基于管制員工作負荷的管制空域扇區優化概述

李昕曉

摘 要 我國經濟體制改革以來，航空運輸行業得到較快發展。對我國經濟整體經濟的發展具有較大促進作用。但是，目前航空運輸流量分布不均勻，并且空域單區規劃科學性與合理性不足，導致不同扇形區域管制工作壓力相對較大，致使空域整體容量受到一定的限制，這就無法提高空域安全性以及利用率。為此，需要對空域扇區進行有效的優化，不但能夠使空域劃分具有較高的科學性與合理性。而且還可降低管制人員工作壓力，這對我國航空運輸流量的均勻分布具有較大促進作用，以此為航空運輸行業的較快發展奠定良好的基礎。

關鍵詞 管制員;管制空域扇區;優化

前言

我國空域在劃分的過程中包含不同扇區，并且對不同扇區設立一個管制席位對空中交通進行協調與指揮。但是，隨著空中交通流量不斷增加，飛機數量增多，導致一些空域管制工作壓力較大，這在較大程度上會對飛機飛行安全性造成影響，并且在此基礎上扇區劃科學性與合理性不足，導致扇區的管控工作不均衡。為此，需要在劃分扇區的過程中采取有效的優化措施，以此確保空域劃分具有較高的科學性與合理性，從而為空中交通運行的安全性奠定良好的基礎。

1管制員工作負荷的扇區優化現狀研究

1.1 國外現狀

國外學者對空中交通管制復雜性與管制員工作負荷之間的關系進行了深入的分析，并且給出了管制復雜性因素集合。此外，還分析了交通復雜性與管控員操作之間的關系，同時采用了相關的測量方法。通過空中交通管制的通訊事件預測對主觀管制工作負荷的評估與測，并且在此基礎上對不同預測的主觀工作負荷評估模型進行了有效的對比[1]。

1.2 國內研究現狀

我國對該方面的研究起步相對較晚，并且對空中管制復雜性研究比較少，提出了基于管制員工作負荷的扇區優化，并且在此基礎上在管制員工作負荷制定了空余容量評估方法。在以往工作負荷研究期間，忽略了空域安全性分析，對空域交通復雜性因素沒有充分考慮，同時將研究重點放在管制工作負荷的“看得見部分”，但是對“看不見部分”沒有制定有效的測量方法。

2管制員工作負荷的分析

從管制員角度進行分析，主觀工作符合具有一定的差異性，這在較大程度上與疲勞、訓練以及技能等有關，這對管制員面對新系統接受能力的提升會產生不同程度的影響。若減少主觀工作負荷會導致工作單調以及對工作內容的厭煩。因此，對工作負荷目標進行評價的過程中，管制員在處理信息方面的能力不能超負荷，這會對管制工作質量產生不同程度的影響。管制員工作負荷與扇區容量密度有較大關系，空域容量取決于管制員工作負荷、管制員決策表達能力、分析能力以及理解能力等，均會對空域扇區容量產生不同程度的影響[2]。由于個體之間的差異，會使管制下的扇區容量不同，同一管制員在不同條件下，管制扇區容量也有所不同，只有管制員調動以上所有能力才能使工作效率達到最高。

3管區空域扇區優化系統設計

3.1 工作負荷計算模塊

工作負荷計算模塊主要是通過調用數據庫，完成各個航段負荷的計算，輸出計算結果給優化算法模塊和航路圖生成模塊，作為進行優化工作的數據來源。工作負荷計算模塊需要調用管制工作負荷數據庫、航班管制負荷數據庫和航班航段數據庫[3]。

3.2 系統功能模塊

（1）工作負荷計算模塊。工作負荷計算模塊主要是在數據庫的基礎上，對不同行段負荷進行有效的計算，并且在計算結果的基礎上對航路圖生成模塊以及算法模塊進行全面的優化，將此作為優化工作的數據來源。工作負荷計算模塊需要調動不同數據庫，比如航班航段數據庫、工作負荷數據庫以及航班管制負荷數據庫。

（2）優化算法。目前較為成熟的優化算法有遺傳算法、退火算法，其中傳統優化算法有隨機方向法、隨機試驗法以及復合刑法等。其中，弱搜索方法尤為重要，主要是通過計算機產生的偽隨機數隨機抽樣實施搜索，但是此種方法效率相對較低。強搜索方法是通過梯度確定信息引導搜索，搜索效率相對較高。遺傳算法，主要是通過基因遺傳算子搜索到全域最優點的區域，但是該方法容易過早收斂，并且如果規模相對較大，計算時間相對較長，很難解決大型結構優化問題。此外，退火算法介于弱算法與強搜索方法之間，其優點主要有：①能夠搜索到全局最優解[4]。②最終解質量與初始解沒有關系，并且在此基礎上搜索過程不蛻變。③此種方法能夠較好的適應各種問題中，但是該算法記憶能力相對較低，如果規模足夠大的情況下，會導致搜索效率無法得到有效提高，這就需要對記憶能力返回搜索過程以及加溫過程等算法功能進行有效的改進。

4結束語

綜上所述，隨著我國經濟的不斷發展，科學技術有較好的革新，交通運輸行業得到較快發展，其中空中交通運輸行業發展較為迅速，這對我國經濟的發展促進較大促進作用。但是，在對空中交通實施管理的過程中也存在不同程度的問題，使區域管制員工作壓力不但增加，在此過程中需要對區域管制進行科學、合理的劃分，并且在此基礎上采取有效措施對空域扇區實施全面優化，比如系統界面設計以及系統功能模塊設計等，不但能夠有效緩解管制員工作壓力，而且還可提升空中交通安全性。

參考文獻

[1] 馬國超.針對管制員工作負荷的扇區容量評估方法探究[J].中國新通信，2018，（1）：41-42.

[2] 許辰澄，趙征，胡明華，等.基于扇區復雜性數據的管制員工作負荷評估[J].中國民航大學學報，2019，（4）：5-10.

[3] 李歡，王毅鵬.基于空域復雜度的扇區動態通行能力研究[J].航空計算技術，2019，（4）：79-83.

[4] 劉璐.基于管制通信行為的終端區空域容量評估模型[J].航空計算技術，2019，（4）：22-26.