基于交通流量增長的空管安全預警系統(tǒng)探討

文/寧路，中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局

基于交通流量增長的空管安全預警系統(tǒng)探討

文/寧路，中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局

隨著我國民航運輸量的不斷增長，空管安全面對的挑戰(zhàn)也越來越大，在這樣的前提下要進一步完善空中管理體系，加強安全預警系統(tǒng)的研究，才能保障民航運輸?shù)陌踩??？展馨踩A警系統(tǒng)的研究，具體就是要構建空管安全風險動態(tài)預警模型，在研究與實踐的過程中，逐漸形成完善的預警系統(tǒng)，實現(xiàn)預警系統(tǒng)動態(tài)性和安全性的提高。

交通流量；空管安全；預警系統(tǒng)

隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及科學技術水平的不斷提高，我國的交通建設取得了較大程度上的進步，為我國國民經(jīng)濟的發(fā)展以及人民生活水平的提高做出重要貢獻。民用航空交通相比于其他的交通方式而言起步較晚，但在近幾年來取得飛速的發(fā)展。然而，在這種高速發(fā)展之下，交通管制也面臨了巨大的安全風險壓力。在空中交通流量持續(xù)增加的現(xiàn)狀下，安全風險的產(chǎn)生表現(xiàn)出非線性、開放性以及動態(tài)性特征。

1 空管安全預警系統(tǒng)相關問題探討

1.1 系統(tǒng)動力學的優(yōu)勢

系統(tǒng)動力學是一門研究信息反饋的學科，其在空管安全預警系統(tǒng)的研究中發(fā)揮了不可替代的作用，在此基礎上能夠構建結構、功能的因果關系模型，對空管安全的非線性、時變性等復雜的問題都能夠提供很好的解決方法。系統(tǒng)動力學軟件可以提供仿真模擬功能，通過仿真模擬，可以更好地把握一些復雜的系統(tǒng)中各個元素的變化規(guī)律以及元素之間的聯(lián)系，把這樣的優(yōu)勢運用在空管安全預警系統(tǒng)的研究過程中，會使研究工作更加順利，比傳統(tǒng)的研究方法更加省時省力。與傳統(tǒng)的研究方法相比，系統(tǒng)動力學能夠進行更為詳細的系統(tǒng)分析，即使是在空管安全數(shù)據(jù)庫還不是十分完善的前提下，也能夠正常進行研究。除此之外，系統(tǒng)動力學在進行仿真模擬時，能夠綜合一些重要的主觀因素與意見，以達到更好的研究效果。

1.2 空管安全預警模型的構建方法

隨著民用航空交通的快速發(fā)展，交通流量增長趨勢明顯，因此對空中管制風險預警問題很有必要，系統(tǒng)動力學就是一種較為理想的研究方法。要想對系統(tǒng)動力學進行有效的運用，并合理而準確的構建出安全預警模型，需要做好以下幾個方面的工作：首先，在研究之前需要進行深入調(diào)查，并在調(diào)查的過程當中收集一些有效的資料與數(shù)據(jù)信息以供參考與研究。在此基礎之上根據(jù)流量增長情境中的各種安全隱患所處狀態(tài)提出合理假設。其次，對所提出的假設進行排除與篩選，優(yōu)化選擇出其中最為主要的風險對象，并對模型邊界進行確定。然后，對風險因素因果反饋關系進行一定程度上的分析，并在此基礎之上對系統(tǒng)流圖進行有效的繪制，并根據(jù)數(shù)據(jù)來源與完善程度選用有效的函數(shù)關系建立動力學方程，從而在流圖的基礎上直觀地建立管制安全風險預警模型。最后，再對相關的數(shù)據(jù)進行有效的利用，以此來進行仿真調(diào)試。并針對仿真結果進行一定程度上的研究與分析，以此來對預警模型的操作性與實用性進行有效驗證。

1.3 安全風險指標告警閾值的確定方法

在空管安全預警系統(tǒng)的研究過程中，風險閾值的確定也是一個十分重要的環(huán)節(jié)，風險閾值的確定，對整個預警模型的構建都有著不可替代的影響。風險閾值一般分為兩種，單指標告警閾值以及系統(tǒng)整體風險評估閾值。一般情況下，風險閾值都是根據(jù)專家的相關經(jīng)驗再與實際的情況相結合而確定下來的，這種確定方法會導致確定值包含一些主觀因素，準確性上會有一定的欠缺。因此，通過系統(tǒng)定力學的仿真模擬功能，就可以幫助提高風險閾值的準確性，通過將單指標風險閾值和整體風險閾值的結合，能夠?qū)⒉煌L險因素中的風險閾值確定下來。這樣的確定方法，提高了風險閾值的準確性，而且成本較低，可謂一舉兩得。

2 空管安全風險的動力學預警模型構建

2.1 預警模型假設及系統(tǒng)邊界確定

在空管安全風險預警模型構建的過程中，提出合理的模型構建假設有利于簡化分析過程，促進模型構建的有效性與安全性的提高，一般情況下，模型構建的假設從以下幾個方面來進行：航空飛行器的流量以及空域管理能力、風險流在系統(tǒng)要素內(nèi)的變化以及系統(tǒng)外其他風險、環(huán)境及管理子系統(tǒng)相關變量、管制行為的實現(xiàn)等。在對模型構建進行假設之后，在此基礎上，以行為人管制差錯為風險終端，進行系統(tǒng)邊界的確定。在系統(tǒng)邊界的確定過程中，要通過內(nèi)生因素、外生因素以及不考慮因素三個方面進行確定。其中不考慮因素包括政策因素、社會因素等，內(nèi)生變量則包括飛行流量、管制壓力、執(zhí)行能力等幾個方面，外生變量則由工作環(huán)境、空域使用、突發(fā)事件等眾多因素構成。

2.2 風險系統(tǒng)流圖的構建

系統(tǒng)動力學的流圖的繪制是空管安全預警系統(tǒng)研究中的一個重要的環(huán)節(jié)，這項環(huán)節(jié)要對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行更加準確的把握與研究，對風險要素之間的關系以及各種變量的變化規(guī)律等都要進行嚴格的把關，尤其是對影響系統(tǒng)的風險因素要進行預警監(jiān)控。才能夠保證飛機運行的安全性的穩(wěn)步提升和長久發(fā)展。在系統(tǒng)繪圖環(huán)節(jié)結束之后，還要得出所有的反饋回路?？展馨踩到y(tǒng)中的風險因素眾多，因此得出的反饋回路也會有很多，這就要求工作人員對反饋回路之間的關系進行詳細分析，以便更好地對空管安全系統(tǒng)進行管理。

2.3 預警模型中變量函數(shù)關系的確定方法

在空管安全預警系統(tǒng)模型的研究與構建過程中，對參數(shù)的確定是整個環(huán)節(jié)的基礎，也是對各種變量之間關系的一種確定。尤其是在近幾年我國的空中交通流量不斷增長的前提下，參數(shù)的確定更是尤為重要，就目前的情況來看，我國航空領域采取的主要的變量關系確定方法主要有以下幾種：基本存量及速率變量參數(shù)確定、表函數(shù)關系為表征的變量參數(shù)確定、以賦權法進行的函數(shù)關系確定、以統(tǒng)計回歸進行的變量關系確定。這些方法都是十分有效的變量函數(shù)關系的確定方法，其應用對預警模型的構建起到了非常重要的積極作用。

3 結束語

總之，在我國的空中交通流量不斷增長的前提下，進行空管安全預警系統(tǒng)研究是非常重要的也是必要的一件事情，其研究主要以系統(tǒng)動力學為基礎，通過仿真模擬等方法進行深入的實踐，為預警系統(tǒng)模型的構建提供了很大的便利。

[1]劉繼新,沈麗楠.論空中交通管制中的風險管理[J].南京航空航天大學學報(社會科學版)，2010(02).

[2]禹順濤.交通流量增長下的空管安全預警系統(tǒng)研究[J].中國市場，2016（36）.