基于改進(jìn)DORATASK法的空中交通管制員配備與工作負(fù)荷評估*

李 錢

（中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局 廣州 510430）

1 引言

工作負(fù)荷的強(qiáng)度直接影響管制員的工作狀態(tài)。管制員的工作涉及到很多數(shù)據(jù)，航班號、速度、航向、高度、馬赫數(shù)等，而且很多數(shù)據(jù)都需要管制員去分析、去計算。在工作過程中，管制員根據(jù)航班的起飛地和目的地合理地分配高度、航向和速度。管制人員配備不科學(xué)，造成過重的工作負(fù)荷，不僅影響管制員的身心健康，而且影響到飛行安全，研究證實(shí)過高的工作負(fù)荷直接影響到人員的工作績效［1～2］。因此，采取措施改善從業(yè)者的工作負(fù)荷非常必要。如果在管制員值班過程中工作負(fù)荷過重，出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍等問題，將會給管制工作帶來極大的被動，甚至出現(xiàn)小于間隔事件［3］。對1990-2003年中國民航152起小于間隔飛行事件的分類統(tǒng)計表明，因為機(jī)組混淆指令造成的小于間隔的百分比為20.4%，因為機(jī)組調(diào)錯高度窗造成的小于間隔所占百分比為15.1%，由于機(jī)組聽錯指令和記憶障礙所占百分比均為14.5%［4］。

而隨著空中交通流量不斷增加，空中交通管制早已不是單個管制員所能承擔(dān)的，它必須由團(tuán)隊或班組的集體行為來完成，所以研究評估管制人員配備與工作負(fù)荷，使管制員能處在一個適宜的工作負(fù)荷強(qiáng)度下工作，對于降低管制工作中的事故率，保障飛行安全有著重要的意義。

英國針對雷達(dá)管制員提出的“D0RATASK”方法，是目前為止最常用的定量評估管制員工作負(fù)荷的方法之一，是較成熟的管制員工作負(fù)荷評估方法，其提出了從管制員在管制過程中發(fā)出指令的種類和時間來統(tǒng)計管制員的工作負(fù)荷，將工作負(fù)荷值量化，能夠較準(zhǔn)確地評估出管制員工作負(fù)荷的大小［5～6］。采用改進(jìn)的DORATASK方法，根據(jù)管制員在工作過程中發(fā)出指令的種類和時間來統(tǒng)計其工作負(fù)荷，將工作負(fù)荷值量化，進(jìn)而再對所需的管制席位進(jìn)行配備。這樣可以有效降低管制員的工作壓力，提高空管系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性［7～8］。

2 數(shù)據(jù)采集與處理

以某區(qū)域管制室為例，現(xiàn)大多數(shù)管制中心已使用新系統(tǒng)，雷達(dá)標(biāo)牌已經(jīng)完全整合了電子進(jìn)程單功能，因此指揮席、協(xié)調(diào)席的工作任務(wù)中的進(jìn)程單填寫、標(biāo)記、擺放、移動和掃視等操作忽略不計，根據(jù)管制員人員配備與工作負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型，對某管制區(qū)某日07：00-19：00的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場采集。采集的數(shù)據(jù)包括現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)和系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)兩部分，其中指揮席鍵盤、鼠標(biāo)操作時間，以及協(xié)調(diào)席鍵盤、鼠標(biāo)操作時間通過現(xiàn)場測量得到，通話時間等數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)中得到。如表1所示，給出了采樣時段內(nèi)指揮1架航空器時指揮席鍵盤、鼠標(biāo)操作平均時間，以及鍵盤、鼠標(biāo)操作平均時間［9～10］。

表1 指揮一架航空器各參數(shù)的平均值

從表1可以看出，2個統(tǒng)計時間段內(nèi)指揮1架航空器時指揮席鍵盤、鼠標(biāo)操作平均時間，以及協(xié)調(diào)席鍵盤、鼠標(biāo)操作平均時間相差不大。

為了減少評估的工作量，對這2個統(tǒng)計量分別在這3個時間段內(nèi)取平均值，分別作為任意時段指揮1架飛機(jī)時指揮席鍵盤、鼠標(biāo)操作平均時間，及協(xié)調(diào)席鍵盤、鼠標(biāo)操作平均時間［11～12］。

管制員工作負(fù)荷測量模型可以據(jù)此進(jìn)行簡化，指揮席管制員工作負(fù)荷可以簡化如下：

協(xié)調(diào)席管制員工作負(fù)荷可以簡化為

式中，N為統(tǒng)計時段內(nèi)的航班架次，指揮席工作負(fù)荷WL1，協(xié)調(diào)席工作負(fù)荷WL2，其中i，j=1，2，…，4，Δt為單位時間1h進(jìn)行計算。

單位統(tǒng)計時間段為1h，結(jié)合式（1）和式（2），求出該管制區(qū)指揮席管制員和協(xié)調(diào)席管制員在07：00-19：00各時間段的工作負(fù)荷，計算結(jié)果見表2所示。

表2 07：00-19：00各時間段內(nèi)管制員工作負(fù)荷

根據(jù)表2統(tǒng)計時段內(nèi)指揮管制員工作負(fù)荷、協(xié)調(diào)管制員工作負(fù)荷以及航班架次進(jìn)行對比，工作負(fù)荷與航班架次的數(shù)據(jù)統(tǒng)計見圖1所示，可以看出三者之間有較好的正相關(guān)性，可以通過Pearson檢驗來分析這些變量間的相關(guān)程度［13］。航班架次為1時，指揮工作負(fù)荷為0.777，其顯著性（雙側(cè)）為0.003，協(xié)調(diào)工作負(fù)荷為0.883，其顯著性（雙側(cè)）為0.000，在0.01水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)。檢驗結(jié)果表明，指揮管制員工作負(fù)荷、協(xié)調(diào)管制員工作負(fù)荷與航班架次有較好的正相關(guān)性，測量結(jié)果隨航班架次的變化而變化，這反映了模型的有效性和敏感性。

圖1 工作負(fù)荷與航班架次的數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖

實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，該模型具有較好的可操作性。進(jìn)一步對管制員工作負(fù)荷和航班架次進(jìn)行相關(guān)性分析，驗證了模型的有效性。

3 管制人員配備的實(shí)現(xiàn)

DORATASK方法認(rèn)為管制員平均工作負(fù)荷強(qiáng)度必須小于80%，管制員在1h內(nèi)的負(fù)荷上限為2880s，根據(jù)式（3）統(tǒng)計計算，給出表3管制員數(shù)量配備情況。

表3 管制員數(shù)量配備情況

4 數(shù)據(jù)結(jié)果分析

人數(shù)向上取整的方法會造成管制員壓力分配不合理。如，當(dāng)某一管制區(qū)1h內(nèi)流量產(chǎn)生的工作壓力為2881s，根據(jù)上文所述，需要2名管制員分擔(dān)，每人承受的工作壓力為1440.5s。如果工作壓力為2880s，只需要1名管制員，承受的工作壓力為2880s。工作量減小了1s，工作壓力幾乎翻倍，這顯然是不合理的。

因此，當(dāng)管制員工作壓力過高時，可以根據(jù)實(shí)際情況增加管制員。如果每位管制員在單位時問內(nèi)所承受的壓力大于2300 s時為高工作壓力狀態(tài)（閾值的具體大小可以根據(jù)實(shí)際情況由管制單位自行決定），便建議增加值班人數(shù)。民航局空管局提出的扇區(qū)容量控制，在高峰時段及時增開扇區(qū)，很大程度上減輕了管制員值班過程中的工作壓力［14～15］。

5 人員排班調(diào)整

針對管制員工作負(fù)荷過高的情況，該管制室對原有排班進(jìn)行更改，經(jīng)計算證實(shí)，排班調(diào)整后的該室管制員的工作負(fù)荷有所減少。其中，最新版排班變化說明如下：

1）該版本從**年*月**日起試運(yùn)行。因時間較緊，如運(yùn)行過程中還有更好的建議，歡迎大家及時向科室反饋，后續(xù)匯總后再做進(jìn)一步調(diào)整。

2）早班D改為3段，早班晚接代碼改為C。

3）排班需要，A1兩頭夜到場時間提前至05：30PEK。

4）每周二設(shè)備切換擬由B做第一段同步，D做第二段同步。如遇三班倒人員守夜值守D，考慮到三班倒人員排班的特殊性，由科室或班組安排其他人員做同步操作。

5）交接班重疊10分鐘的規(guī)定已在排班表體現(xiàn)。

6）部分扇區(qū)學(xué)員如安排值班代碼固定為E1，最后一段觀摩或見習(xí)。

7）部分人員反映的個別代碼下班晚趕不上班車和去到食堂沒有飯菜的問題已向中心反映。班車時間近期會調(diào)整，沒調(diào)整前確實(shí)有事的同事可提前向領(lǐng)班申請安排較早下班的代碼，食堂問題大中心也會及時與后勤部門溝通。

8）部分人員反映的個別代碼早接晚下等問題已盡量優(yōu)化，但因種種其他排班方面的考慮，暫時無法完全解決，歡迎大家提出自己的優(yōu)化排班方案供科室參考。

6 結(jié)語

根據(jù)管制員人員配備與工作負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型，對某管制室數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場采集。計算結(jié)果可針對管制員工作負(fù)荷過高的情況，對該管制室的排班進(jìn)行更改，排班調(diào)整后的該室管制員的工作負(fù)荷有所減少。