空中交通管理中的復雜性相關分析

孫思明

摘要：經過多年的發展，空中交通管制（AirTrafficControl）系統技術已經愈發成熟，其不斷發展的復雜性更是成為目前研究的重點。另外，隨著我國空中運輸的發展，空中交通行為也變得越來越復雜，這就勢必要求空中運輸管理提供相應的技術支持，盡可能的避免或減少空中交通事故的發生。本文在研究復雜的空中交通行為基礎上，結合當下國際研究熱點，對ATC（空中交通管制）中的復雜性進行深入的分析，以期為相關管理研究提供策略依據。

關鍵詞：ATC;復雜聯系;相關分析;航空領域

空中運輸的快速發展，使空中交通行為變得更加復雜，不斷給空中交通管理帶來新的挑戰。統計數據顯示，70%左右的航空事故都是由空中交通行為不當導致的，空中交通管理的復雜性顯而易見。所以對于空中交通管制復雜性的相關分析也就成為相關機構關注的重點。

一、空中交通管理復雜性的內涵

空中交通管理的復雜性在本質上是由人為因素決定的，管理者在操作決策的過程中與系統設備和AI打交道，管理者的自身能力和智能設備之間的協作磨合，整體上就構成了空中交通管理的復雜性。

盡管早在50多年前，就有學者對空中交通管理展開研究，證實了復雜性這個因素對于管理者和操作人員造成的影響和負擔，但目前空中交通管理的復雜性研究依然未處于成熟階段，不斷有新技術新應用改變空中交通管理的運行理念。也正是由于多年來系統科學的發展和不斷的研究進步，使得空中交通管理的研究變得系統化和流程化。從具體操作上來看，空中交通管理就是在流量和服務上采取規范化、科學性的手段對交通秩序和安全進行管理和保障。其重點包含認知的復雜性、動態密度的復雜性以及感覺的復雜性，其他方面諸如管制的復雜性、交通流、空域和扇區則相對流程化。可以看出，涉及到人為因素的，才是空中交通管理復雜性的核心。具體來看，影響空中交通管制的人為因素包括管理者的身心狀況和責任意識兩方面，空中交通管制本身就是高風險行業，對管理者的心理承壓能力提出了較高的要求，另外，即使有長期工作經驗的人員，也有可能因為心態或者責任意識問題犯錯，最終釀成交通事故。可以說，空中交通管理的復雜性即是以人為中心要素的復雜性。

另外從硬件設備上看，目前我國空中交通系統發展十分迅速，不斷有新的設備被應用，自動化水平不斷提升，但也正因為這樣，一旦高精度的系統或設備出現故障，可能會干擾空中交通管理的進行，這就是系統設備上的復雜性。另外還會涉及設備系統的具體操作、維修，越來越精密的系統和設備勢必也會要求更專業的維護人員和合適的環境，這都給空中交通管理帶來挑戰。

二、空中交通行為形成機制

影響空中交通行為的因素有很多，管理者并不能對所有的因素都進行感知，空中交通管理者主要面對的是復雜的系統和空域信息，并不能有效的處理形形色色用戶的偏好和訴求，這些無序的訴求和其他交通影響因素相互交織，使空中交通行為呈現一種無序的、復雜的狀態。空中交通管理復雜性的產生源于空中交通行為，空中交通行為主要包括排隊行為、航班沖突和其他人為因素。其中空中交通排隊是較為常見的現象，具體來看，排隊行為還涉及航空器條件和航空服務，雖然說航空器的速度、位移、里程是固定指標，但是當和航空服務相匹配時則會產生一定的隨機性，每個航空器的行進路線也就不固定，這種隨機性就使得航空行為變成了較難預測的復雜性。另一方面，航行沖突也會近一步加劇排隊的復雜性。雖然有自動化系統的輔助，但管理者要面對的是無序的交通行為和自身的主觀人為因素，這就造成了空中交通管理的復雜性。

三、空中交通管理復雜性的研究方向

靜態空中交通管理和動態空中交通管理都具有一定的代表性，但兩者在操作方法上又有不同，接下來將詳細闡述兩個研究方向的內容和特點。

（一）靜態空中交通管理復雜性相關分析

首先，靜態空中交通行為是動態空中交通行為的研究基礎，其研究過程中涉及到的數據信息以圖像的方式展示，而分析方法主要是聚類分析，通過聚類分析，分析出交通行為軌跡特征和各類行為指標之間的差值，再把差異值與整體的相對關系以圖像的方式勾畫出來，最終可以以固定的時間軸為基準對空中交通行為進行分析對比。在此過程中，聚類分析可以為管理者提供大量的組內信息，幫助管理者構建標準模型，再結合AI分析出的交通圖景綜合分析，進行診斷和管理。

（二）動態空中交通管理復雜性相關分析

與靜態空中交通管理復雜性分析不同，動態空中交通管理用到的是多維特征量，需要對不同時間節點的空中行為進行描繪，是在靜態空中交通行為研究的基礎上做差異函數，相當于多個靜態圖像的綜合分析，在此過程中，僅僅依靠人力是遠遠不夠的，管理者在缺乏參照物和對象的復雜信息的情況下，很難憑主觀作出決斷。這就需要對多組時間進行劃分和聚合分析，在客觀層面認清交通行為的特征量，這些特征量往往具備多維屬性，多維度的變量還需依靠自動化系統進行輔助分析，提煉出特征量以后再由管理者進行決策，這樣就可以避免管理者的主觀判斷。

四、空中交通管理改進措施

首先需要考慮管理者的工作負荷，空中交通管理復雜性需要管理者腦力和體力協作，而管理者認知的復雜性同樣會影響管理決策結果。空中交通管理最終負責的是人，所以要堅持以人為本的理念，不光要建設硬件系統，也要搭建安全責任制度，不斷推進落實，重視風險管理以及安全信息管理，不斷提升管理者的能力水平和個人素質，其次才是針對硬件系統的管理，強化管理整個信息采集作業流程，并開發系統預警功能，搭建更安全的信息系統平臺，使系統可以更智能的針對特殊及異常情況及時作出辨識和反饋，并分析預測出可能的結果，以此更好的輔助人來做決策。

為了保障上述措施的順利推進，還應該建立完善的監督機制，在空中交通管理系統不斷發展進步的過程中及時提出改良意見，同時對各個環節進行考核和監控，確保平臺系統的健康運作。

五、結束語

現如今人們出行業務的迅速增加，對航空運輸提出了更高的要求。空中交通的模式和管理也變得更加復雜，新技術的進入和新領域拓展為空中交通管制提供新的解決方案的同時，也帶來了更多的復雜性和不確定性，對于空中交通管理復雜性的研究具有重要的意義，在復雜性的研究的過程中，可以洞悉系統之間的聯系，發現更優化的決策方案，通過不斷的實踐對空中交通管理系統的作用和表現進行評估，為自動化系統的不斷開發提供科學依據。

參考文獻：

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