基于改進(jìn)DORATASK法的空中交通管制員配備與工作負(fù)荷評(píng)估*

李 錢(qián)

（中國(guó)民用航空中南地區(qū)空中交通管理局 廣州 510430）

1 引言

工作負(fù)荷的強(qiáng)度直接影響管制員的工作狀態(tài)。管制員的工作涉及到很多數(shù)據(jù)，航班號(hào)、速度、航向、高度、馬赫數(shù)等，而且很多數(shù)據(jù)都需要管制員去分析、去計(jì)算。在工作過(guò)程中，管制員根據(jù)航班的起飛地和目的地合理地分配高度、航向和速度。管制人員配備不科學(xué)，造成過(guò)重的工作負(fù)荷，不僅影響管制員的身心健康，而且影響到飛行安全，研究證實(shí)過(guò)高的工作負(fù)荷直接影響到人員的工作績(jī)效［1～2］。因此，采取措施改善從業(yè)者的工作負(fù)荷非常必要。如果在管制員值班過(guò)程中工作負(fù)荷過(guò)重，出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍等問(wèn)題，將會(huì)給管制工作帶來(lái)極大的被動(dòng)，甚至出現(xiàn)小于間隔事件［3］。對(duì)1990-2003年中國(guó)民航152起小于間隔飛行事件的分類統(tǒng)計(jì)表明，因?yàn)闄C(jī)組混淆指令造成的小于間隔的百分比為20.4%，因?yàn)闄C(jī)組調(diào)錯(cuò)高度窗造成的小于間隔所占百分比為15.1%，由于機(jī)組聽(tīng)錯(cuò)指令和記憶障礙所占百分比均為14.5%［4］。

而隨著空中交通流量不斷增加，空中交通管制早已不是單個(gè)管制員所能承擔(dān)的，它必須由團(tuán)隊(duì)或班組的集體行為來(lái)完成，所以研究評(píng)估管制人員配備與工作負(fù)荷，使管制員能處在一個(gè)適宜的工作負(fù)荷強(qiáng)度下工作，對(duì)于降低管制工作中的事故率，保障飛行安全有著重要的意義。

英國(guó)針對(duì)雷達(dá)管制員提出的“D0RATASK”方法，是目前為止最常用的定量評(píng)估管制員工作負(fù)荷的方法之一，是較成熟的管制員工作負(fù)荷評(píng)估方法，其提出了從管制員在管制過(guò)程中發(fā)出指令的種類和時(shí)間來(lái)統(tǒng)計(jì)管制員的工作負(fù)荷，將工作負(fù)荷值量化，能夠較準(zhǔn)確地評(píng)估出管制員工作負(fù)荷的大?。?～6］。采用改進(jìn)的DORATASK方法，根據(jù)管制員在工作過(guò)程中發(fā)出指令的種類和時(shí)間來(lái)統(tǒng)計(jì)其工作負(fù)荷，將工作負(fù)荷值量化，進(jìn)而再對(duì)所需的管制席位進(jìn)行配備。這樣可以有效降低管制員的工作壓力，提高空管系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性［7～8］。

2 數(shù)據(jù)采集與處理

以某區(qū)域管制室為例，現(xiàn)大多數(shù)管制中心已使用新系統(tǒng)，雷達(dá)標(biāo)牌已經(jīng)完全整合了電子進(jìn)程單功能，因此指揮席、協(xié)調(diào)席的工作任務(wù)中的進(jìn)程單填寫(xiě)、標(biāo)記、擺放、移動(dòng)和掃視等操作忽略不計(jì)，根據(jù)管制員人員配備與工作負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型，對(duì)某管制區(qū)某日07：00-19：00的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集。采集的數(shù)據(jù)包括現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)和系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)兩部分，其中指揮席鍵盤(pán)、鼠標(biāo)操作時(shí)間，以及協(xié)調(diào)席鍵盤(pán)、鼠標(biāo)操作時(shí)間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得到，通話時(shí)間等數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)中得到。如表1所示，給出了采樣時(shí)段內(nèi)指揮1架航空器時(shí)指揮席鍵盤(pán)、鼠標(biāo)操作平均時(shí)間，以及鍵盤(pán)、鼠標(biāo)操作平均時(shí)間［9～10］。

表1 指揮一架航空器各參數(shù)的平均值

從表1可以看出，2個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)指揮1架航空器時(shí)指揮席鍵盤(pán)、鼠標(biāo)操作平均時(shí)間，以及協(xié)調(diào)席鍵盤(pán)、鼠標(biāo)操作平均時(shí)間相差不大。

為了減少評(píng)估的工作量，對(duì)這2個(gè)統(tǒng)計(jì)量分別在這3個(gè)時(shí)間段內(nèi)取平均值，分別作為任意時(shí)段指揮1架飛機(jī)時(shí)指揮席鍵盤(pán)、鼠標(biāo)操作平均時(shí)間，及協(xié)調(diào)席鍵盤(pán)、鼠標(biāo)操作平均時(shí)間［11～12］。

管制員工作負(fù)荷測(cè)量模型可以據(jù)此進(jìn)行簡(jiǎn)化，指揮席管制員工作負(fù)荷可以簡(jiǎn)化如下：

協(xié)調(diào)席管制員工作負(fù)荷可以簡(jiǎn)化為

式中，N為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)的航班架次，指揮席工作負(fù)荷WL1，協(xié)調(diào)席工作負(fù)荷WL2，其中i，j=1，2，…，4，Δt為單位時(shí)間1h進(jìn)行計(jì)算。

單位統(tǒng)計(jì)時(shí)間段為1h，結(jié)合式（1）和式（2），求出該管制區(qū)指揮席管制員和協(xié)調(diào)席管制員在07：00-19：00各時(shí)間段的工作負(fù)荷，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2所示。

表2 07：00-19：00各時(shí)間段內(nèi)管制員工作負(fù)荷

根據(jù)表2統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)指揮管制員工作負(fù)荷、協(xié)調(diào)管制員工作負(fù)荷以及航班架次進(jìn)行對(duì)比，工作負(fù)荷與航班架次的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖1所示，可以看出三者之間有較好的正相關(guān)性，可以通過(guò)Pearson檢驗(yàn)來(lái)分析這些變量間的相關(guān)程度［13］。航班架次為1時(shí)，指揮工作負(fù)荷為0.777，其顯著性（雙側(cè)）為0.003，協(xié)調(diào)工作負(fù)荷為0.883，其顯著性（雙側(cè)）為0.000，在0.01水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)。檢驗(yàn)結(jié)果表明，指揮管制員工作負(fù)荷、協(xié)調(diào)管制員工作負(fù)荷與航班架次有較好的正相關(guān)性，測(cè)量結(jié)果隨航班架次的變化而變化，這反映了模型的有效性和敏感性。

圖1 工作負(fù)荷與航班架次的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖

實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，該模型具有較好的可操作性。進(jìn)一步對(duì)管制員工作負(fù)荷和航班架次進(jìn)行相關(guān)性分析，驗(yàn)證了模型的有效性。

3 管制人員配備的實(shí)現(xiàn)

DORATASK方法認(rèn)為管制員平均工作負(fù)荷強(qiáng)度必須小于80%，管制員在1h內(nèi)的負(fù)荷上限為2880s，根據(jù)式（3）統(tǒng)計(jì)計(jì)算，給出表3管制員數(shù)量配備情況。

表3 管制員數(shù)量配備情況

4 數(shù)據(jù)結(jié)果分析

人數(shù)向上取整的方法會(huì)造成管制員壓力分配不合理。如，當(dāng)某一管制區(qū)1h內(nèi)流量產(chǎn)生的工作壓力為2881s，根據(jù)上文所述，需要2名管制員分擔(dān)，每人承受的工作壓力為1440.5s。如果工作壓力為2880s，只需要1名管制員，承受的工作壓力為2880s。工作量減小了1s，工作壓力幾乎翻倍，這顯然是不合理的。

因此，當(dāng)管制員工作壓力過(guò)高時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況增加管制員。如果每位管制員在單位時(shí)問(wèn)內(nèi)所承受的壓力大于2300 s時(shí)為高工作壓力狀態(tài)（閾值的具體大小可以根據(jù)實(shí)際情況由管制單位自行決定），便建議增加值班人數(shù)。民航局空管局提出的扇區(qū)容量控制，在高峰時(shí)段及時(shí)增開(kāi)扇區(qū)，很大程度上減輕了管制員值班過(guò)程中的工作壓力［14～15］。

5 人員排班調(diào)整

針對(duì)管制員工作負(fù)荷過(guò)高的情況，該管制室對(duì)原有排班進(jìn)行更改，經(jīng)計(jì)算證實(shí)，排班調(diào)整后的該室管制員的工作負(fù)荷有所減少。其中，最新版排班變化說(shuō)明如下：

1）該版本從**年*月**日起試運(yùn)行。因時(shí)間較緊，如運(yùn)行過(guò)程中還有更好的建議，歡迎大家及時(shí)向科室反饋，后續(xù)匯總后再做進(jìn)一步調(diào)整。

2）早班D改為3段，早班晚接代碼改為C。

3）排班需要，A1兩頭夜到場(chǎng)時(shí)間提前至05：30PEK。

4）每周二設(shè)備切換擬由B做第一段同步，D做第二段同步。如遇三班倒人員守夜值守D，考慮到三班倒人員排班的特殊性，由科室或班組安排其他人員做同步操作。

5）交接班重疊10分鐘的規(guī)定已在排班表體現(xiàn)。

6）部分扇區(qū)學(xué)員如安排值班代碼固定為E1，最后一段觀摩或見(jiàn)習(xí)。

7）部分人員反映的個(gè)別代碼下班晚趕不上班車和去到食堂沒(méi)有飯菜的問(wèn)題已向中心反映。班車時(shí)間近期會(huì)調(diào)整，沒(méi)調(diào)整前確實(shí)有事的同事可提前向領(lǐng)班申請(qǐng)安排較早下班的代碼，食堂問(wèn)題大中心也會(huì)及時(shí)與后勤部門(mén)溝通。

8）部分人員反映的個(gè)別代碼早接晚下等問(wèn)題已盡量?jī)?yōu)化，但因種種其他排班方面的考慮，暫時(shí)無(wú)法完全解決，歡迎大家提出自己的優(yōu)化排班方案供科室參考。

6 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)管制員人員配備與工作負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型，對(duì)某管制室數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集。計(jì)算結(jié)果可針對(duì)管制員工作負(fù)荷過(guò)高的情況，對(duì)該管制室的排班進(jìn)行更改，排班調(diào)整后的該室管制員的工作負(fù)荷有所減少。