国家科学技术进步奖提名项目公示.docx
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国家科学技术进步奖提名项目公示
2018国家科学技术进步奖提名项目公示
一、项目名称：
空域精细管理与协同运行关键技术及示范应用
二、提名者及提名意见：
提名者：
中国民用航空局人事科教司
提名意见：
我单位认真审阅了该项目提名书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目填写均符合国家科学技术奖励工作办公室的要求。
该项目针对我国空域系统网络错综复杂、军民航飞行需求持续密集增长、空域资源使用矛盾及飞行冲突日益突出的独有特点和重大现实问题，突破了全域细粒度精密规划与联动配置、适应式高精度时空资源使用与协同运行、多领域多准则空域系统运行综合评估等一系列关键技术，获得了重大创新成果。
项目研制一套多级协同、分布部署和柔性集成的支持系统，并成功应用于我国中南地区空域精细化管理试点和日常空域协同运行工作，有效提升了空域利用效率，缩短了航班空中飞行路径、降低了其地面滑行时间，为航空运输企业节省了大量燃油成本，实现了区内碳排放量大幅减少，取得了显著经济和社会效益。
项目成果具有很强的创新性，实现了具有完全自主知识产权的关键技术突破，其支撑项目荣获国防科学技术进步奖、军队科学技术进步奖、中国航空运输协会民航科学技术奖、中国智能交通协会科学技术奖等诸多荣誉。
根据专家鉴定意见，该项目总体技术水平居国内领先、国际先进地位。
项目为全面推进全国空域精细管理及协同运行、深入贯彻军民航融合战略要求等开创了一条科学先进、成功示范之路，为转变我国空域资源长期粗放管理、使用效率低下、技术支撑能力不足等现实问题提供了一套有效的技术解决方案，发挥了前瞻引领作用。
提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。
三、项目简介：
本项目属于航空运输管理领域。
我国现有空管体制决定了空域系统网络与欧美国家存在显著结构差异，加之飞行分布极其不均衡，东部沿海地区（珠三角、长三角）成为全球飞行最繁忙区域之一。
本项目针对我国空域系统网络错综复杂、军民航飞行需求持续密集增长、空域资源使用矛盾及飞行冲突日益突出的独有特点和重大现实问题，研究我国空域系统精细管理与协同运行的关键技术、系统装备和示范应用，对于深化国家空域管理体制改革、推动军民航深度融合发展、提高空域资源利用率和运行效率等具有重大的战略意义和实用价值。
项目成果源于国务院中央军委空中交通管制委员会办公室及中国民用航空局重点科研计划项目等，在我国空域系统精细管理、协同运行、综合评估和示范应用等方面取得了重大突破。
主要创新：
1.瞄准空域多主体一体化运行与无缝隙联动，提出了全域细粒度精密规划与联动配置技术，攻克了飞行需求四维时空分布推演与精密预测、全时空细粒度空域资源精细规划、空域资源多主体协同配置三大技术要点，对于深化空域管理体制改革、推动军民航深度融合发展等具有重要指导意义。
2.从精准定位运行需求、解析资源变化特征出发，提出了适应式高精度时空资源使用与协同运行技术，突破了高适应性空域灵活使用、空域多主体协同运行优化、空域与飞行流量时空互适应调配三大技术难点，成果可完全适应我国空域系统网络环境复杂多变、军民航飞行需求密集多样且运行差异的独有特点。
3.创造性地提出了一套由数据-指标-模型构成的多领域多准则空域系统运行综合评估技术，面向安全、容量、效率、环保、灵活性、可预测性等6大性能，建立了206个量化分析指标及其综合评估模型，解决了分类量化、综合评估空域运行状态的技术难题，提升了我国空域系统运行状态科学认知和精细管理能力。
4.研制了一套开放性分布式空域精细管理与协同运行柔性集成支持系统，并着重在中南地区进行了示范应用，可完全适用于我国军民航各级空域管理及协同运行工作中。
本项目发表SCI检索论文28篇，EI检索论文53篇，核心期刊和国际著名会议论文47篇；授权发明专利14项；获计算机软件著作权27项；出版4部理论专著；获国务院中央军委空中交通管制委员会办公室颁发的“国家空域评估技术支持单位资质证书”。
成果已应用于我国空域管理体制改革、全国空管系统“十三五”规划、国家空域管理中心系统建设、中南地区空域精细管理改革试点，黄寨空中危险区、大亚湾空中限制区、上海世博会空域调整，北京、上海、广州、西安、武汉等全国20余个飞行繁忙地区空域结构优化，以及北京、青岛、成都、厦门新机场空域规划等重点示范工作中，部分统计结果表明：
近三年中南地区运行的航空器节省了32万吨燃油，折合人民币12.17亿元，减少了102万吨碳排放量，广州和深圳两机场新增利润人民币1.28亿元。
综上，本项目为全面推进全国空域精细管理及协同运行、深入贯彻军民航融合战略要求等开创了一条科学先进、成功示范之路。
四、客观评价：
本项目的支撑项目获中国航空运输协会民航科学技术奖、中国智能交通协会科学技术奖、国防科学技术进步奖、军队科学技术进步奖等8项荣誉，其中一等奖2项，二等奖5项，三等奖1项。
主要客观评价如下：
1）2016年国防科学技术奖二等奖。
成果鉴定认为本项目支撑项目“空域与飞行流量协同管理技术研发与应用”：
“创新性突出，具有自主知识产权，已应用于军民航空管系统建设与运行以及国家空管发展规划决策，效果明显，具有广阔的推广应用前景。
成果水平处于国内领先、国际先进。
”
2）2012年军队科技进步二等奖。
成果鉴定认为本项目支撑项目“空域运行管理仿真与评估系统”：
“理论性强、技术难度很大。
系统结构合理，在空域复杂度度量、空域规划评估方法、空域运行仿真技术等方面有很重要创新，总体技术达到了国内领先、国际先进水平”。
3）2011年军队科技进步二等奖。
成果鉴定认为本项目支撑项目“空中禁区、危险区和限制区划设研究”：
“研究内容综合性强，难度大。
在三类空域划设及评估方面有重要创新，整体技术达到了国内同领域先进水平，已应用于首都地区三区划设与调整，取得了显著的军事、经济和社会效益，推广应用前景广阔”。
4）2014-2016年中国航空运输协会民航科学技术奖二等奖。
成果鉴定认为本项目支撑项目“地区级多机场航班协同决策系统”：
“在地区级多机场航班协同决策研究领域达到国际先进水平，具备广阔的推广应用前景。
”
5）2012年中国航空运输协会民航科学技术奖二等奖。
成果鉴定认为本项目支撑项目“大区域多层级空中交通流量管理技术研发与应用”：
“成果整体技术达到了国内领先、国际先进水平。
”
6）2014年中国智能交通协会科学技术奖一等奖。
成果鉴定认为支撑项目“广州白云机场塔台运行管理系统”：
“在塔台管制业务运行信息的综合开发和应用方面达到国内领先水平，其中场面冲突告警及异构系统间流量控制信息传递属业内首创”。
此外，中国民用航空局新闻中心2016年特别报道了有关“中南地区空域精细化管理改革试点取得进展”的新闻，指出“试点以来……在航班量快速增长的情况下，航班正常性显著提升，节能减排效果明显。
仅7-9月，珠三角地区累计5.4万架次航班使用临时航线，减少飞行距离179万公里，减少燃油消耗约9710吨，减少二氧化碳排3万吨。
”
五、推广应用情况：
应用单位名称
应用技术
应用起止时间
联系人/电话
应用情况
国务院中央军委空中交通管制委员会办公室
全域细粒度精密规划与联动配置、空域系统运行综合评估
2010.04至今
马文华/010-********
为军事训练空域内划设临时航线，盘活训练空域资源奠定理论方法基础；支撑全国20余个飞行繁忙地区空域结构优化和空中禁区、危险区、限制区调整，为多个大型机场空域规划提供了理论方法和工具支持。
中国国际航空股份有限公司
适应式高精度时空资源使用与协同运行、柔性集成支持系统
2014.12至今
范钦胜/189********
应用于公司中南地区航班运行状况监控与管理，有效减少公司航班空中延误，缩短地面滑行时间。
近三年为其节省燃油5万吨，折合人民币1.9亿元。
中国南方航空股份有限公司
适应式高精度时空资源使用与协同运行、柔性集成支持系统
2014.12至今
罗子斌/188********
应用于公司航班协同决策工作，所提供的多机场统一放行方案能够给出科学的放行次序与时间，有效降低了该公司航班在中南地区各主要机场的地面滑行时间和空中飞行时间。
近三年为其节省燃油近10万吨，折合人民币3.79亿元。
深圳航空有限责任公司
适应式高精度时空资源使用与协同运行、柔性集成支持系统
2014.12至今
梁炳健/137********
应用于公司航班保障工作，所提供的多机场航班协同决策信息能够更好地开展人员调度和资源分配，避免了时隙资源浪费，减少了旅客机上等待时间。
近三年为其累计减少等待时间超52万分钟，减少空中飞行超44万分钟
广州白云国际机场股份有限公司
空域系统运行综合评估、柔性集成支持系统
2012.01至今
马克/139********
应用于广州白云机场容量评估，有效提升该机场航班时刻资源的利用，每日航班架次增加了116架，每年增加销售额约1.9亿元。
深圳市机场股份有限公司
空域系统运行综合评估、柔性集成支持系统
2013.08至今
陈泐/135********
应用于深圳宝安机场容量评估，为其增加航班时刻资源、满足流量增长需求提供了决策参考。
每日航班架次增加了120架，每年增加销售额约2.19亿元。
主要知识产权证明目录：
序号
知识产权类别
发明名称
国家（地区）
授权号
授权日期
证书编号
权利人
发明人
有效状态
1
专利
一种基于复杂度评估的空域扇区分类方法
中国
ZL201210330997.8
2016.12.07
1540318
南京航空航天大学
胡明华;张洪海;赵征;田文;张进;李印凤;尹嘉男;杨磊
有效
2
专利
一种基于客观指标的扇区交通态势多层次模糊评价方法
中国
ZL201310439286.9
2016.06.22
2119090
南京航空航天大学
袁立罡;谢华;胡明华;李印凤;丛玮;陈飞飞
有效
3
专利
基于流量比率的区域尾随间隔限制值的计算方法
中国
ZL201210330998.2
2013.01.23
1472066
南京航空航天大学
谢华;张颖;胡明华;彭瑛;李杰;许俐;袁立罡;叶博嘉
有效
4
专利
基于大数据分析的机场概率交通需求预测方法
中国
ZL201510836659.5
2016.04.27
2457592
南京航空航天大学
田文;李印凤;代晓旭;刘继新;薛磊;张颖;胡彬
有效
5
专利
一种基于概率分布的航段运行时间计算方法
中国
ZL201410342987.5
2017.04.19
2460642
南京航空航天大学
袁立罡;谢华;胡明华;王鹏鹏;王兵;李杰;丛玮
有效
6
专利
塔台运行管理系统
中国
ZL201420822174.1
2015.04.29
4266238
广州市中南民航空管通信网络科技有限公司
高源
有效
7
软件著作权
多机场统一放行软件v1.0
中国
2013SR146713
2013.12.16
0552475
广州市中南民航空管通信网络科技有限公司
/
有效
8
软件著作权
机场放行排序软件v1.2
中国
2013SR146730
2013.12.16
0652492
广州市中南民航空管通信网络科技有限公司
/
有效
9
软件著作权
协同决策平台管理软件v1.0
中国
2013SR146722
2013.12.16
0652404
广州市中南民航空管通信网络科技有限公司
/
有效
10
软件著作权
数字化空域指标评估系统
中国
2013SR135704
2013.03.01
0641485
南京航空航天大学
/
有效
六、主要完成人情况
1、姓名：
胡明华
排名：
1
行政职务：
民航学院院长
技术职称：
教授
工作单位：
南京航空航天大学
完成单位：
南京航空航天大学
对本项目贡献：
对项目创新点1、2、3、4做出了贡献。
提出了项目的研究方法与指导思想，制定了项目的技术方案和实施路线，总体负责空域多主体协同运行优化、空域与飞行流量时空互适应调配、多准则空域运行综合评估等技术的研究，总体领导开放性分布式空域精细管理与协同运行柔性集成支持系统的设计和实现。
2、姓名：
袁峥
排名：
2
行政职务：
河南空管分局局长
技术职称：
高级工程师
工作单位：
民航中南空管局河南分局
完成单位：
中国民用航空中南地区空中交通管理局
对本项目贡献：
对项目的创新点2、4做出了贡献，攻克了广域多机场统一放行、多点松耦合航班协同排序关键技术，总体负责中南各地管制综合信息处理系统、中南地区飞行计划集中处理系统、广州区域管制中心业务运行支撑系统、中南流量管理系统、广深珠空管流量辅助支持系统、中南地区多机场航班协同决策系统、塔台运行管理系统等综合应用示范系统的建设。
3、姓名：
朱永文
排名：
3
行政职务：
研究室主任
技术职称：
高级工程师
工作单位：
空军研究院
完成单位：
空军研究院战略预警研究所
对本项目贡献：
对项目创新点1、2、3做出了贡献。
研究了空域资源多主体协同配置、高适应性空域灵活使用技术，参与了空域与飞行流量时空互适应调配技术研究和多层次空域运行量化分析指标体系构建，负责空域运行管理仿真与评估系统的设计与实现。
4、姓名：
张洪海
排名：
4
行政职务：
国家重点实验室副主任
技术职称：
教授
工作单位：
南京航空航天大学
完成单位：
南京航空航天大学
对本项目贡献：
对项目创新性点1、2、4做出贡献。
提出了飞行需求四维时空分布推演与精密预测方法，研究了全时空细粒度空域资源精细规划技术和空域与流量时空互适应调配技术，负责飞行流量时空分布推演预测系统、空域系统规划与资源配置系统、空域灵活使用与协同运行系统的设计与实现。
5、姓名：
聂建雄
排名：
5
行政职务：
中南空管局管制中心主任
技术职称：
工程师
工作单位：
中国民用航空中南地区空中交通管理局
完成单位：
中国民用航空中南地区空中交通管理局
对本项目贡献：
对项目的创新点2、4做出了贡献，攻克了多准则多度量尾随间隔动态管理技术、基于多元受限的终端区容流协同优化技术，参与了中南各地管制综合信息处理系统、中南地区飞行计划集中处理系统、广州区域管制中心业务运行支撑系统、中南流量管理系统、广深珠空管流量辅助支持系统、塔台运行管理系统的建设。
6、姓名：
谢华
排名：
6
行政职务：
研究室主任
技术职称：
讲师
工作单位：
南京航空航天大学
完成单位：
南京航空航天大学
对本项目贡献：
对项目创新点2、3、4做出了贡献。
提出了多准则尾随间隔决策、分布式尾随间隔规划和尾随间隔动态优化算法，攻克了高融合度空域系统数据深度挖掘分析技术，建立了多层次空域运行量化分析指标体系，负责中南流量管理系统、南中国海地区流量管理信息共享平台的设计与实现。
7、姓名：
许蓉
排名：
7
行政职务：
中南空管局空管部副部长
技术职称：
工程师
工作单位：
中国民用航空中南地区空中交通管理局
完成单位：
中国民用航空中南地区空中交通管理局
对本项目贡献：
对项目的创新点2、4做出了贡献，攻克了航路容流协同优化技术，参与了中南各地管制综合信息处理系统、中南地区飞行计划集中处理系统、广州区域管制中心业务运行支撑系统、中南流量管理系统、广深珠空管流量辅助支持系统、地区级多机场航班协同决策系统的建设。
8、姓名：
赵征
排名：
8
行政职务：
研究室主任
技术职称：
讲师
工作单位：
南京航空航天大学
完成单位：
南京航空航天大学
对本项目贡献：
对项目的创新点1、3、4做出了贡献，研究了空域资源多主体协同配置技术，提出了多准则空域运行综合评估方法，负责空域运行综合评估系统的设计与实现。
9、姓名：
贺华
排名：
9
行政职务：
副总经理
技术职称：
高级工程师
工作单位：
广州市中南民航空管通信网络科技有限公司
完成单位：
广州市中南民航空管通信网络科技有限公司
对本项目贡献：
对项目的创新点2、4做出了贡献，攻克了恶劣天气航路规避技术，建立了综合地面等待、动态航路、条件航路等方式的容流协同优化模型，负责中南各地管制综合信息处理系统、中南地区飞行计划集中处理系统、广州区域管制中心业务运行支撑系统、中南流量管理系统、广深珠空管流量辅助支持系统、地区级多机场航班协同决策系统、塔台运行管理系统的需求分析、系统设计、规模化试验和组网测试。
10、姓名：
唐治理
排名：
10
行政职务：
实验室科员
技术职称：
工程师
工作单位：
空军研究院
完成单位：
空军研究院战略预警研究所
对本项目贡献：
对项目创新点1做出了贡献。
研究提出了我国临时航线划设可用性评估方法，以及临时航线使用效益计算方法，参与了空域运行管理仿真与评估系统的设计和实现。
七、主要完成单位及创新推广贡献：
1、中国民用航空中南地区空中交通管理局
与南京航空航天大学、空军研究院战略预警研究所、广州市中南民航空管通信网络科技有限公司三家一起长期致力于我国空域精细管理与协同运行关键技术研发，参与突破了适应式高精度时空资源使用与协同运行技术创新，空域精细管理与协同运行柔性集成支持系统创新。
基于上述科技创新成果，与南京航空航天大学及广州市中南民航空管通信网络科技有限公司共同研制了一套空域精细管理与协同运行柔性集成支持系统，应用于中南地区多层级、多主体协同运行管理；系统涵盖中南各地管制综合信息处理系统（FIPS）、中南地区飞行计划集中处理系统、广州区域管制中心业务运行支撑系统、地区级多机场航班协同决策系统（CDM）、塔台运行管理系统（TOMS）、广深珠空管流量辅助支持系统、中南流量管理系统、南中国海地区流量管理信息共享平台等，为中南地区空中交通管理提供了有力支撑，有效地将部分空中延误转变为地面延误，使航班避免了不必要的提前开车，减少了开车后延误以及跑道头等待，缩短了地面滑行时间，达到在多方面节能减排的效果，具备在全民航推广价值。
近三年，上述应用示范成果在中南地区的使用成效共计节省航空燃油消耗32万吨，核算经济成本人民币12.17亿元，降低碳排放量102万吨。
2、南京航空航天大学
与中国民用航空中南地区空中交通管理局、空军研究院战略预警研究所、广州市中南民航空管通信网络科技有限公司三家单位一起长期致力于我国空域精细管理与协同运行关键技术研发及应用，参与了全域细粒度精密规划与联动配置技术创新，重点突破了适应式高精度时空资源使用与协同运行技术创新、多领域多准则空域系统运行综合评估技术创新、空域精细管理与协同运行柔性集成支持系统创新；与两家合作单位一起采用上述技术创新在中南地区进行了空域精细化管理应用示范，通过优化空域结构、增加临时航线，缩短了水平飞行距离，实现了军机穿越民航航路飞机垂直间隔从上下1200米调整为上下600米，将军机在航路上飞行需要隔离运行转变为军民航飞机混合飞行，飞行间隔从小时级缩短为20分钟之内，实现了空域精细管理使用，提高了空域使用效率；所提出的亚太地区空中交通管理效能度量框架，在国际民航组织亚太地区第五次空中交通管理小组会上得到了通过和采纳；有关容量方面的量化评估技术应用于众多机场评估，仅广州和深圳两机场近三年就新增利润人民币1.28亿元；研制了中南流量管理系统、南中国海地区流量管理信息共享平台，应用于中南地区空中交通流量管理和南中国海空中交通流量管理。
3、中国人民解放军空军研究院战略预警研究所
空军研究院战略预警研究所在军改之前称谓“空军装备研究院雷达与电子对抗研究所”，我所与南京航空航天大学、中国民用航空中南地区空中交通管理局一起长期致力于我国空域精细管理与协同运行关键技术研发及应用，重点突破了全域细粒度精密规划与联动配置技术创新、适应式高精度时空资源使用与协同运行技术创新，参与突破了多领域多准则空域系统运行综合评估技术创新、空域精细管理与协同运行柔性集成支持系统创新；应用上述技术创新研制了空域运行管理仿真与评估系统，建立空中禁区、限制区、危险区划设调整技术标准和程序，为军事训练空域内划设临时航线，盘活训练空域资源提升利用率和空域灵活使用率奠定了基础，直接支撑了北京/上海/广州/西安/武汉等全国20余个飞行繁忙地区空域结构优化，为全国多个民用大型运输机场建设空域规划（如北京新机场、青岛新机场、成都新机场、厦门新机场等）提供了评估方法和工具支持。
与两家单位在中南地区开展了空域精细化管理应用示范，通过优化空域结构、增加临时航线，缩短了水平飞行距离，实现了军机穿越民航航路飞机垂直间隔从上下1200米调整为上下600米，将军机在航路上飞行需要隔离运行转变为军民航飞机混合飞行，飞行间隔从小时级缩短为20分钟之内，实现了空域精细管理使用，提高了空域使用效率。
4、广州市中南民航空管通信网络科技有限公司
与中国民用航空中南地区空中交通管理局、南京航空航天大学等单位一起研制了开放性分布式空域精细管理与协同运行柔性集成支持系统，应用于中南地区多层级、多主体协同运行管理，系统涵盖中南各地管制综合信息处理系统（FIPS）、中南地区飞行计划集中处理系统、广州区域管制中心业务运行支撑系统、地区级多机场航班协同决策系统（CDM）、塔台运行管理系统（TOMS）、广深珠空管流量辅助支持系统、中南流量管理系统、南中国海地区流量管理信息共享平台等，为中南地区空中交通管理提供了有力支撑。
八、完成人合作关系说明
第一完成人胡明华与第二完成人袁峥、第五完成人聂建雄、第七完成人许蓉、第九完成人贺华，自2009年开始，围绕空域多主体协同运行优化技术、空域与飞行流量时空互适应调配技术，开展了长期技术研究与攻关工作，共同完成了《“全国航班协同运行控制系统”中南地区应用示范》、《中南流量管理系统（三期、四期）》等多个项目研究，并共同申请获得中国民用航空协会科学技术奖一项。
第一完成人胡明华与第三完成人朱永文、第十完成人唐治理，自2008年开始，围绕高适应性空域灵活使用、空域多主体协同运行优化、空域与飞行流量时空互适应调配方法与技术开展了长期技术研究与攻关工作，共同完成了《空域与飞行流量协同运行管理技术研究》、《空域灵活使用方法与协调机制研究》等多个项目。
第一完成人胡明华与第四完成人张洪海，第六完成人谢华，第八完成人赵征，围绕飞行需求四维时空分布推演与精密预测、全时空细粒度空域资源精细规划、空域资源多主体协同配置、多领域多准则空域系统运行综合评估等难题，开展了长期技术研究与攻关工作，共同形成了《一种基于复杂度评估的空域扇区分类方法》、《基于流量比率的区域尾随间隔限制值的计算方法》、《一种基于管制员工作负荷的扇区瞬时容量评估方法》等知识产权，并共同申请获得国防科学技术奖一项、中国民用航空协会科学技术奖一项和江苏省科学技术奖一项。
第三完成人朱永文、第十完成人唐治理，从2008年开始，围绕全时空细粒度空域资源精细规划、空域资源多主体协同配置、高适应性空域灵活使用等领域开展了长期技术研究与攻关工作，共同申请获得军队科技进步奖二项。
第二完成人袁峥、第五完成人聂建雄、第七完成人许蓉和第九完成人贺华，立足开放性分布式空域精细管理与协同运行柔性集成支持系统的研发工作，深入围绕多机场航班协同放行、飞行计划集中处理、管制综合信息集中处理等关键问题，开展了长期技术研究与攻关工作，共同完成了中南各地管制综合信息处理系统、中南地区飞行计划集中处理系统、广深珠空管流量辅助支持系统、地区级多机场航班协同决策系统、塔台运行管理系统等综合应用示范系统的建设，并共同申请获得了中国智能交通协会科学技术奖一项和中国航空运输协会民航科学技术奖一项。
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