111 年 國立成功大學民航研究所《民航概論》

本題主要考查考生對 COVID-19 疫情對全球民航產業影響的理解，以及對民航產業各細項業務的認識。考生需要分析疫情如何衝擊航空公司的營運、機場運作、飛航管制、飛機製造、維修以及訓練等各個環節。

核心觀念： 疫情對全球化產業的衝擊，特別是高度依賴國際流動的民航產業。

解題思路：
首先，考生需要列出民航產業的六大主要業務（或可理解為六個主要面向），然後逐一分析 COVID-19 疫情對這些業務的影響。

民航產業六大主要業務（或面向）及其分析：

1. 航空公司 (Airlines)：

   • 主要業務： 載客、載貨（客運及貨運服務），提供點對點或轉運的運輸服務。
   • 疫情影響：
     • 需求驟降： 國際及國內旅行禁令、邊境管制、民眾對感染的恐懼，導致客運需求急劇下降。
     • 營運中斷/縮減： 大量航班取消、航線暫停或大幅減班，飛機停飛。
     • 財務壓力： 營收銳減，但固定成本（如飛機租賃、人員薪資、維護）依然存在，導致嚴重的財務虧損，部分航空公司甚至面臨破產。
     • 轉型應對： 部分航空公司轉為專注貨運，以彌補客運損失；推動數位化服務以降低接觸。

2. 機場 (Airports)：

   • 主要業務： 提供飛機起降、停泊、滑行、航廈服務（旅客報到、安檢、候機、行李處理、免稅店、餐飲等）、貨物處理、航管支援。
   • 疫情影響：
     • 客運量銳減： 導致機場營收（如登機費、商場租金、停車費）大幅下滑。
     • 營運調整： 關閉部分航廈或縮小營運範圍，加強清潔消毒措施，實施旅客健康篩檢。
     • 貨運重要性提升： 國際貨運需求增加（如醫療物資），機場貨運站成為重要營運部分。
     • 人力調整： 減少人力或實施無薪假。

3. 飛航管制 (Air Traffic Control, ATC)：

   • 主要業務： 確保飛機在空域及地面安全、有效率的飛行，包括航路管制、進場管制、塔台管制。
   • 疫情影響：
     • 航班量減少： 飛航管制員工作量下降，但仍需維持最低運作量。

本題主要考查考生對 CNS/ATM 系統的理解，包括其定義、核心功能、發展趨勢，以及新興技術的導入。

核心觀念： CNS/ATM 是現代航空交通管理的核心系統，整合了通訊（Communication）、導航（Navigation）及監視（Surveillance）的功能，以達成自動化（Automation）的目標，提升飛航安全與效率。

解題思路：
首先定義 CNS/ATM，接著說明其各組成部分的關鍵功能，然後闡述其發展趨勢，最後聚焦於 2000 年後新增的重要技術。

1. CNS/ATM 的定義與主要功能：

• 定義： CNS/ATM 是 Communication (通訊)、Navigation (導航)、Surveillance (監視) 與 Air Traffic Management (空中交通管理) 的縮寫。它是一個整合性的系統概念，旨在利用先進的通訊、導航和監視技術，結合自動化與資訊共享的空中交通管理系統，以取代傳統的地面雷達和甚高頻 (VHF) 通訊系統。
• 主要功能：
  • 通訊 (Communication, CNS)：
    • 功能： 提供飛機與地面（飛航管制員）之間，以及飛機之間，更可靠、更高頻寬、數位化的語音及數據通訊。
    • 技術演進： 從傳統的 VHF/HF 語音通訊，發展到數據鏈通訊（如 CPDLC - Controller-Pilot Data Link Communications），實現更精確、更快速的資訊傳遞。
  • 導航 (Navigation, CNS)：
    • 功能： 提供飛機在空域中精確的位置資訊，使其能夠按照預定的航路或更彈性的航線飛行。
    • 技術演進： 從地面導航信標（如 VOR, NDB），發展到基於衛星的導航系統（如 GPS, GLONASS, Galileo），實現了全球衛星導航系統 (GNSS) 和基於性能的導航 (PBN - Performance-Based Navigation)，允許更精確的進場和航路飛行。
  • 監視 (Surveillance, CNS)：
    • 功能： 讓飛航管制員能夠即時掌握空域內所有飛機的位置、高度、速度等資訊，以監控交通狀況並預防衝突。
    • 技術演進： 從傳統的二次監視雷達 (SSR)，發展到 ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)，飛機主動廣播自身位置資訊，提供更精確、更全面的監視能力。
  • 空中交通管理 (Air Traffic Management, ATM)：
    • 功能： 整合 CNS 的資訊，透過自動化工具和流程，實現對空中交通的有效管理，包括航班計畫、航路分配、流量管理、衝突預警等，最終目標是提升空域容量、飛航安全和效率。
    • 技術演進： 結合上述 CNS 的進步，ATM 系統能夠實現更精確的航路規劃（如基於 PBN 的航路）、更有效的流量管理（如 ATFM - Air Traffic Flow Management）、以及更先進的衝突預防系統（如 ACAS/TCAS）。

2. CNS/ATM 的發展趨勢：

• 從地面導航轉向衛星導航： 減少對地面基礎設施的依賴。
• 從語音通訊轉向數據鏈通訊： 提高通訊效率、精確度和可靠性。
• 從被動監視轉向主動監視： 飛機主動廣播自身資訊，提供更優質的監視數據。

本題主要考查考生對 FOQA（飛航營運品質保證）系統的理解，包括其定義、目的、實施方式，以及在台灣的實施現況。

核心觀念： FOQA 是一種基於數據的飛航安全管理工具，透過分析飛機飛行數據記錄器 (FDR) 收集的飛行參數，主動識別潛在的飛行風險和操作偏差，以預防事故發生。

解題思路：
首先定義 FOQA，解釋其核心概念和目的。接著說明其運作機制和實施的關鍵要素。最後，探討 FOQA 在台灣的實施情況。

1. 何謂 FOQA？

• 定義： FOQA (Flight Operations Quality Assurance) 是一種前瞻性的飛航安全計畫，它利用飛行數據記錄器 (FDR) 記錄的飛行參數，透過電腦軟體進行自動化分析，以識別和量化飛行操作中的異常事件、偏差或潛在風險。
• 目的：
  • 主動預防： 在問題導致事故或嚴重事件之前，及早發現並加以糾正。
  • 客觀數據分析： 減少人為判斷的主觀性，提供客觀的數據支持。
  • 操作改進： 識別需要改進的飛行程序、訓練內容或操作標準。
  • 安全文化提升： 建立一個持續改進的飛航安全文化。
• 核心理念： FOQA 不是一個用於懲罰飛行員的工具，而是用於理解飛機是如何飛行的，以及在哪些方面可以做得更好。數據分析結果應以非懲罰性 (non-punitive) 的方式用於安全改進。

2. FOQA 的運作機制與實施要素：

• 數據收集： 飛行數據記錄器 (FDR) 記錄飛機上數百甚至數千個參數，例如空速、高度、姿態、引擎參數、襟翼/起落架狀態、導航數據等。
• 數據下載與處理： 飛行結束後，FDR 的數據被下載並經過處理，轉換成可分析的格式。
• 規則/事件識別： 預先設定的電腦程式（或稱為「規則集」、「事件識別器」）會根據特定的閾值和邏輯，自動識別飛行過程中的異常事件。例如：
  • 過度下降率 (Excessive descent rate)
  • 過高的襟翼/起落架操作速度 (Flap/Gear overspeed)
  • 不穩定的進場 (Unstable approach)
  • 過度的坡度 (Excessive bank angle)
  • 引擎參數異常 (Engine parameter deviations)

本題主要考查考生對 TCAS (Traffic Alert and Collision Avoidance System，交通警報與防撞系統) 的理解，包括其運作原理、不同等級的警報，以及其所定義的「隔離範圍」概念。

核心觀念： TCAS 是一種安裝在飛機上的獨立防撞系統，它主動偵測周遭飛機並發出警報，以協助飛行員避免空中碰撞。

解題思路：
首先說明 TCAS 的基本運作機制，接著列出 TCAS 的各種警報等級及其含義，最後解釋 TCAS 如何定義和利用「隔離範圍」來進行防撞決策。

1. TCAS 的運作機制：

TCAS 的運作基於主動詢問與回應 (Active Interrogation and Response) 的原理。

• 主動詢問 (Interrogation)：
  • TCAS 系統會週期性地向周遭空域發送詢問信號 (interrogation signals)，頻率約每秒 400 次。
  • 詢問信號的發送方向是全向的，但其強度會隨著距離增加而減弱。
• 回應 (Response)：
  • 周遭的配備有二次監視雷達 (SSR) 應答機 (transponder) 的飛機，會接收到 TCAS 的詢問信號。
  • 如果詢問信號強度足夠，這些應答機就會根據詢問信號的模式，以特定的代碼 (Mode S interrogations or Mode C/S replies) 回應，傳送其識別碼 (Mode S address)、高度資訊 (Mode C/S altitude) 和其他可用數據。
• 數據處理與分析：
  • TCAS 接收並處理來自其他飛機的應答信號，解析出這些飛機的相對位置、距離、高度、相對高度、相對航向、相對速度等資訊。
  • TCAS 系統會根據這些數據，計算出潛在的碰撞風險，並判斷是否需要發出警報。
• 警報發出：
  • 當 TCAS 判斷有潛在碰撞風險時，會向飛行員發出語音和視覺警報。
  • 警報分為兩類：
    • TA (Traffic Advisory)： 交通警報，提示飛行員注意附近有其他飛機，但尚未構成立即威脅。
    • RA (Resolution Advisory)： 脫離警報，指示飛行員採取特定的垂直或水平機動動作，以避免碰撞。

2. TCAS 中的碰撞危險等級（警告指示）：

TCAS 的警報系統是分級的，從最輕微的注意，到需要立即採取規避動作。

• a) TA (Traffic Advisory) - 交通警報：

  • 觸發條件： 當另一架飛機進入 TCAS 的「交通警報範圍」時觸發。此範圍通常是基於距離和相對速度計算的，表示在未來約 30-45 秒內可能發生接近。
  • 警報內容：
    • 視覺顯示： 在 TCAS 顯示器上標示為「TA」，並顯示其他飛機的相對位置（方位、距離、相對高度）。
    • 語音提示： 飛行員會聽到「Traffic, Traffic」的語音提示。
  • 飛行員行動： 飛行員應加強目視搜索，判斷來機情況，但此時不需要採取機動動作，除非目視判斷有碰撞風險。

• b) RA (Resolution Advisory) - 脫離警報：

  • 觸發條件： 當 TCAS 判斷在未來約 20-30 秒內，兩架飛機的實際軌跡會導致碰撞時，觸發 RA。這是 TCAS 的最高等級警報。
  • 警報內容：
    • 視覺顯示： 在 TCAS 顯示器上標示為「RA」，並指示建議的規避動作方向（上升或下降）。