淺談管制員排班試驗驗證系統(tǒng)

鄢丹青 金沙舟 王義建

（1.中國民用航空局第二研究所，四川成都 610000；2.浙江省低空飛行服務(wù)中心有限公司，浙江杭州 311600）

0.引言

隨著民航事業(yè)的高速發(fā)展，飛行流量與日俱增，空中交通管制任務(wù)重、責(zé)任大，空中交通管制員的排班也顯得愈發(fā)重要，科學(xué)合理的排班是保障航空安全的必要因素。

對空管系統(tǒng)而言，制定管制員排班計劃是件頗為棘手的工作。制定排班計劃時必須考慮疲勞管理、輪班分配、人員培訓(xùn)和人員資質(zhì)等多重因素，同時還必須考慮強制性和安全準(zhǔn)則、計劃內(nèi)、計劃外的休假、勞動協(xié)議、公平倒班和區(qū)域分配等要素[1-2]。除去強制性、休假、資質(zhì)等固定因素外，管制員排班是否科學(xué)合理主要體現(xiàn)在工作強度，其中一個主要判斷標(biāo)準(zhǔn)為執(zhí)勤時間的時長，特別是夜班的次數(shù)與時長，正常情況下，在一定時間段內(nèi)，同級別管制員的值班天數(shù)、工作強度大致相等，且不超出行業(yè)規(guī)定的最高標(biāo)準(zhǔn)。

1.國內(nèi)管制員排班現(xiàn)狀

目前，全國管制單位都是固定輪換的排班方式，將管制員分為不同的2 ～4 個組，每1 ～2 個組負(fù)責(zé)24h 的值班，各地區(qū)管制單位根據(jù)自身情況決定具體分組和輪換方式，且?guī)缀蹙鶠槿斯づ虐?，多?shù)為Excel 表格或Word形式，制定好固定格式的表格，根據(jù)歷史經(jīng)驗進(jìn)行排班，主要存在以下問題：

（1）不便保存和統(tǒng)計各種排班數(shù)據(jù)；（2）排班是建立在歷史經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，缺乏科學(xué)評估，存在將錯就錯的風(fēng)險；（3）排班由專人負(fù)責(zé)，遇見緊急情況需要臨時調(diào)整人員時，應(yīng)急能力差，適應(yīng)性不強。

由于沒有詳細(xì)的數(shù)據(jù)庫和軟件系統(tǒng)的支持，人工排班往往遵循經(jīng)驗原則，根據(jù)個人經(jīng)驗進(jìn)行排班，特別是大型管制單位，管制員數(shù)量多、管制席位多，人工排班難以平衡每個管制員的工作強度[3]?；诳茖W(xué)合理及公平性原則，本文提出一種具有仿真驗證功能的管制員排班試驗驗證系統(tǒng)。

2.管制員排班試驗驗證系統(tǒng)

系統(tǒng)的功能主要分為三大模塊，第一部分為排班模塊；第二部分為數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊；第三部分為席位配置驗證和排班優(yōu)化模塊。后兩者為排班模塊提供理論支撐，三部分相輔相成。

2.1 排班模塊

在空中交通管理中，飛機在整個飛行過程中由機場管制塔臺、終端管制中心、區(qū)域管制中心3 個管制單位分別提供不同飛行階段的管制服務(wù)。空域被劃分為若干扇區(qū)，是實施空中交通管理的基本單元，每個扇區(qū)由一名管制員或一個管制員小組負(fù)責(zé)指揮和監(jiān)視扇區(qū)內(nèi)的飛行活動。根據(jù)我國管制現(xiàn)狀，每個扇區(qū)下有幾種管制席位，一般分為指揮席、監(jiān)控席、協(xié)調(diào)席等（不同管制單位的情況會有所差異）。只有具有某個扇區(qū)放單資格的管制員，才有資格做該扇區(qū)的指揮監(jiān)視等工作。

經(jīng)調(diào)研，國內(nèi)排班的模式基本是把一天的執(zhí)勤時段分為早中夜班或者白班夜班，把管制員分成固定的組別，按組分時段輪換值班。值班表一般都有固定的模板，稱為排班模板，根據(jù)實際情況例如淡旺季、有無軍航活動、天氣情況等，模板間的席位配置情況和時間段會有差異。排班模板一般格式如下，橫坐標(biāo)為席位名稱，縱坐標(biāo)為時間段，字母對應(yīng)的為管制員代號。如表1 所示。

表1 排班模板示例

排班試驗驗證系統(tǒng)的目的是把人工排班的方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芘虐?，再輔以人工微調(diào)，所以上述的所有參數(shù)都需要在系統(tǒng)里進(jìn)行設(shè)置。實現(xiàn)排班功能，首先要初始化各類參數(shù)，再進(jìn)行排班。需要初始化的參數(shù)如下：

（1）分班情況及時間段，如早中晚班；（2）扇區(qū)種類及名稱；（3）席位種類及名稱；（4）管制員的基本信息及可放單扇區(qū)；（5）排班模板，即如表1 的示例圖所示，可根據(jù)管制單位的實際運行情況設(shè)置不同的席位配置、不同人員配置或者不同的時間段配置的數(shù)個排班模板；（6）錄入近3 個月的歷史排班數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)作為智能排班的理論依據(jù)，為智能排班提供學(xué)習(xí)信息。

參數(shù)初始化完畢后，人工選擇排班日期、參與排班的管制員和排班模板，有兩個選項：

（1）系統(tǒng)自動匹配班表。系統(tǒng)根據(jù)歷史排班數(shù)據(jù)，自動排出當(dāng)前人員配置下最貼近歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計的排班結(jié)果，最后人工可對該結(jié)果進(jìn)行微調(diào)；（2）人工排班。不參考智能排班結(jié)果，直接人工將字母代號設(shè)置為相應(yīng)的管制員。

排班表完成之后，點擊發(fā)布排班，系統(tǒng)即可將班表發(fā)送至管制員手機進(jìn)行提醒。

2.2 統(tǒng)計分析模塊

排班管理應(yīng)該是一個動態(tài)的過程，本模塊可對管制員的各項執(zhí)勤時間進(jìn)行統(tǒng)計，不僅便于查看和對比每個管制員的工作量，掌握工作量是否超標(biāo)或不足，還可通過數(shù)據(jù)分析來判斷排班模板的合理性，便于及時修正不合理的管制運行模式和排班模板。統(tǒng)計的指標(biāo)如下：

（1）每個管制員的夜班執(zhí)勤次數(shù)與時長；（2）每個管制員的白班執(zhí)勤次數(shù)與時長；（3）每個管制員在每個席位的執(zhí)勤時長；（4）在每個扇區(qū)的主副席位，每個管制員和其他管制員的搭配時長。

正常情況下，普通管制員的執(zhí)勤時間應(yīng)該相當(dāng)，對統(tǒng)計數(shù)據(jù)（1）（2）作柱狀圖分析并求均值，一般會有：

（1）管制員的執(zhí)勤時間相差不大，且均值不超過行業(yè)最高標(biāo)準(zhǔn)，如有個別超高或者超低的人員可根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整；（2）管制員的執(zhí)勤時間相差不大，但均值超過行業(yè)最高標(biāo)準(zhǔn)，此時應(yīng)調(diào)整整體排班運行模式，縮短休息時間增加上班時間，例如上一休二改為上二休二；（3）管制員執(zhí)勤時間相差大，但均值不超過行業(yè)最高標(biāo)準(zhǔn)，此時應(yīng)調(diào)整排班模板，盡量均衡每個人值班時間；（4）管制員執(zhí)勤時間相差大，但均值超過行業(yè)最高標(biāo)準(zhǔn)，此時應(yīng)先調(diào)整整體排班運行模式，縮短休息時間增加上班時間，再調(diào)整排班模板，盡量均衡每個人值班時間。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)（3）（4）用于統(tǒng)計每個管制員熟悉的席位以及搭檔，該統(tǒng)計信息給系統(tǒng)自動排班和人工排班提供依據(jù)。

2.3 席位驗證與排班模板優(yōu)化模塊

本功能是獨立于實際排班工作的一個模塊，用于席位配置驗證和排班模板優(yōu)化。在實際管制運行中，由于實際運行情況和人員情況，可能會制定多個排班模板，適用于不同場景的運用。本模塊可靈活設(shè)置席位數(shù)量、類型和排班時間段，模擬真實排班場景，制定排班模板，并通過統(tǒng)計分析來評價排班模板的優(yōu)劣。本模塊的主要功能如下：

（1）設(shè)置排班模板；（2）對真實的管制員進(jìn)行模擬排班；（3）對排班結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。

本模塊的優(yōu)點在于可在不影響實際管制工作的前提下對排班模板進(jìn)行一套完整的仿真驗證，有利于管制單位對排班模板進(jìn)行優(yōu)化，提高工作效率，可用于以下場景：

（1）管制單位實際排班模板需改進(jìn)，制定新模板后，可在本模塊對新模板進(jìn)行仿真驗證；（2）管制單位需要新增或者減少席位，排班模板也需要隨之變動，新增席位后現(xiàn)有的管制員數(shù)量是否能滿足排班需求？減少席位后應(yīng)如何調(diào)整排班模板等，可在本模塊進(jìn)行仿真驗證。

3.結(jié)論

本文提出的管制員排班試驗驗證系統(tǒng)是不僅有正常排班功能，還包括了統(tǒng)計分析和驗證功能，其優(yōu)點在于：

（1）既可智能排班，也可人工排班，多方面滿足排班人員的需求；（2）通過統(tǒng)計分析功能，可對排班模式和排班模板進(jìn)行優(yōu)劣評價；（3）通過模擬席位配置和排班情景，可以評價管制員數(shù)量是否能夠滿足當(dāng)前席位配置情況，以及可以評價執(zhí)行當(dāng)前排班模式，管制員的執(zhí)勤時間是否符合規(guī)章要求。