基于交通流量增長(zhǎng)的空管安全預(yù)警系統(tǒng)探討

文/寧路，中國(guó)民用航空中南地區(qū)空中交通管理局

基于交通流量增長(zhǎng)的空管安全預(yù)警系統(tǒng)探討

文/寧路，中國(guó)民用航空中南地區(qū)空中交通管理局

隨著我國(guó)民航運(yùn)輸量的不斷增長(zhǎng)，空管安全面對(duì)的挑戰(zhàn)也越來(lái)越大，在這樣的前提下要進(jìn)一步完善空中管理體系，加強(qiáng)安全預(yù)警系統(tǒng)的研究，才能保障民航運(yùn)輸?shù)陌踩浴？展馨踩A(yù)警系統(tǒng)的研究，具體就是要構(gòu)建空管安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)警模型，在研究與實(shí)踐的過(guò)程中，逐漸形成完善的預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性和安全性的提高。

交通流量；空管安全；預(yù)警系統(tǒng)

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國(guó)的交通建設(shè)取得了較大程度上的進(jìn)步，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人民生活水平的提高做出重要貢獻(xiàn)。民用航空交通相比于其他的交通方式而言起步較晚，但在近幾年來(lái)取得飛速的發(fā)展。然而，在這種高速發(fā)展之下，交通管制也面臨了巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)壓力。在空中交通流量持續(xù)增加的現(xiàn)狀下，安全風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生表現(xiàn)出非線性、開(kāi)放性以及動(dòng)態(tài)性特征。

1 空管安全預(yù)警系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題探討

1.1 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的優(yōu)勢(shì)

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是一門(mén)研究信息反饋的學(xué)科，其在空管安全預(yù)警系統(tǒng)的研究中發(fā)揮了不可替代的作用，在此基礎(chǔ)上能夠構(gòu)建結(jié)構(gòu)、功能的因果關(guān)系模型，對(duì)空管安全的非線性、時(shí)變性等復(fù)雜的問(wèn)題都能夠提供很好的解決方法。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件可以提供仿真模擬功能，通過(guò)仿真模擬，可以更好地把握一些復(fù)雜的系統(tǒng)中各個(gè)元素的變化規(guī)律以及元素之間的聯(lián)系，把這樣的優(yōu)勢(shì)運(yùn)用在空管安全預(yù)警系統(tǒng)的研究過(guò)程中，會(huì)使研究工作更加順利，比傳統(tǒng)的研究方法更加省時(shí)省力。與傳統(tǒng)的研究方法相比，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)能夠進(jìn)行更為詳細(xì)的系統(tǒng)分析，即使是在空管安全數(shù)據(jù)庫(kù)還不是十分完善的前提下，也能夠正常進(jìn)行研究。除此之外，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在進(jìn)行仿真模擬時(shí)，能夠綜合一些重要的主觀因素與意見(jiàn)，以達(dá)到更好的研究效果。

1.2 空管安全預(yù)警模型的構(gòu)建方法

隨著民用航空交通的快速發(fā)展，交通流量增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，因此對(duì)空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警問(wèn)題很有必要，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)就是一種較為理想的研究方法。要想對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行有效的運(yùn)用，并合理而準(zhǔn)確的構(gòu)建出安全預(yù)警模型，需要做好以下幾個(gè)方面的工作：首先，在研究之前需要進(jìn)行深入調(diào)查，并在調(diào)查的過(guò)程當(dāng)中收集一些有效的資料與數(shù)據(jù)信息以供參考與研究。在此基礎(chǔ)之上根據(jù)流量增長(zhǎng)情境中的各種安全隱患所處狀態(tài)提出合理假設(shè)。其次，對(duì)所提出的假設(shè)進(jìn)行排除與篩選，優(yōu)化選擇出其中最為主要的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)象，并對(duì)模型邊界進(jìn)行確定。然后，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素因果反饋關(guān)系進(jìn)行一定程度上的分析，并在此基礎(chǔ)之上對(duì)系統(tǒng)流圖進(jìn)行有效的繪制，并根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源與完善程度選用有效的函數(shù)關(guān)系建立動(dòng)力學(xué)方程，從而在流圖的基礎(chǔ)上直觀地建立管制安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型。最后，再對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的利用，以此來(lái)進(jìn)行仿真調(diào)試。并針對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行一定程度上的研究與分析，以此來(lái)對(duì)預(yù)警模型的操作性與實(shí)用性進(jìn)行有效驗(yàn)證。

1.3 安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)告警閾值的確定方法

在空管安全預(yù)警系統(tǒng)的研究過(guò)程中，風(fēng)險(xiǎn)閾值的確定也是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，風(fēng)險(xiǎn)閾值的確定，對(duì)整個(gè)預(yù)警模型的構(gòu)建都有著不可替代的影響。風(fēng)險(xiǎn)閾值一般分為兩種，單指標(biāo)告警閾值以及系統(tǒng)整體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估閾值。一般情況下，風(fēng)險(xiǎn)閾值都是根據(jù)專家的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)再與實(shí)際的情況相結(jié)合而確定下來(lái)的，這種確定方法會(huì)導(dǎo)致確定值包含一些主觀因素，準(zhǔn)確性上會(huì)有一定的欠缺。因此，通過(guò)系統(tǒng)定力學(xué)的仿真模擬功能，就可以幫助提高風(fēng)險(xiǎn)閾值的準(zhǔn)確性，通過(guò)將單指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)閾值和整體風(fēng)險(xiǎn)閾值的結(jié)合，能夠?qū)⒉煌L(fēng)險(xiǎn)因素中的風(fēng)險(xiǎn)閾值確定下來(lái)。這樣的確定方法，提高了風(fēng)險(xiǎn)閾值的準(zhǔn)確性，而且成本較低，可謂一舉兩得。

2 空管安全風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)力學(xué)預(yù)警模型構(gòu)建

2.1 預(yù)警模型假設(shè)及系統(tǒng)邊界確定

在空管安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型構(gòu)建的過(guò)程中，提出合理的模型構(gòu)建假設(shè)有利于簡(jiǎn)化分析過(guò)程，促進(jìn)模型構(gòu)建的有效性與安全性的提高，一般情況下，模型構(gòu)建的假設(shè)從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行：航空飛行器的流量以及空域管理能力、風(fēng)險(xiǎn)流在系統(tǒng)要素內(nèi)的變化以及系統(tǒng)外其他風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境及管理子系統(tǒng)相關(guān)變量、管制行為的實(shí)現(xiàn)等。在對(duì)模型構(gòu)建進(jìn)行假設(shè)之后，在此基礎(chǔ)上，以行為人管制差錯(cuò)為風(fēng)險(xiǎn)終端，進(jìn)行系統(tǒng)邊界的確定。在系統(tǒng)邊界的確定過(guò)程中，要通過(guò)內(nèi)生因素、外生因素以及不考慮因素三個(gè)方面進(jìn)行確定。其中不考慮因素包括政策因素、社會(huì)因素等，內(nèi)生變量則包括飛行流量、管制壓力、執(zhí)行能力等幾個(gè)方面，外生變量則由工作環(huán)境、空域使用、突發(fā)事件等眾多因素構(gòu)成。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)流圖的構(gòu)建

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的流圖的繪制是空管安全預(yù)警系統(tǒng)研究中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，這項(xiàng)環(huán)節(jié)要對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行更加準(zhǔn)確的把握與研究，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)要素之間的關(guān)系以及各種變量的變化規(guī)律等都要進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，尤其是對(duì)影響系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)因素要進(jìn)行預(yù)警監(jiān)控。才能夠保證飛機(jī)運(yùn)行的安全性的穩(wěn)步提升和長(zhǎng)久發(fā)展。在系統(tǒng)繪圖環(huán)節(jié)結(jié)束之后，還要得出所有的反饋回路。空管安全系統(tǒng)中的風(fēng)險(xiǎn)因素眾多，因此得出的反饋回路也會(huì)有很多，這就要求工作人員對(duì)反饋回路之間的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)分析，以便更好地對(duì)空管安全系統(tǒng)進(jìn)行管理。

2.3 預(yù)警模型中變量函數(shù)關(guān)系的確定方法

在空管安全預(yù)警系統(tǒng)模型的研究與構(gòu)建過(guò)程中，對(duì)參數(shù)的確定是整個(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，也是對(duì)各種變量之間關(guān)系的一種確定。尤其是在近幾年我國(guó)的空中交通流量不斷增長(zhǎng)的前提下，參數(shù)的確定更是尤為重要，就目前的情況來(lái)看，我國(guó)航空領(lǐng)域采取的主要的變量關(guān)系確定方法主要有以下幾種：基本存量及速率變量參數(shù)確定、表函數(shù)關(guān)系為表征的變量參數(shù)確定、以賦權(quán)法進(jìn)行的函數(shù)關(guān)系確定、以統(tǒng)計(jì)回歸進(jìn)行的變量關(guān)系確定。這些方法都是十分有效的變量函數(shù)關(guān)系的確定方法，其應(yīng)用對(duì)預(yù)警模型的構(gòu)建起到了非常重要的積極作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，在我國(guó)的空中交通流量不斷增長(zhǎng)的前提下，進(jìn)行空管安全預(yù)警系統(tǒng)研究是非常重要的也是必要的一件事情，其研究主要以系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)仿真模擬等方法進(jìn)行深入的實(shí)踐，為預(yù)警系統(tǒng)模型的構(gòu)建提供了很大的便利。

[1]劉繼新,沈麗楠.論空中交通管制中的風(fēng)險(xiǎn)管理[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2010(02).

[2]禹順濤.交通流量增長(zhǎng)下的空管安全預(yù)警系統(tǒng)研究[J].中國(guó)市場(chǎng)，2016（36）.