基于管制員工作負(fù)荷的管制空域扇區(qū)優(yōu)化概述

李昕曉

摘 要 我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革以來(lái)，航空運(yùn)輸行業(yè)得到較快發(fā)展。對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有較大促進(jìn)作用。但是，目前航空運(yùn)輸流量分布不均勻，并且空域單區(qū)規(guī)劃科學(xué)性與合理性不足，導(dǎo)致不同扇形區(qū)域管制工作壓力相對(duì)較大，致使空域整體容量受到一定的限制，這就無(wú)法提高空域安全性以及利用率。為此，需要對(duì)空域扇區(qū)進(jìn)行有效的優(yōu)化，不但能夠使空域劃分具有較高的科學(xué)性與合理性。而且還可降低管制人員工作壓力，這對(duì)我國(guó)航空運(yùn)輸流量的均勻分布具有較大促進(jìn)作用，以此為航空運(yùn)輸行業(yè)的較快發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 管制員;管制空域扇區(qū);優(yōu)化

前言

我國(guó)空域在劃分的過(guò)程中包含不同扇區(qū)，并且對(duì)不同扇區(qū)設(shè)立一個(gè)管制席位對(duì)空中交通進(jìn)行協(xié)調(diào)與指揮。但是，隨著空中交通流量不斷增加，飛機(jī)數(shù)量增多，導(dǎo)致一些空域管制工作壓力較大，這在較大程度上會(huì)對(duì)飛機(jī)飛行安全性造成影響，并且在此基礎(chǔ)上扇區(qū)劃科學(xué)性與合理性不足，導(dǎo)致扇區(qū)的管控工作不均衡。為此，需要在劃分扇區(qū)的過(guò)程中采取有效的優(yōu)化措施，以此確保空域劃分具有較高的科學(xué)性與合理性，從而為空中交通運(yùn)行的安全性奠定良好的基礎(chǔ)。

1管制員工作負(fù)荷的扇區(qū)優(yōu)化現(xiàn)狀研究

1.1 國(guó)外現(xiàn)狀

國(guó)外學(xué)者對(duì)空中交通管制復(fù)雜性與管制員工作負(fù)荷之間的關(guān)系進(jìn)行了深入的分析，并且給出了管制復(fù)雜性因素集合。此外，還分析了交通復(fù)雜性與管控員操作之間的關(guān)系，同時(shí)采用了相關(guān)的測(cè)量方法。通過(guò)空中交通管制的通訊事件預(yù)測(cè)對(duì)主觀管制工作負(fù)荷的評(píng)估與測(cè)，并且在此基礎(chǔ)上對(duì)不同預(yù)測(cè)的主觀工作負(fù)荷評(píng)估模型進(jìn)行了有效的對(duì)比[1]。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)該方面的研究起步相對(duì)較晚，并且對(duì)空中管制復(fù)雜性研究比較少，提出了基于管制員工作負(fù)荷的扇區(qū)優(yōu)化，并且在此基礎(chǔ)上在管制員工作負(fù)荷制定了空余容量評(píng)估方法。在以往工作負(fù)荷研究期間，忽略了空域安全性分析，對(duì)空域交通復(fù)雜性因素沒(méi)有充分考慮，同時(shí)將研究重點(diǎn)放在管制工作負(fù)荷的“看得見(jiàn)部分”，但是對(duì)“看不見(jiàn)部分”沒(méi)有制定有效的測(cè)量方法。

2管制員工作負(fù)荷的分析

從管制員角度進(jìn)行分析，主觀工作符合具有一定的差異性，這在較大程度上與疲勞、訓(xùn)練以及技能等有關(guān)，這對(duì)管制員面對(duì)新系統(tǒng)接受能力的提升會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。若減少主觀工作負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致工作單調(diào)以及對(duì)工作內(nèi)容的厭煩。因此，對(duì)工作負(fù)荷目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的過(guò)程中，管制員在處理信息方面的能力不能超負(fù)荷，這會(huì)對(duì)管制工作質(zhì)量產(chǎn)生不同程度的影響。管制員工作負(fù)荷與扇區(qū)容量密度有較大關(guān)系，空域容量取決于管制員工作負(fù)荷、管制員決策表達(dá)能力、分析能力以及理解能力等，均會(huì)對(duì)空域扇區(qū)容量產(chǎn)生不同程度的影響[2]。由于個(gè)體之間的差異，會(huì)使管制下的扇區(qū)容量不同，同一管制員在不同條件下，管制扇區(qū)容量也有所不同，只有管制員調(diào)動(dòng)以上所有能力才能使工作效率達(dá)到最高。

3管區(qū)空域扇區(qū)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 工作負(fù)荷計(jì)算模塊

工作負(fù)荷計(jì)算模塊主要是通過(guò)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)，完成各個(gè)航段負(fù)荷的計(jì)算，輸出計(jì)算結(jié)果給優(yōu)化算法模塊和航路圖生成模塊，作為進(jìn)行優(yōu)化工作的數(shù)據(jù)來(lái)源。工作負(fù)荷計(jì)算模塊需要調(diào)用管制工作負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)、航班管制負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)和航班航段數(shù)據(jù)庫(kù)[3]。

3.2 系統(tǒng)功能模塊

（1）工作負(fù)荷計(jì)算模塊。工作負(fù)荷計(jì)算模塊主要是在數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，對(duì)不同行段負(fù)荷進(jìn)行有效的計(jì)算，并且在計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)航路圖生成模塊以及算法模塊進(jìn)行全面的優(yōu)化，將此作為優(yōu)化工作的數(shù)據(jù)來(lái)源。工作負(fù)荷計(jì)算模塊需要調(diào)動(dòng)不同數(shù)據(jù)庫(kù)，比如航班航段數(shù)據(jù)庫(kù)、工作負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)以及航班管制負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）優(yōu)化算法。目前較為成熟的優(yōu)化算法有遺傳算法、退火算法，其中傳統(tǒng)優(yōu)化算法有隨機(jī)方向法、隨機(jī)試驗(yàn)法以及復(fù)合刑法等。其中，弱搜索方法尤為重要，主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的偽隨機(jī)數(shù)隨機(jī)抽樣實(shí)施搜索，但是此種方法效率相對(duì)較低。強(qiáng)搜索方法是通過(guò)梯度確定信息引導(dǎo)搜索，搜索效率相對(duì)較高。遺傳算法，主要是通過(guò)基因遺傳算子搜索到全域最優(yōu)點(diǎn)的區(qū)域，但是該方法容易過(guò)早收斂，并且如果規(guī)模相對(duì)較大，計(jì)算時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，很難解決大型結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題。此外，退火算法介于弱算法與強(qiáng)搜索方法之間，其優(yōu)點(diǎn)主要有：①能夠搜索到全局最優(yōu)解[4]。②最終解質(zhì)量與初始解沒(méi)有關(guān)系，并且在此基礎(chǔ)上搜索過(guò)程不蛻變。③此種方法能夠較好的適應(yīng)各種問(wèn)題中，但是該算法記憶能力相對(duì)較低，如果規(guī)模足夠大的情況下，會(huì)導(dǎo)致搜索效率無(wú)法得到有效提高，這就需要對(duì)記憶能力返回搜索過(guò)程以及加溫過(guò)程等算法功能進(jìn)行有效的改進(jìn)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)有較好的革新，交通運(yùn)輸行業(yè)得到較快發(fā)展，其中空中交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展較為迅速，這對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)較大促進(jìn)作用。但是，在對(duì)空中交通實(shí)施管理的過(guò)程中也存在不同程度的問(wèn)題，使區(qū)域管制員工作壓力不但增加，在此過(guò)程中需要對(duì)區(qū)域管制進(jìn)行科學(xué)、合理的劃分，并且在此基礎(chǔ)上采取有效措施對(duì)空域扇區(qū)實(shí)施全面優(yōu)化，比如系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)等，不但能夠有效緩解管制員工作壓力，而且還可提升空中交通安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬國(guó)超.針對(duì)管制員工作負(fù)荷的扇區(qū)容量評(píng)估方法探究[J].中國(guó)新通信，2018，（1）：41-42.

[2] 許辰澄，趙征，胡明華，等.基于扇區(qū)復(fù)雜性數(shù)據(jù)的管制員工作負(fù)荷評(píng)估[J].中國(guó)民航大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，（4）：5-10.

[3] 李歡，王毅鵬.基于空域復(fù)雜度的扇區(qū)動(dòng)態(tài)通行能力研究[J].航空計(jì)算技術(shù)，2019，（4）：79-83.

[4] 劉璐.基于管制通信行為的終端區(qū)空域容量評(píng)估模型[J].航空計(jì)算技術(shù)，2019，（4）：22-26.