行背景下易形成事故链条。因此，从安全角度出发，探索西北地区复杂地形下的塔台管制风险类型、识别路径及可行性防控机制，成为推动空管安全体系升级的关键方向。

1 西北地区塔台运行环境概述与地形特征影响分析

1.1 地形类型分布与机场布局特征

西北五省区的民用运输机场大多分布在河谷、高原边缘或山间盆地等特殊地貌区域，具有典型的“地形包围式”运行特征。例如西宁曹家堡机场三面环山，最低点海拔为2160 米，周边地势起伏达数百米以上；乌鲁木齐地窝堡机场北侧紧邻天山山脉，风向多变，地形对雷达波传播与导航信号形成折射与衰减；兰州中川机场位于黄河上游河谷出口，地势狭窄且滑行道长度受限。这样的地形分布导致塔台视觉感知盲区多，飞行环境稳定性差，塔台运行风险系数显著上升。

1.2 气象与地形耦合带来的运行不稳定因素

高原地形容易形成复杂气象系统，西北地区机场在高原风、山谷风、热力扰动等气象因素共同作用下，易出现风切变、风向跳变、低云压与强降水交替出现等现象。以张掖机场为例，春季沙尘暴频发影响能见度，夏季午后雷暴与风切活动频繁，对塔台在起飞窗口控制、复飞管理及进离场冲突防范方面提出严苛要求。而在通信层面，由于山体遮挡，某些地段常出现雷达扫描死角与无线电信号中断，对塔台信息判断的准确性与完整性构成直接威胁。

2 塔台运行风险识别机制构建与分类研究

2.1 多源风险耦合模型构建思路

基于地形-气象-管制操作三要素构建的“运行风险耦合模型”可有效识别西北地区常见的高风险场景。模型核心维度包括：

1)地形因子：视距受限、高差陡变、地面设施盲区；

2)气象因子：风切变概率、RVR 剧变率、低云高度波动幅度；

3)操作因子：滑行路径复杂程度、进离场交叉密度、航班调度密集程度。

将三维因素融合入运行态势识别系统中，塔台可在预警层面提前识别潜在风险区，从而辅助指挥提前部署资源与预案。该模型的设计理念强调动态适应性，即随着实时数据变化自动更新风险等级，并通过智能终端提示管制员关注特定航班或区域，有助于提升运行中的敏感性与响应效率。

2.2 高发风险场景归纳与类型分布

通过梳理民航西北局近五年运行事件数据可知，西北地区塔台高发风险类型主要包括以下四类：

1)可视区域受限风险：多发生于地势围绕型机场，典型特征是机位边缘点无法直接监控，滑行指令需依赖二次传达，存在信息失真或延迟隐患。

2) 低气象条件下导航误差风险：因地形干扰导致导航系统数据失真或雷达遮挡，进近方向调整频繁，航迹偏离情况时有发生。

3)运行指令误传与反应延迟风险：地形反射或多频干扰使得指令回传不完整，易引发误滑行、延误起飞，甚至对地面引导操作形成干扰。

4)突发天气诱发复飞或冲突风险：风剪与低压涡引发的突变天气使进离场航班在 窗口期重叠，塔台需短时内调配跑道资源与序列顺序，调度压力骤增。

这些风险具备瞬态性强、可预警时间短、链式响应要求高的共性特点，对管制员的经验判断、信息整合能力及系统支援工具提出更高要求，也说明构建前置风险感知体系的重要性。

3 典型机场案例分析与问题反演

3.1 西宁曹家堡机场低云突变事件处置流程剖析

2022 年 10 月 17 日，西宁机场突发低云压下沉事件，10 分钟内 RVR 从 1200 米骤降至 400 米，导致 5 架离港航班暂停放行，3 架进港航班申请复飞。由于塔台在预判环节未能准确识别下沉趋势，仅依赖天气雷达近场反应，流程响应滞后造成航班积压，滑行区出现短暂拥堵，塔台运行陷入近 20 分钟“半指令冻结状态”，暴露出流程动态调整能力不足的问题。

3.2 乌鲁木齐机场雷达遮挡导致多次误滑行事件

乌鲁木齐机场南滑行通道因近距离建筑遮挡与地形高差影响，在雨雪天气条件下常出现监控信号漂移。2023 年1 月一场降雪中，两架次航班在 D 滑行道执行滑行时因指令传达滞后与系统显示延迟发生滑行重叠，虽经引导车干预未形成冲突，但暴露了信息链条脆弱性与人工介入依赖性强的问题。

4 安全防控策略体系设计与可行性路径探讨

4.1 建立地形标识智能提示系统

针对塔台目视死角问题，建议在机场地形数据库中构建高精度数字地形模型（DTM），并嵌入塔台运行辅助系统，使每条滑行道、每个机位的可视范围自动分析并与实时机位匹配。结合高帧率全景摄像系统，将盲区实时画面转发至塔台指挥中心，弥补视距短板。

4.2 推进塔台-气象-滑行席数据同步机制建设

在现有流程基础上开发统一数据同步接口平台，实现气象变动数据、进场雷达信息、滑行通道动态信息在同一操作终端中融合展示。可利用 AI 算法将关键参数（风速变化率、能见度趋势、航班聚集度等）进行结构化分析，提前发出风险提示，辅助塔台制定滑行节奏与航班放行方案。

4.3 强化塔台值守人员的情境响应能力建设

建议在人员管理层面设立“地形复杂值守等级制”，根据不同地形复杂度与气象敏感度对塔台人员进行分级管理，复杂场景需配备经验丰富、具备应急处置训练的值班长。在培训体系中加强“盲区识别-指令优化-协同处置”链路型实操演练，提升整体值守体系的抗扰能力与决策效率。

4.4 引入风险行为图谱与预测系统

利用历史运行大数据构建“管制行为图谱”，识别异常指令发出频率、误判高发路径、复飞重复点等高风险特征区域，结合天气趋势与地形分布，通过模型推演生成短时运行风险预判报告，并推送至管制员工作站作为决策参考。

5 结束语

西北地区复杂地形环境对民航塔台运行带来的挑战，不仅仅是视觉与信号传输的问题，更关乎整个空管系统在特殊地理条件下的系统适应性与动态调控能力。在未来空管体系持续智能化、平台化发展的大趋势下，西北塔台指挥需要借助技术手段与机制重塑，逐步构建一套更具适应性、敏捷性与安全韧性的区域运行保障体系。

参考文献:

【 1 】 石 峰 . 塔 台 管 制 系 统 运 行 风 险 管 理 研 究 [D]. 中 国 民 航 大学,2023.DOI:10.27627/d.cnki.gzmhy.2023.000036.

【1】冯维祺.复杂地形下导航台电磁信号预测模型研究[D].中国民用航空飞行学院,2015.