空中交通管制人員排班軟件的系統設計

祝剛　杜志良

【摘要】隨著民航業的飛速發展，空中交通管制部門的作用凸顯，管制工作的席位越來越細化、協作性越來越強，管制員數量呈幾何級數增長。排班工作作為管制班組資源管理的一個重要組成部分，需要更加科學化、制度化。而目前大多管制單位通過手工方式來完成排班，費時費力且容易出錯，本文作者通過對廣州進近管制現場排班進行實踐研究，自主開發了一套排班系統軟件，旨在實現通過排班系統的信息化、自動化，提高排班工作的質量和效率。軟件的核心功能是：管理員通過自動排班功能準確快速地生成排班表，也可以手動調整和打印導出排班表，并提供值班計數的統計查詢功能，對休假進行管理：管制員用戶通過日歷界面查看自己的日程信息，提出休假申請。

【關鍵詞】四班倒 自動排班

【中圖分類號】X913 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0491-02

一、項目背景和定義

1、項目背景

廣州進近從成立之初的三十余人發展至今，已經擁有了近九十人的龐大空管隊伍。一直以來，進近都是指定專人負責整個進近人員的排班和休假。由于工作場所變動、人員流動、新增扇區，進近嘗試了數種不同的排班制度：三班倒、大輪班，以及目前正在實行的四班倒，經過幾年的運作，已經逐漸成熟并固定下來。這也為軟件開發提供了排班規則和算法基礎。

隨著進近的人員數量增加，人工排班出現了以下問題：各組休假不均衡；排班有錯漏；排班效率低下；排好的值班表還需要根據人員狀況的變化（臨時的出差、學習任務）進行實時的修改和調整，增加了排班的工作負荷；對休假的安排和批復無法做到及時、合理；缺乏完整、系統的值班記錄，影響排班結果的公平合理性；管制員工資改革需要對管制員的工作時長進行統計，而傳統的數據統計方法自動化不強，容易出錯；排班人員必須對每個管制員的能力非常了解，才能安排合適人員以確保各個班次的管制保障力量，解決席位人員搭配的問題。

由于人工排班存在不足，廣州終端管制中心的領導提出了使用計算機排班的想法，并支持管制員自主開發了適用于廣州進近的排班軟件系統。本系統采用ASP.NET技術進行界面設計開發，利用SQL SERVER存儲數據庫，通過網頁的形式顯示，操作界面簡單易學，用于生產運行時，效果良好。以下對該軟件系統進行簡要的需求分析，介紹軟件設計思路和界面實現效果。

2、定義和相關說明（對應附圖1）：

1）級別Grade：體現了管制員的級別，用于判斷該管制員是否具備具體的席位工作資格，分為領班、教員、普通管制員、學員（S、I、C、T）

三、核心功能

1、排班功能：根據人員信息、席位信息，按一定的規則進行自動排班；現場領班可以根據當天實際人員配置修改排班。

人員資料為自動排班算法提供人員信息，包括：姓名、代號、級別、技能等等。

排班模板為自動排班算法提供席位信息，按班次分為：早晚班模板、中班模板、夜班模板、白班模板。每個模板包括：模板類別、模板名稱、席位、每段工作的起始結束時間、技能要求、分組、角色等等。每個排班模板在使用前需要根據實際情況（扇區劃分、值班力量等要素）進行設計。

具體的排班算法可以分解為：

1）根據日期、班次和模板，以及當天休假人員，確定待排班的人員：

2）將人員按級別、技能以及之前排班或休假等情況，以預定規則進行排班（即角色與人員姓名一一對應）；

2）角色Role：角色由排班模板定義，根據該角色所需的工作技能要求，抽取不同級別的人來擔任，例如：s1、s2、11、12、c1、T1等等。

3）技能Ability：用于判斷該人員是否具備某角色所要求的工作能力，例如某排班模板中的角色代碼c1要求具備AN Ec、AE Ec、AE PLC、AW PLC、TFM的席位工作能力和ICA03英語等級。

4）扇區Sector：角色和技能的物理定義，或稱席位配置（AAIAD/AE/AW/AN，EC/PLC），表示進近扇區的配置情況，通過時間設置確定各扇區的開放和關閉時間，管制員按規定時間上崗和交接班。例如，一個AW扇區包括了兩個AW Ec席位和一個AW PLC席位，在某一時段（例如08：40-10：10）角色（例如T1）在AE扇區的AE PLC席位工作。

5）排班模板ShiftTemplate：排班模板體現了每個班次的席位配置和人員配置，以及每個人員的工作崗位安排，管制員通過查看當天自己的角色代碼以及該角色代碼的席位確定自己的工作崗位和上下崗時間。每個排班模板描述了一天的工作所需人員列表。三班倒或四班倒每天有“早、中、晚、夜”四個班次。大輪班則是一整天的排班。

3、“四班倒”制度

目前進近管制室的排班制度為四組輪班制（即：四班倒），每組21人左右（今后還會持續新增人員），一個值班循環為：早、晚班——中班（部分人員上夜班）——第一天休息（或備份）——第二天休息。現場運作使用17人排班模板，如果有人員出差、培訓、休假而無法保證現場運行的最低人員配置時，要通過“非本組人員輪班”的方式進行排班。

4、休假制度

進近根據行政規定，按“各月均衡、各組均衡”的原則，在年底制定全體人員下一年的休假計劃，確定假期天數。管制員需要休假時，提前2周左右提出申請，由排班人員統籌安排休假開始時間。

二、系統架構

3）管理員查看人員配置、排班結果，手動調整，確認無誤后進行保存；

2、休假管理功能：管理員可以為管制員分配假期（包括假期類型和休假天數）、安排休假（確定具體的假期和起止日期）、批復休假申請；

3、統計功能：將統計結果通過報表的形式提供給管理員，如小時數、夜班統計、休假統計；

4、網絡互動功能：管理員與普通用戶進行互動，如休假申請批復，輪換班申請，公告欄、留言板；

5、報表打印功能：可以打印指定日期的排班表、各種統計表格。

四、數據庫與算法邏輯

1、整個軟件系統包含13張數據表，其中“人員日程表”是整個數據庫的核心表，每個管制員的排班、休假等日程信息都存儲在這張表中，統計功能、休假管理功能、報表打印功能都需要從這張表中讀取數據。它與其他表的關系可以參考下圖：

2、軟件系統中最核心的邏輯是排班和休假，為保持數據庫中數據的完整性和結構的穩定性，作者對這兩個邏輯做了詳細的研究，下面是兩個功能模塊的邏輯圖。

五、結束語

本文作者通過對廣州進近排班工作的實踐研究，歸納了具體的排班規則和排班工作的具體流程，完成排班系統的需求分析，并進行了系統的軟件設計工作。整個軟件系統界面友好，操作簡單，系統實用性強，經過一年的調試、完善、使用，得到了管制員的一致認同，在日常排班、休假管理工作中，發揮了重要作用。