基于SHEL模型的中小機場空中交通管制運行風險分析

宋曉芳

摘? 要：針對傳統中小機場空中交通管制運行風險分析方法一致性系數較低，為此提出基于SHEL模型的中小機場空中交通管制運行風險分析。根據《中小機場空中交通管制運行管理體系》選取風險類和風險指標，將選取的風險類和風險指標輸入到SHEL模型中，利用SHEL模型計算出單指標風險值和風險類風險值，最后將該兩種風險值綜合評價，得到中小機場空中交通管制運行綜合風險值，根據風險值確定風險等級，以此完成基于SHEL模型的中小機場空中交通管制運行風險分析。經實驗證明，此次設計分析方法一致性系數高于傳統方法。

關鍵詞：SHEL模型? 中小機場? 空中交通管制? 運行風險

中圖分類號：X949 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2021）03（a）-0140-03

Operational Risk Analysis of Air Traffic Control in Small and Medium Airports Based on SHEL Model

SONG Xiaofang

（Navigation Support Department， Changzhi Airport Co.， Ltd.， Changzhi， Shanxi Province， 046000 China）

Abstract： In view of the low consistency coefficient of the traditional air traffic control operation risk analysis methods of small and medium airports， a SHEL model-based air traffic control operation risk analysis of small and medium airports is proposed. According to the "Small and Medium Airport Air Traffic Control Operation Management System"， select the risk categories and risk indicators， input the selected risk categories and risk indicators into the SHEL model， use the SHEL model to calculate the single indicator risk value and the risk category risk value， and finally The two kinds of risk values are comprehensively evaluated， and the comprehensive risk value of air traffic control operation of small and medium airports is obtained， and the risk level is determined according to the risk value， thereby completing the risk analysis of air traffic control operation of small and medium airports based on the SHEL model. Experiments have proved that the consistency coefficient of the design analysis method is higher than that of the traditional method.

Key Words： SHEL model; Small and medium airports; Air traffic control; Operational risk

空中交通管制是中小型機場航空系統中一項關鍵組成部分，是中小機場安全運營的重要保證，一個中小機場平均每天空中運輸飛行將近500架次，時間累積32萬h，其中事故率平均為6.4%每百萬h，因此一方面可以看出中小機場的穩定發展離不開一個完善的空中交通管制，另一方面可能看出中小機場空中交通管制存在著一定的安全風險[1-2]。若要有效控制和減小中小機場空中交通管制運行風險，首要條件就是要準確分析出存在的風險，才能采取相應的解決措施，但是目前應用于該方面的風險分析方法一致性系數較低，無法滿足中小機場空中交通管制運行風險分析需求，為此提出基于SHEL模型的中小機場空中交通管制運行風險分析。

1? 空中交通管制運行風險分析

1.1 運行風險類和風險指標確定及提取

《中小機場空中交通管制運行管理體系》中將風險歸類為十種，其中包括人為風險、通信負荷風險、管制設備風險、交通特征風險、天氣風險、飛行風險、空中交通流量風險、沖突風險、管制移交風險以及間隔風險，將該十種風險作為待分析風險類。為了更準確的分析出中小機場空中交通管制運行存在的風險，從該十個風險類入手，選取中小機場空中交通管制實時運行中的風險指標，具體如表1所示。

對于以上確定的風險類和風險指標數據提取，將中小機場空中交通管制運行報告系統作為數據源，該系統涵蓋所有中小機場空中交通管制運行數據，覆蓋范圍比較廣，內容比較全面，從該系統中提取到以上提出的風險類和風險因素數據，為后續中小機場空中交通管制運行風險等級評估奠定基礎。

1.2 基于SHEL模型評估的運行風險等級

為了實現對中小機場空中交通管制運行風險動態精準評估，此次利用SHEL模型分析中小機場空中交通管制運行風險等級和風險值，SHEL模型是由硬件、軟件、環境以及人員四個因素所組合而成[3]。該模型是以人作為核心因素，其他三個因素均是以人員這一因素相匹配，四個因素是相互配合的關系，四個因素共同協作才能實現模型高效運行。

將提取到的風險類和風險指標數據分成硬件、軟件、環境和人件四種類別，將分類后的數據輸入到SHEL模型中，利用SHEL模型計算出各個風險因素和風險類所對應的風險值，并在此基礎上計算出綜合風險值和風險等級。

利用SHEL模型計算出單個風險指標評估值，其計算公式如下所示：

（1）

公式（1）中，x表示風險指標評估值;k表示風險指標在SHEL模型評估周期內出現的頻次;d表示風險指標權重值[4-6]。利用上述公式對選取的所有風險指標評估值計算，在此基礎上對風險類評估值計算，其計算公式如下

（2）

公式（2）中，y表示風險類評估值;n表示風險類包含的風險指標數量;表示風險類中風險指標評估值。利用公式（2）將選取的10個中小機場空中交通管制運行風險類的評估值計算。在得出單指標風險評估值和風險類評估值后，經過相關資料和專家咨詢發現，以上兩種風險值具有一定的相關性，但是單單以其中一個作為風險評估依據，并不能準確推算出中小機場空中交通管制運行風險。鑒于此，在此基礎上利用SHEL模型深入分析，得出中小機場空中交通管制運行風險綜合評估值，其計算公式如下：

（3）

公式（3）中，z為中小機場空中交通管制運行風險綜合評估值。根據SHEL模型輸出的評估結果，確定中小機場空中交通管制運行風險等級，此次將中小機場空中交通管制運行風險分為低風險、中等風險、高風險、超高風險四個等級。SHEL模型會根據計算得到的風險值自動判斷出所對應的風險等級，以及控制風險采取對應措施。

2? 對比實驗

2.1 實驗流程

實驗以某中小機場空中交通管制作為實驗對象，該交通管制范圍為地面到空中6500m，運用此次設計方法與傳統方法，分析該中小機場空中交通管制運行風險。實驗中將SHEL模型分析周期設定為30min，每個周期內調取交通管制協調與移交、通訊設備和雷達設備運行、管制工作程序、飛行動態、氣候、交通管制間隔各50分報告，將其作為數據來源;實驗設計兩種方法分析時間為2.5h;運用公式（1）、（2）、（3）計算出單風險指標評估值、風險類評估值以及綜合風險評估值;記錄兩種方法分析數據，從中隨機選取五個時間點的風險分析數值，將其作為實驗數據，具體如表2所示。

根據實驗數據利用JGF軟件計算出兩種方法的一致性系數，一致性系數取值范圍在0～1之間，其表示分析結果與實際結果的一致性程度，系數值越接近1說明分析結果與實際結果越相符合，分析精度越高。實驗將兩種方法的一致性系數作為實驗結果，對兩種方法對比。

2.2 實驗結果分析

根據JGF軟件計算得出的兩種方法一致性系數，對比兩種分析方法，實驗結果如表3所示。

從表3可以看出，此次設計方法分析結果的一致性系數在0.94～0.99之間，高于傳統方法，說明此次設計方法分析的結果基本與實際值相符，能夠準確描述中小機場空中交通管制運行風險，具有良好的適用性和可行性，能夠滿足中小機場空中交通管制運行風險分析精度需求。

3? 結語

本文以SHEL模型分析理論作為理論依據，設計一個新的中小機場空中交通管制運行風險分析方法，通過合理篩選風險類和風險因素，利用SHEL模型分析風險值和風險等級，經過實驗論證，證明本次設計分析方法具有較高的可信度，相對于傳統方法更適用于中小機場空中交通管制運行風險分析，為中小機場空中交通管制運行提供安全保障。本文研究尚有不全面之處，今后會對大型機場空中交通管制運行風險分析進行深入研究，促進民航產業迅速發展。

參考文獻

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