空中交通管理中的交通行為復雜性研究

王金

(中國民用航空西南地區空中交通管理局云南分局,云南昆明 650200)

空中交通管理中的交通行為復雜性研究

王金

(中國民用航空西南地區空中交通管理局云南分局,云南昆明 650200)

隨著我國社會經濟與科學技術的發展，我國的交通運輸事業也獲得了十分迅速的發展，尤其是空中交通運輸事業的發展在近年來十分顯著。然而航空飛機數量的增多以及航空班次的密集，使得航空運輸事業安全運行的難度也進一步增加。在這樣的背景下，自動化空中交通管理系統應運而生，這一系統的應用在很大程度上緩解了空中交通運輸事業安全堪憂的現狀。為此，本文將對空中交通管理中的交通行為復雜性進行細致的分析與研究。

空中交通管理 交通行為 復雜性研究

航空運輸作為一種快速、便捷的交通運輸模式，對我國國民經濟的增長具有十分重要的作用與意義。然而航空運輸事業的快速發展，使得我國的航空交通運輸安全保障系統面臨著嚴峻的挑戰，為了避免航空交通運輸事故的發生、提高航空交通運輸的順暢性與安全性，人們研制出了空中交通自動化管理系統。而本文將主要對空中交通行為的復雜性進行研究。

1 靜態空中交通行為復雜性分析

1.1 劃分聚類分析方法的評分函數和算法描述

本節主要是為了利用自動化空管系統來實現對空中交通管理中的交通行為的重構與精煉指標體系的劃分聚類，并希望藉此來幫助空中交通行為管理者更好的對空中交通行為的指標差異進行辨識，從而提高空中交通系統靜態交通行為的綜合描述與刻畫水平。由于在對空中交通管理中交通行為指標體系的指標進行歸類和劃分時，不能將之前各個操作環節的交通信息丟棄，而需要保留那些相關數據信息，因此，在后期對靜態空中交通行為進行分析與研究時能夠較為容易的獲得成體系的知識線索，從而為靜態空中交通行為不同層次的數據處理與決策應用提供預留的數據接口。

聚類分析方法是統計學中最為基礎的研究范疇，其主要原理是將目標對象集合劃分或分解為不同的簇，并且每一個簇中的各個對象具有著相似的特征，并且不同簇之間的對象不存在完全一致的情況。根據這一原理，筆者將根據空中交通管理中交通行為框架模型屬性的不同來將其分為兩個差異簇，并且將交通構成性指標分別劃分為數量為m的聚類C={C

1、C2、L、Ci、L、Cm}，任意挑選出一個交通構成性指標分配給唯一聚類Ci（1≤i≤m）。通過一系類的相關運算后，人們就可以得出靜態空中交通行為的評分函數[1]。

1.2 靜態空中交通行為的特征分析

通過對空中交通管理中靜態空中交通行為的指標體系進行劃分聚類，人們能夠實現對空中交通形勢雙層特征信息的感知，而根據此，人們則可以實現對空中靜態交通行為模式的透視分析，從而對空中靜態交通行為的變化情況進行全面的刻畫，為空中交通管理者各種決策的下達提供真實可靠的數據依據。

在宏觀層次上，對靜態空中交通行為指標進行聚類劃分，從而最終得出的聚類數量m、聚類間差異bc與聚類內差異wc[2]。通過對這些量值的分析與處理，我們能夠最終實現對該聚類濃縮成像的勾畫，從而得出靜態空中交通行為指標體系中所有指標的總體關系。而這十分有利于空中交通管理決策者得出真實可靠的靜態空中交通行為的系統交通總體情勢圖像，概要的掌握靜態空中交通行為在不同時間片內的差異及其形成的簡要過程。由于這一過程并不涉及到靜態空中交通行為的具體細節信息情況，因此所得的所有聚類量值都具有著較強的普遍性特征，可以對多維度空中交通行為進行最為系統概括的描述。

2 動態空中交通行為復雜性分析

2.1 差異函數和多維特征量

要想有效的實現對動態空中交通行為特征的刻畫，最基本需要做的就是要對不同時間階段內的靜態空中交通行為的差異與共同點進行描述與區分。這是做好靜態空中交通行為特征刻畫工作的前提條件。我們知道，空中交通行為的指標體系能夠很好的實現對某一時間片內靜態空中交通行為的全面刻畫。其中，聚類數量M與聚類間差異bc兩者能夠對不涉及細節信息的靜態空中交通行為在不同時間片中交通行為的總體異同關系進行記錄與勾畫，并將得到的結果當作交通行為的一般特征量，并根據此實現對不同時間片內靜態空中交通行為的對比。而劃分聚類則能夠得出靜態空中交通行為的具體指標框架，并利用這些相關的信息對空中交通行為模式的細節特征進行推衍，得出有價值的信息數據[3]。

2.2 動態空中交通行為的復雜性分析

在缺少相關具體信息的情況下，人們很難得出某一客觀對象的復雜性特征與信息，所以，當人們更多的以主觀的猜測來對空中交通管理的動態空中交通行為的復雜性進行定義時，這一工作就缺少了其根本的意義。然而在能夠對動態空中交通行為的多指標體系的多組時間片的劃分聚類集合數據進行掌握的情況下，對獨立的研究對象在不同時間片內的動態空中交通行為進行比較分析也具有重要的意義與作用。數以我們說，動態空中交通行為具有著一定實質性的復雜內涵。

通常來說，有六個特征變量能夠對動態空中變化交通行為在不同層次上的多維度概觀進行表現，所以我們認為動態空中交通行為至少擁有六個層面的復雜性涵義。動態空中交通行為的基底層次復雜性——CF能夠通過這六個特征變量來對其客觀層面進行反應。鑒于人的處理對象關系能力十分有限，因此可以借助信息自動化系統來對這六種特征變量進行提煉和深度精煉[4]。并根據自動化系統對這六種特征變量動力學相似性在動態空中交通行為信息層中的相互關系與反應，來對動態空中交通行為的同調復雜性（CS）進行構建。

3 結語

分別對空中靜態與動態交通行為的復雜性進行了分析，希望能夠提高我國航空運輸的安全性與可靠性，推動我國航空交通運輸事業的發展。

[1]托馬斯·B·謝利丹,胡寶生譯.人與自動化：系統設計和研究問題[M].西安:西安交通大學出版社,2010,68-69.

[2]埃弗雷姆·特班，杰伊·E·阿倫森,梁定澎,楊東濤,錢峰譯.決策支持系統與智能系統[M].北京:機械工業出版社,2009,14-15.

[3]Murray Gell-Mann著,楊建鄴,李湘蓮譯.夸克與美洲豹—簡單性和復雜性的奇遇[M].長沙:湖南科學技術出版社,2012,216-218.

[4]趙嶷飛,張德.空中交通復雜性的概念及方法研究[C].中國航空學會航空電子與空中交通管理分會,中國航空通信導航監視及空管學術會議論文集,北京:航空工業出版社,2010,155-160.

王金(1982.5—),男,漢族,籍貫:湖北廣水。2004年畢業于中國民航大學,交通運輸專業。2004年就職于中國民用航空西南地區空中交通管理局云南分局,航空管理助理工程師,研究方向:空中交通管理。