2005年，美国联邦航空治理局（FAA）开始规划下一代航空运输系统（NextGen），为航空业的变革进行预备，将建立一个灵活高效的空管系统作为重要目标之一。同期，为应对持续增长的航班需求，欧洲制定了空中交通治理总体规划，提出欧洲单一天空空中交通治理项目（SESAR），以实现欧洲空管系统现代化。SESAR的演进路径与NextGen高度趋同，两者共同作为主要气力，孵化形成了全球普遍认可的新一代航空运输系统概念。国际民航组织ICAO在国际共叫的条件下，组织制定了全球空中航行计划（GANP），此后发布并持续更新航空系统组块升级计划（ASBU），而ASBU也成为各国空管现代化战略的重要参考依据。

　　中国的空管现代化

　　2022年，民航局发布了《聪明民航建设路线图》，聪明民航核心建设内收留包括：聪明出行、聪明空管、聪明机场和聪明监管。其中，聪明空管是指围绕四强空管建设，构建安全稳、效率高、聪明强、协同好的新一代空中交通治理系统，实现广域覆盖感知、深度网络互联、数据融合赋能、智能协同响应和聪明高效运行，提升空中交通全局化、精细化、聪明化运行能力和服务水平。路线图设置了分阶段的目标，空管层面，到2025年，开展基于四维航迹的航班运行示范应用，在全国机场实施航空器尾流重新分类管制运行，具备保障年起降1700万架次能力。

　　第三，以自动相关监视为核心的多元监视，将新的和传统的监视技术融合应用。其中，新的监视技术主要指广播式自动相关监视（ADS-B）。飞机将自身空间位置和轨迹通过数据链广播到空间和地面，周边飞机和地面管制员可以看到实时位置及飞行轨迹，这项技术是“基于航迹的运行”（TBO）理念的重要基础之一。

　　根据FAA的NextGen项目报告，目前，NextGen的基础设施建设已经基本完成，例如航路自动化系统现代化（ERAM）、终端自动化系统现代化更新（STARS）等软件类自动化平台的应用进步了空管工作职员效率；新的数据链通讯DataComm、PBN航路和进近程序投进使用，航班飞行轨迹得到优化、部分繁忙机场群空域得到调整，有助于减少航班飞行时间、降低油耗；ADS-B设备在监视领域初步得到应用；空域流量治理系统（TFMS）、基于时间的流量治理（TBFM）等自动决策支持系统也初步产生效益。

　　第一，新一代空管系统的通讯以地空数据链为基础，主要包括甚高频数据链，高频数据链、通讯卫星数据链和机场移动航空通讯系统为代表的一批数据通讯技术。在传统的通讯方式中，飞行员与空管主要通过无线电进行语音交流，发出指令和确认指令的过程不仅耗时，还可能出现信息传达错误。新的数据通讯技术答应空管和飞行员之间相互传递数字信息，实现快速正确的指令传递与确认。

　　PBN是飞行运行方式的重大变革，能够有效促进民航持续安全，增加空域收留量，减少地面导航设施投进，进步节能减排效果。PBN的具体上风还包括：精确地引导航空器，进步飞行运行安全性；提供垂直引导，实施连续稳定的下降程序，减少可控飞行撞地（CFIT）的风险；改善全天候运行水平，进步航班正常性，保障地形复杂机场运行的安全；实现灵活和优化的飞行航径，增加飞机业载，减少飞行时间，节省燃油等。随着新一代空管系统建设，目前，PBN已经在全球得到不同程度的推广和应用。

　　新一代航空运输系统意味着空中交通管制从地面系统向以卫星为基础的空中交通治理系统转变。其主要技术变革主要体现在以下5个方面，分别是数据通讯、卫星导航、多源监视、全系统信息治理和协同决策。

　　全球民航和空管系统都在经历新一轮的技术变革。当前，以新一代信息技术融合应用为主要特征的聪明民航正全方位重塑民航业的形态、模式和格式，空管现代化（新一代航空运输系统）正是其中的重要内收留之一。空域治理是航空业发展的重要基础，出于不中断增长的航空需求和运行多样性的需要，空管运行概念和规则标准正在重塑。

　　小结

　　第四，全系统信息治理（SWIM）理念，是实现空管系统数字化、一体化的基础设施，其核心理念是在航空系统各参与方的信息系统之上建立信息共享平台。SWIM将航空各类信息进行整合，发挥信息在决策支持中的作用，网络平台透明、开放、共享，实现各类数据的买通。

　　基于性能的导航（PBN）具有重要的实际应用意义，是我国从航空大国向航空强国迈进，建设新一代航空运输系统的核心技术之一。早在2009年，民航局发布了《基于性能的导航实施路线图》，将中国民航PBN实施分为三个阶段，近期（2009-2012）、中期（2013-2016）、远期（2017-2025）。近期实现PBN重点应用，中期实现PBN全面应用，远期实现PBN与CNS/ATM系统整合，成为我国发展“新一代航空运输系统”的基石之一。2010年，民航局发布了《在终端区和进近中实施RNP的运行批准指南》，PBN开始正式推进实施。目前，RNPAPCH类精密进近程序以及RNPAR已在国内得到广泛实施（RNP是PBN规范的一种），减少了非精密进近的使用，有效提升了运行安全水平。

　　空管现代化的定义

　　美国空管现代化现状

　　面向未来，新一代航空运输系统的终纵目标是基于航迹的运行（TBO），这将完全有别于传统的基于空域扇区的运行。TBO是目前国际民航界普遍公认的下一代航行系统核心运行理念，是应对航空运输量持续快速增长的革命性解决方案，用于在整个运营过程中对航班进行总体规划、治理和优化。TBO依靠于空中和地面系统之间的信息交换、飞机精确飞行路线的能力以及基于时间的治理，其核心在于时间精确可控，基于经度、纬度、高度和时间4个维度的精确数据，在空管、航空公司、机场、航空器等相关方之间实时共享和动态维护航迹动态信息，进而实现多方协同决策。

　　2019年，民航局发布了中国民航航空器尾流重新分类方法与间隔标准（RECAT-CN），实现了从理论突破、技术攻关到规章起草、落地应用的全流程覆盖，目前正在北京、上海等12个主要机场推广应用。

　　第二，卫星导航的成熟和应用，是基于性能的导航（PBN）实现的先决条件。在航空飞行中，传统导航是利用地面导航台信号，通过向台或背台飞行实现对航空器的引导，因此，航路划设和终端区飞行程序受地面导航台布局和设备种类的制约。从单纯依靠地面导航台演变成依靠自身设备、空间设备或多重设备结合，不仅导航精度得到进步，飞行路线也更加灵活多变，空域使用效率得到极大进步，更加先进、可靠的进近方式也成为可能。

　　空管现代化的目标

　　其中，值得单独说明的是TFMS和TBFM。空域流量治理系统（TFMS）是美国传统空管系统的升级版本，它能够缓解例如极端天气等原因造成的协调和调整航班的题目，当计划航路出现延误时，航空公司可通过该系统选择并提交其他航路方案，以减少延误时间。基于时间的流量治理（TBFM）则是一个用于规划飞机从巡航高度下降到进近管制空域的飞行轨迹的系统，它利用时间这一变量，通过对飞机的各项数据进行分析，计算出经过空中重要节点的时间，因此，空管职员可以通过指定某个时间某架飞机到达的地点来实现对飞机的排序和调度，能够在不影响飞机安全的情况下，最大程度地提升空域收留量。

　　提升运行效率方面，将建设国家级流量治理系统和协同决策系统，完善大面积延误应急响应机制MDRS；全面应用国际民航组织新型尾流间隔标准（RECAT），完善多跑道运行模式，铁路运输 上海空运，有条件的机场实施目视间隔和目视进近，具备管制服务能力的空域进一步缩小飞行间隔，提升空管系统运行效率。

　　除基础设施和建设以外，FAA还一些通过标准层面的优化创新，例如尾流重新分类（RECAT），有效地提升了美国空域收留量。飞机在飞行过程中可能遭遇尾流风险，飞机之间前后与垂直间隔必须保持最小尾流间隔，机型分类方法是尾流间隔计算的基础和依据。机型分类标准越精细，前后确定的间隔越精准，飞机间隔就存在缩小空间，进而增加空域收留量。RECAT概念就是一种新的机型分类标准，它首次在2007年被欧洲提出，2009年，美国开始与欧洲合作开展RECAT可行性研究。这一概念将以往基于最大腾飞重量的机型分类方法调整为综合考虑最大腾飞重量和翼展等因素，使得机型分类标准更加精细化。目前，RECAT已经在美国部分关键机场得到应用，根据FAA规划，未来几年将推进在美国所有机场同一部署。