基于變權層次分析法的管制員應激管理研究

劉繼新，楊光

(南京航空航天大學 民航學院，南京 211106)

1 引言

隨著近年來民航業的持續發展，管制員的工作負荷也不斷增大。同時，管制工作的高壓、單調等特點決定了管制員是過度應激高發的職業群體，研究管制員的應激，具有一定的必要性和緊迫性。對于應激這一主題的研究，國外主要集中研究危機事故應激管理相關內容。Kathleen在緊急情況管理計劃中需要考慮的人為因素中介紹了危機事故的應激因子和危機事故應激報告程序[1]；George等人在危機事故應激管理綜述中提出危機事故應激管理包括一系列危機干預服務，包括危機前培訓，個人危機咨詢，小組匯報及主要及次要受害人事后轉介[2]；Nigel等人在測量應激反應方式：一種結構效度調查中，通過對相關構念的理論回顧，探索性和驗證性因素分析，以及一系列相關和回歸分析，為該構念提供有效性證據[3]。國內主要集中在應激心理學方面的研究。王丹等人在安全相關應激如何影響員工的安全行為：心理資本的調節作用一文中，研究了安全相關應激和心理資本對安全行為的預測能力，以及心理資本對安全相關應激行為關系的調節作用[4]；梁寶勇對應激的心理學觀點進行了研究[5]。而對于空中交通管制員的應激，國外Alice等人在復雜系統中的危機事件應激管理：文化適應和醫療安全影響中提到，空中交通管制中，危機事故是不可避免的。不僅發生在特殊情況下，而且發生在日常工作中。危機事件的應激管理系統的建立可以作為一種改變職業文化的機制，從而允許即使是很小的事件或差點兒發生的失誤也可以作為向系統提供寶貴反饋的機會[6]。國內對于空管應激的研究中，劉繼新基于結構方程模型來進行管制員應激影響因素的研究[7]；通過中介效應法研究安全氛圍對管制員應激行為的影響[8]；運用范德波爾方程模擬了管制員在應激源作用下的情緒變化，并基于典型人格管制員實際月度工作情景仿真，通過此方法得到了外界應激源刺激下管制員應激情緒發展變化曲線[9]。本文采用變權層次分析法，結合實例對引發管制員產生應激的各應激源進行風險評估，并針對此結論，進一步提出具有針對性的空管應激管理對策。

2 管制工作中的過度應激

2.1 應激

應激是由危險的或出乎意料的外界情況的變化所引起的一種情緒狀態，是決策心理活動中可能產生的一種心理因素。導致應激的刺激是多方面的，可以是軀體的、心理的和社會文化的諸多因素。拉瑞魯斯(1968年)認為，心理應激是指人對外界有害、威脅、挑戰經認識評價后，知其將危害個人的生存和地位時，所產生的生理、心理和行為的反應。現代應激理論認為，應激是個體面臨或察覺(認知、評價)得到環境變化(應激源)對機體有威脅或挑戰時做出的適應和應對的過程[10]。

應激分為適度應激與過度應激。對個體的心理活動產生積極作用的應激度稱之為適度應激；相反地，那些對個體產生消極影響的應激則為過度應激。應激是個體內心產生的一種緊張體驗，而這種緊張感來自于外界刺激，當主觀上對這種外界刺激具備能解決的能力和方法時，外界刺激往往不會對個體構成威脅，則不會造成過度應激；如果內部的預警持久性存在且不能解除，則引發過度應激。

2.2 空中交通管制工作中的應激

作為保障飛行安全的重要責任人之一，空中交通管制員從事的工作具有高風險、高壓力、單調枯燥等特點。不僅常處于高壓工作狀態，還需要在面臨各類緊急事件時做出快速判斷，發出準確指令。此外，管制員工作范圍小，工作環境單一，長期從事單調乏味的工作卻又要時刻保持精神高度集中，導致身心能量消耗大，更易產生煩躁情緒和疲憊感。因此，管制工作的特點決定了管制員是過度應激高發的職業群體，研究管制員的應激反應能力，具有一定的必要性和緊迫性。

空中交通管制中的應激是指管制員對管制負荷作出不同的適應性反應，應激的最直接表現即精神緊張[11]。在管制工作中，適度的應激可以喚醒大腦皮層，使之保持一定的覺醒水平，有助于注意力集中、恰當判斷、果斷抉擇，富有成效地進行意志活動。而當管制員在管制工作中，持續存在應激帶來的緊張體驗不能解除時，會出現過度緊張、焦慮、激動，同時認知能力降低，注意力難以集中，知覺范圍縮小，言語不連貫不規則，行為動作紊亂，進而導致無法正確評價現實情景，無法采取正確的應對措施，嚴重者甚至情緒崩潰或是昏厥的情況，這樣的過度應激將會對飛行安全產生極大的危害。

2.3 空中交通管制工作中的應激源

引起應激的各種內外環境刺激稱為應激源。管制員工作中存在的應激源可以分為穩定應激源和隨機應激源。穩定的應激源包括外部物質環境(包括寒冷、酷熱、強光等自然因素以及噪聲等人為因素)、個體內環境(如疲勞、枯燥、煩躁不安的情緒等)、心理社會環境(如獲得的支持、部門的制度、親人朋友的意外和家庭變故等)。而隨機應激源不是一直存在的，但卻具有高風險性，主要是各類突發事件，例如航班大面積延誤、通信失效等特殊情況，如圖1所示。在以上應激源的作用下，管制員會產生注意力不集中、不規范或錯誤的指揮、工作熱情度和積極性降低等顯性表象。

在引發應激的各種因素作用下，空管人機系統會偏離理想狀態。當管制行為或指令無法降低偏離的程度時，就會導致應激水平上升，進而產生過度應激。過度應激將導致人為失誤率增大，進而直接誘發空管安全風險。因此，需要對這些因素進行安全風險評估，找出其中影響較大的因素，并采取針對性措施對過度應激的產生進行防范。

圖1 應激源分類

3 管制員過度應激誘發因素風險評估

層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是由美國著名運籌學家Saaty(1971年)所提出，是一種適合于復雜問題的定性與定量相結合的系統化決策方法。該方法將決策問題按目標層、準則層直至具體的方案層的順序分解為不同的層級結構，然后求得每一層次的各元素對上一層次某元素的優先權重，再用加權和的方法遞階歸并各備選方案對總目標的最終權重，最后確定各個因素相對重要性的排序，按照排序做出決策。具體方法和步驟如下：

3.1 建立層級結構模型

構建層級結構模型是層次分析法最基礎也是最關鍵的一步。本文將研究問題分為四個層級：目標層、準則層1、準則層2和方案層，如圖2所示。目標層為最易導致管制員過度應激的影響因素；準則層1為三類應激源，即物質環境、個體環境和心理環境；準則層2為各應激源下的各類情境因素，分別是寒冷、酷熱、強光、噪聲、疲勞、枯燥、煩躁、支持、制度、家庭變故10個因素；方案層為改善工作環境、開展心理建設、完善部門制度，如圖3。

圖2 構建層次分析法結構層級

圖3 應激源結構層級

3.2 構造判斷矩陣

準則層1開始，逐層分別將同一層級的各個因素構造判斷矩陣。

A=(aij)n×n,aij>0

aij=1/aij(i,j=1,2,......n)

矩陣A中，aij表示因素i與因素j對上一層因素的重要性之比，aij表示因素j與因素i的重要性之比，且aij=1/aji。為使矩陣中的各要素的重要性能夠進行定量顯示，引進了矩陣判斷標度(1—9標度法)，見表1：

表1 矩陣判斷標度

通過對10位擁有豐富一線管制經歷的專家評分結果進行收集、歸納、總結，構造比較矩陣。10名專家中男性7人，女性3人，平均年齡為40歲。采用群組決策中加權幾何平均綜合排序向量法計算平均的因素間重要性之比aij式中，a1ij為第1位專家對于第i個指標相對于j個指標的重要性的打分，以此類推；n為指標總數，s為專家人數。得出公式：

(1)

因此，構造判斷矩陣如下：

(1)A-B判斷矩陣

權重為w_one=(0.0751,0.5917,0.3332)

(2)B-C判斷矩陣

C1,C2,C3,C4對于B1而言，判斷矩陣為

權重為w_two_1=(0.1437,0.1437,0.3205,0.3921)

C5，C6，C7對于B2而言，判斷矩陣為

權重為w_two_2=(0.3108,0.1958,0.4934)

C8，C9，C10對于B3而言，判斷矩陣為

權重為w_two_3=(0.1884,0.0808,0.7309)(3)層次總排序權值計算結果如下，見表2：

3.3 計算并進行一致性檢驗

由于實際中構建矩陣的完全一致是無法達到的，因此只需其具有相對一致性則認為具有一致性。一致性檢驗公示為：

(2)

當CR<0.1時，認為通過一致性檢驗；如果CR≥0.1，則認為不通過一致性檢驗，需對矩陣中第i元素相對第j元素的重要性進行調整，直至滿足CR<0.1的標準為止。

經檢驗，矩陣w1,wb1,wb2,wb3的一致性比例分別為:0.0122,0.0060,0.0462,0.0537,均符合一致性檢驗。

3.4 排序并決策

根據構建的結構模型，從上之下對每一層級分別進行運算，得出每一個元素對上一層級的權重，最終得到最底層各元素對于最上層目標層的權重值。在這種研究方法下，得到的各因素權重排序為：煩躁，家庭變故，疲勞，枯燥，支持，噪聲，制度，強光，寒冷(酷熱)。

4 基于變權層次分析法的應激源風險評估

層次分析法是常權評估，采用固定權重以及在此基礎上的不因方案變化而變化的復合排序方法常常導致評估的非公正性。而因素直接的重要程度往往會隨各因素狀態值的不同而發生變化。即在風險評估中，有些因素需要激勵，即它們的權重應隨因素狀態值的增大而增大；而有些因素可能需要懲罰，即它們的權重應隨因素狀態值的增大而減小[12]。因此層次分析法存在一定的弊端，需引入變權層次分析法進行進一步的研究，進而最終得出最有效的應對方案。

變權分析法是相對于傳統層次分析法(AHP)而言的，其通過對常權AHP方法中的常權體系及與之匹配的方案復合排序方法進行合理改進，從而提高評價方法的保序性，克服常權AHP方法的逆序問題[13]。將均衡函數引入變權綜合，得到意義更為明確的變權綜合模式，其變權公式：

(3)

式中：wi為第i個指標的初始權重；xi為第i個指標的評價值；ωi為第i個指標變權后的權重。

當a>1時，ωi(x1,x2…xm)為激勵型變權，在綜合評價中，只要一個指標值取值非常大，綜合評價值也迅速增大，即x增大，ωi將變大；

當0≤a<1時，ωi(x1,x2…xm)為懲罰型變權，主要強調各指標的均衡性；

當a=1時，ωi(x1,x2…xm)為常權。

變權強調隨著因素狀態值的變化，各個因素的權重也相應會發生改變。而變權理論中，通過激勵影響決策較好的因素，懲罰影響決策較差的因素，增強排序的精準度和科學性。變權是一組因素狀態向量x=(x1,x2…xn),由[0,1]n到[0,1]的n個映射ωj(j=1,2…n)。即為(x1,x2…xn)到ωj(x1,x2…xn)。變權具有三個性質：歸一性、連續性和單調性。當某個指標的屬性值很小，即使其常權權重很大，那么其整體威脅度也會顯著降低。相反，某一個指標的屬性值很大，哪怕其權重非常小，也會顯著提高其威脅度[14]。變權就是要對指標的屬性值通過激勵或懲罰做出一些調整，對屬性值高的指標進行激勵，對屬性值低的指標進行懲罰。在本文中，獨立分析兩個因素可以對比發現，疲勞為屬性值較高的因素，當疲勞處于較高水平時，整體的威脅度會顯著提升，如圖4所示；而圖5中，制度為屬性值較低的因素，但是當制度處于較低水平時，整體的威脅度并沒有顯著降低。實線為常權權重，虛線為變權權重。因此狀態變權的激勵幅度要大于懲罰幅度。故在本文中，激勵型變權變權系數a取2.5，懲罰性變權變權系數取0.5。

圖4 疲勞威脅度隨狀態值的變化

圖5 制度威脅度隨狀態值的變化

在本文研究實例中，各個因素的變化將引起情境的改變，最終影響管制員應激水平。接下來進行具體說明。根據上文的準則劃分，借鑒模糊數學的隸屬度劃分方式，建立應激水平影響指標評價打分表。結合實際評價工作需要，參考鐵路物流基地運營指標評價標準[13]，將指標劃分為3個等級，根據等級確定其估值范圍，A級：1～0.7;B級：0.7～0.4；C級：0.4～0，建立應激水平影響指標評價打分表，見表3：

表3 應激水平影響指標評價打分表

根據實際調研，通過問卷形式收集某管制單位90天內的各項應激指標數據。此次共發放50份問卷，回收有效問卷37份。問卷對象為華東地區某空管分局一線管制人員，年齡范圍為23～38歲，男女比例4:1。管制員根據自己一個季度內的真實情況進行打分。問卷中指標計量單位分別為：寒冷、酷熱為攝氏度；強光為強中弱；噪聲為分貝；疲勞、枯燥、煩躁為輕中重度；支持為無、少量和大量；制度為無、不完善和完善；家庭變故為無、小變故和重大變故。收集問卷后，對37份有效問卷結果進行統計，取平均值，將平均狀態值作為一次統計值進行計算與驗證。在本文中各個因素需要分類進行討論。通過激勵變權與懲罰變權的定義及實驗得出，疲勞、枯燥、煩躁、支持、家庭變故屬于激勵變權；而其他五個因素屬于懲罰變權。結合表3對應得分，代入公式計算變權權重，并與常權權重進行對比，見表4。并最終得到新的排序，見表5。

表4 應激水平影響因素評價指標統計值及得分比較

表5 變權后各應激源因素權重

從表5可以看出，新的排序為：疲勞，煩躁，家庭變故，枯燥，制度，支持，強光，噪聲，寒冷，酷熱。一般來說，管制室能夠提供良好的工作內環境，因此，溫度、噪聲、強光對管制員應激產生的影響極小。值得注意的是，家庭變故的影響力較大，這說明家庭變故雖為隨機事件，但是一旦發生會對管制員產生很大的影響。

實驗結果中，以疲勞和制度為例，做出權重隨屬性值變化的圖，虛線為常權權重，實線為變權權重，見圖6，圖7。可見變權得出的結果更符合實際。

圖6 疲勞權重隨屬性值的變化

圖7 制度權重隨屬性值的變化

5 空中交通管制員應激管理對策

結合上文中變權層次分析法得到的各因素權重值及實驗數據中的狀態值，可以求得一個方案層的總排序權值。本文的研究中，方案層的三個方案分別為：改善工作環境，開展心理建設和完善部門制度。其中，與改善工作環境相關的影響因素有6個；與開展心理建設相關的影響因素有3個；與完善部門制度相關的影響因素有3個。從三個方案求得的總排序權值來看，方案三相關的影響因素造成的總威脅度最大，因此完善部門制度顯得尤為關鍵，具體數據見表6。參考總排序進行有重點地綜合管理方案，對管制員的應激管理具有重要意義。

表6 應激威脅程度總排序

6 討論

由上述實驗分析可得，應用變權層次分析法來計算各應激源因素的權重，具有一定科學性，并且符合實際。該方法的優點在于以下兩方面：第一，充分考慮了各因素權重會隨狀態值的不同而發生變化，克服了常權評估基礎上復合排序導致的非公正性；第二，充分考慮到了風險評估中，存在激勵因素和懲罰因素，并根據其屬性值與威脅度的比較來確定激勵和懲罰幅度，以此確定變權系數，增強排序的精準度和科學性。

但是由于實際情況的限制，本實驗研究的樣本數量有限，后續研究中可以增加參與實驗的管制員數量，進一步驗證本研究；對應激進行管理，僅從源頭去研究問題和解決問題是不夠全面充分的，下一步研究中，將增加研究應激對管制員產生的具體影響，進一步提高實驗結果的全面性和實踐性。

7 結束語

本文對管制員的過度應激和應激源進行了一定研究，能夠為空管部門應激安全管理提供一些參考和依據。采用變權層次分析法對應激源進行風險評估并根據調查數據進行實驗分析，得出各個應激源的不同影響效力。其中，疲勞，煩躁，家庭變故為最易引發過度應激的三個影響因素。在此基礎上結合相應的方案層計算出總排序，結果表明完善部門制度這一舉措對于應激管理較為重要。以上結論為研究管制員的應激和規避應激引發的不安全事件提供了科學的依據和保障。因此，以完善部門制度為重點，結合其他措施進行綜合管理對規避應激引發的不安全事件有一定的指導意義。