摘 要：隨著航空事業(yè)的發(fā)展，民航業(yè)已經(jīng)是我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一，旅客運(yùn)輸量，貨物運(yùn)輸量每年保持著較高的增長。如何利用有限的空域資源盡可能多的發(fā)展民航運(yùn)輸，已經(jīng)成為了我們不得不面對(duì)的一個(gè)問題。而在空域容量的影響因素中，管制員工作負(fù)荷是一個(gè)決定性因素。因此，如何準(zhǔn)確地計(jì)算管制員工作負(fù)荷是一個(gè)我們亟待解決的問題。傳統(tǒng)方法評(píng)估管制員工作負(fù)荷，考慮因素較多，不易進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。文章介紹了拓?fù)渚仃嚪椒ǎ沟糜绊懝苤茊T工作負(fù)荷相關(guān)因素簡(jiǎn)單明了的呈現(xiàn)出來，方便統(tǒng)計(jì)，不易出錯(cuò)。

關(guān)鍵詞：拓?fù)?；管制員；工作負(fù)荷；管制指令；評(píng)估模型；類型

1 概述

民航業(yè)是我國重要產(chǎn)業(yè)之一，改革開放以來發(fā)展尤為迅猛，行業(yè)規(guī)模越來越大，業(yè)務(wù)水平不斷提高，旅客、貨物運(yùn)輸量每年保持較高水平的增長。

根據(jù)《2015年民航發(fā)展基本數(shù)據(jù)》顯示，2015年，全國運(yùn)輸飛行時(shí)間預(yù)計(jì)為846萬小時(shí)、運(yùn)輸架次362萬架次，同比增長10.8%和7.4%。截至目前，運(yùn)輸航空連續(xù)安全飛行時(shí)間已經(jīng)達(dá)到64個(gè)月、3645萬小時(shí)。民航2015年預(yù)計(jì)運(yùn)輸旅客4.4億人，同比上升11.4%；運(yùn)輸貨物630萬噸，同比增長6%。

隨著航空事業(yè)發(fā)展，大量的問題暴露出來并且到了必須解決的地步[1]。例如航空器數(shù)量越來越多，增加了管制難度，使得管制員工作負(fù)荷越來越大[2]，對(duì)飛行安全帶來極大考驗(yàn)，同時(shí)也大大制約了空域利用率的提高[3]。因此，準(zhǔn)確的評(píng)估管制員工作負(fù)荷并基于此進(jìn)行扇區(qū)的動(dòng)態(tài)劃分，對(duì)飛行安全的保障有著十分重要的作用。

國際上常用的管制員工作負(fù)荷評(píng)估方法為DORA方法和MMB方法[4]。這些方法的原理都是把管制員工作分解為各種單獨(dú)的動(dòng)作，然后統(tǒng)計(jì)完成這些單獨(dú)動(dòng)作所需的時(shí)間，觀察管制員在一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)能執(zhí)行多少個(gè)與調(diào)配相關(guān)的動(dòng)作，算出工作負(fù)荷。

由于管制員工作中，單獨(dú)的動(dòng)作種類太多。所以上述方法考慮的因素較多，比較復(fù)雜，常?？紤]不是那么周全，而且考慮的因素一多，也容易造成模型混亂。考慮到上述因素，筆者在文章提出一種基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚仃嚨姆椒▉碓u(píng)估管制員工作負(fù)荷，因?yàn)橥ㄟ^拓?fù)渚仃噥肀磉_(dá)相關(guān)因素中的聯(lián)系并陳列出來，簡(jiǎn)單明了，不易混淆。

2 拓?fù)湎嚓P(guān)性及拓?fù)渚仃嚨慕榻B

拓?fù)湎嚓P(guān)性分析是把幾何六面體單元作為對(duì)象，分析其中的節(jié)點(diǎn)、棱邊、單元之間的相關(guān)性[5]。若兩節(jié)點(diǎn)間有連線，那么認(rèn)為這兩節(jié)點(diǎn)相關(guān)；若某節(jié)點(diǎn)是某棱邊的端點(diǎn)，那么認(rèn)為此節(jié)點(diǎn)與該條棱邊相關(guān)；若兩個(gè)單元存在相同節(jié)點(diǎn)（或棱邊），那么認(rèn)為這兩個(gè)單元相關(guān)。

節(jié)點(diǎn)相關(guān)性分析指的是，確定所有和節(jié)點(diǎn)vi有關(guān)的節(jié)點(diǎn)及棱邊的集合，若Vadj（vi）表示與節(jié)點(diǎn)vi相關(guān)的節(jié)點(diǎn)的集合，Eadj（vi）表示與節(jié)點(diǎn)vi相關(guān)的棱邊的集合，則有：

根據(jù)上述描述，相應(yīng)的可以對(duì)幾種拓?fù)渚仃囘M(jìn)行具體描述[7]。拓?fù)渚仃囍饕幸韵聨追N：棱邊-單元節(jié)點(diǎn)拓?fù)渚仃?、單元?jié)點(diǎn)拓?fù)渚仃嚒⒄w節(jié)點(diǎn)拓?fù)渚仃嚨取?/p>

棱邊-單元節(jié)點(diǎn)拓?fù)渚仃囀前牙膺吅凸?jié)點(diǎn)之間相關(guān)性用矩陣表述出來的一種方法，設(shè)網(wǎng)絡(luò)單元圖中有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，k個(gè)棱邊，節(jié)點(diǎn)與棱邊構(gòu)成一個(gè)n×k階矩陣，記作：

通過以上對(duì)拓?fù)渚仃嚨姆治?，?duì)空間和平面等研究對(duì)象通過拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)庫加以描述可以變得很方便。

3 管制員工作負(fù)荷評(píng)估模型

“Doratask”是目前較為成熟的定量研究管制負(fù)荷的算法[8]。其中指出，若按照工作內(nèi)容可將管制員工作負(fù)荷分為以下三類[9]：

（1）監(jiān)視負(fù)荷：管制員對(duì)扇區(qū)內(nèi)每架飛機(jī)的飛行情況進(jìn)行監(jiān)視指揮的工作量。

（2）協(xié)作負(fù)荷：當(dāng)飛機(jī)需要進(jìn)行移交時(shí)，管制員工作產(chǎn)生的工作量。

（3）沖突解決負(fù)荷：當(dāng)飛機(jī)可能產(chǎn)生沖突時(shí)，管制員工作產(chǎn)生的工作量。

4 仿真分析

文章采用中國民航大學(xué)雷達(dá)管制模擬機(jī)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，為了方便得出數(shù)據(jù)，管制區(qū)域中只設(shè)置了一條航路，一個(gè)航路點(diǎn)，以及十架航空器，且設(shè)定無特殊天氣情況。請(qǐng)中國民航大學(xué)空管學(xué)院資深雷達(dá)管制老師為管制員和飛行員。為了保證仿真數(shù)據(jù)的可靠性，在實(shí)驗(yàn)之前，兩位老師都事先在模擬機(jī)上熟悉過模擬機(jī)的操作，并且得到了充分的休息。

其中qij=1表示管制員對(duì)第i架飛機(jī)發(fā)出了表1中第j類指令；qij=0表示管制員對(duì)第i架飛機(jī)沒有發(fā)出表1中第j類指令。

由上述矩陣并且根據(jù)表2可知，在實(shí)踐過程中，管制員指揮該條航路上十架飛機(jī)的監(jiān)視負(fù)荷為Lm（j）=18；協(xié)作負(fù)荷Lc（j）=9；沖突解決負(fù)荷Lp（j）=20。則管制員總工作負(fù)荷L（j）=Lm（j）+Lc（j）+Lp（j）=18+9+20=47。

5 結(jié)束語

根據(jù)拓?fù)渚仃嚨男再|(zhì)，此方法多適用于動(dòng)態(tài)空域規(guī)劃[12]中，能很好地得出各個(gè)時(shí)間段各個(gè)扇區(qū)管制員的工作負(fù)荷并決定時(shí)候重新規(guī)劃扇區(qū)。只是此方法計(jì)算量頗大，人為實(shí)時(shí)計(jì)算很不方便，因此最好能設(shè)計(jì)出一套軟件，能實(shí)時(shí)分析各時(shí)間段內(nèi)各扇區(qū)管制員工作負(fù)荷，這將大大有利于扇區(qū)動(dòng)態(tài)規(guī)劃的工作。當(dāng)然，如果用此方法來預(yù)測(cè)空域容量，則必須把管制員發(fā)出的各指令用時(shí)間量化，仍需做一定的工作。

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