我们的天空即将迎来一项重大变化。从明年3月起，飞行员将 能够 自行确定航线，并计划从一点直飞另一点。
目前，航班必须规划沿着明确定义的航路飞行。这些航路就像天空中的道路，宽度可达10英里。根据新方案，航班仍将接受苏格兰西部普雷斯特威克中心的空中交通管制，但飞行员规划具体航线时将拥有更大的自由度。
英国主要空中交通管制机构 NATS将转向一种称为 “自由航路空域” 的模式，最初适用于斯凯岛与马恩岛之间的一片区域， 该区域每天承载 约450架次航班。
此举的理由
自由航路空域将允许飞机采取更短、更直接的航线。预计这将带来多项好处，包括提高飞行效率、增强成本效益、缩短发动机运转时间、减少燃油消耗，并由此带来环境效益。
实际运作方式是，由飞行员或其航空公司利用专用软件确定最佳航线，然后在起飞前或进入英国领空前提交飞行计划和航线。这可以在线完成，也可以通过包括无线电在内的其他几种方式完成。
自由航路空域之所以成为可能，得益于诸如 广播式自动相关监视（ADS-B）等技术。该技术利用卫星定位，使飞机每隔几秒广播一次精确位置，以便其他飞机的飞行员据此规划航线。
这意味着飞机可以更充分地利用可用空域，并彼此飞得更近。它消除了对目前使用的严格限制航路的需求。越来越多的飞机正在安装ADS-B设备。该设备在澳大利亚是强制要求。从2017年起，它将在欧洲成为大多数飞机的强制要求；美国则从2020年起实施。
飞行员在没有中央协调的情况下规划航线，可能会引发安全方面的担忧，但实际上，飞机仍将处于空中交通管制的监督之下。固定航路的确最初是为保障安全而设计的，但它们采用的是数十年前基于雷达的系统，如今已无必要。
你或许还会认为，固定航路可能导致更严重的延误，因为飞机需要彼此绕行；但由于航线将受到主动监控，并提前最多25分钟进行预测，实际上此类问题会减少。航线也不会给地面人员带来噪声滋扰，因为自由航路空域仅适用于25,000英尺（4.8英里）以上的空域。
更大的图景
NATS计划从2017年起将试点扩大到苏格兰其余地区和北海部分区域，并制定了 长期战略 ，旨在将英国所有高空空域改为自由航路空域（诚然，要在英格兰和威尔士大部分地区实现这一点，还需要更多规划，因为那里的空域已经非常拥挤）。这也是 单一欧洲天空 倡议的一部分，该倡议旨在实现欧洲空中交通管制系统现代化。其目标是到2020年将飞机对环境的影响降低10%，而同期旅客流量预计将不断增加。
泛欧空中交通协调机构 Eurocontrol 估计， 尽管 2012年至2035年间航班数量将增加50%，但在夜间和周末于中欧上空部署自由航路空域，将使飞行距离每年减少相当于116万公里的总量。瑞典、葡萄牙和爱尔兰已经实施自由航路空域。斯堪的纳维亚其他地区、意大利以及中欧和东欧则计划实施或已部分实施。它也是美国联邦航空管理局 NextGen计划 的一部分。
需要注意之处
然而，尽管采用自由航路显然有诸多好处，一些人认为，空中交通量持续增长并非我们能够无限期承受的事情。最大的潜在障碍可能是地面基础设施（尤其是机场本身，它们占用大片土地）以及喷气燃料成本的上涨。
尤其是在大城市周边，空域已经十分拥挤。改进规划和管制可以更充分地利用空域，但在天空中再也无法容纳更多飞机并保持安全间隔之前，可做的事情终究有限。尽管答案或许是改进道路基础设施和高速铁路，但这本身也存在问题和争议。
而且，我们不能只依靠自由航路空域来应对飞机带来的环境问题。Eurocontrol的 中位预测 是，到2035年，尽管空中交通量预计会上升，总排放量或许会略有下降，但这以燃油效率持续提升为前提，而这一点绝非确定无疑。
因此，空中交通管制还需要关注其他改善污染状况的方式，例如优化机场滑行路线和航班排序。这是因为短途飞行比长途飞行污染更严重，原因在于起飞和降落的影响相对于飞行距离而言更大。值得注意的是，与航线自由化形成对照的是，随着人们考虑采用优化航线的自动化系统， 可能出现一种趋势 ，即对滑行路线实行更加集中的管制。
出于同样的原因，我们必须充分探索并研究计算搜索和数学建模方面的新技术，以确保空中交通系统和资源尽可能得到高效利用。只要我们将大规模开放自由航路空域视为推动航空业以环保为重点实现现代化的诸多举措之一，最终就应能抵达正确的目的地。
本文与 The Conversation合作发表。本文的发表并不意味着世界经济论坛认同其中观点。
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作者：Alexander Brownlee是斯特灵大学高级研究助理。Edmund Burke是斯特灵大学科研副校长。Una是斯特灵大学博士后研究助理。
图片：2008年10月5日，日落时分，一架易捷航空飞机降落在英格兰中部的东米德兰兹机场。路透社。
