【摘要】 為了適應民航快速發(fā)展的要求，非常有必要建立起一套工具或輔助工具，為空中交通運行管理和流量管理提供輔助決策的信息，針對管制運行品質和運行風險進行實時監(jiān)控和告警。同時，也應建立管制運行基礎數(shù)據倉庫，在該數(shù)據倉庫的基礎上，實現(xiàn)數(shù)據挖掘、分析統(tǒng)計、評估，并為進一步的空域評估、空域規(guī)劃等工作提供全面的數(shù)據支持。本系統(tǒng)定位于信息管理系統(tǒng)，作為生產（輔助）系統(tǒng)（如空管自動化系統(tǒng)、管制信息綜合顯示平臺等）的擴展和補充，為管制運行單位各級管理者提供服務。通過系統(tǒng)的建設，主要達到以下三個方面的預期目標：一是實現(xiàn)對管制運行品質的綜合評價，二是實現(xiàn)管制運行管理的功能升級，三是實現(xiàn)管制運行品質優(yōu)化策略的輔助決策。軟件通過對管制員陸空通話的實時監(jiān)控，獲得管制員工作負荷水平的數(shù)據，為進一步的流量管理、空管評估、空管規(guī)劃提供數(shù)據支持和決策依據。通過對歷史航跡的統(tǒng)計分析，可以實現(xiàn)流量配置、管制調配方法的優(yōu)化、為進一步的流量管理、空域航路航線優(yōu)化提供直接的數(shù)據支持。系統(tǒng)以軟件的形式實現(xiàn)，采用高可用的，模塊化的、可擴展的架構，能夠允許系統(tǒng)通過簡單配置滿足特殊用戶和地點的要求。在設計和開發(fā)系統(tǒng)的過程中，要選擇統(tǒng)一的體系和架構，這樣能大大提升整個系統(tǒng)的實用性與開放性，該系統(tǒng)具有開放的構架系統(tǒng)、模塊化設計、高收縮性、易添加和修改的外部接口、面對對象的設計、可移植性、易于維護和快速移動安裝、易于整合的特點。 

第一章緒論

1.1研究背景及其意義

空中交通管制是空中交通管理工作的重中之重，對保障民航運輸安全中起到了至關重要的作用。在管制運行管理中，為了對管制工作進行有效的管理與控制，管理者要隨時對整個管制的運行狀況了然于胸。一直以來，中國民航對管制運行狀況實施監(jiān)控的主要方式還局限于舉行會議、現(xiàn)場檢查、聽取報告，或是定期對月報、周報進行查閱等比較傳統(tǒng)且呆板的模式。近年來，隨著先進空中交通管制系統(tǒng)的飛速發(fā)展，以及管制流量的不斷激增，依靠這些傳統(tǒng)方式已經很難實現(xiàn)對管制運行狀況的有效監(jiān)控。

在我國，改革開放以前，由于航班量很小，可以認為不存在運行品質的問題。90年代以后，伴隨經濟社會的發(fā)展，空中交通流量也隨之高速增長。進入本世紀后，增長率每年都超過或接近兩位數(shù)。但是空管保障設施設備和管制技術的發(fā)展明顯滯后于經濟社會對民航的需求。加之空域受限多、空域結構設計不合理，使得空中交通異常擁擠，航班延誤已成為社會熱點問題，空中交通管制運行的品質直接影響到旅客出行。近年來，國家把解決航班延誤問題上升到就是解決民生問題的高度上，可見空管運行品質已經引起了各方面的廣泛重視。

1.2主要研究內容和論文結構

本文對管制運行品質評估系統(tǒng)的理論基礎、實現(xiàn)的途徑和使用的方法進行了闡述。具體內容安排如下：

第二章闡述主要安全理論基礎，以及所用到的相關技術。

第三章對管制員工作負荷評估的分類和評估的方法做了闡述。

第四章設計并實現(xiàn)了工作負荷量化數(shù)據的收集軟件，為第四章的工作負荷模型提供了數(shù)據來源。

第五章建立了管制員工作負荷模型，對管制員工作負荷采用線性回歸分析法進行擬合，對于既定空域，推導出計算管制員工作負荷的工作，并通過實例加以說明，并得出了管制員工作負荷與扇區(qū)是否相鄰無任何線性關系的結論。

第六章對管制運行品質評估系統(tǒng)及其主要組件作了較為詳細的描述。

第七章總結了已完成的工作，展望了管制運行品質評測的未來發(fā)展態(tài)勢。

第二章理論基礎

2.1安全風險管理的主要理論

安全風險管理是支持安全管理和有助于其他間接相關的組織程序的一項核心活動。安全風險管理，主要內容包括對具有危險后果的安全風險進行評估，以及將該安全風險降低至可以接受的水平。安全風險管理的目的是：為均衡地在所有評定的安全風險和那些可控和可緩解的安全風險之間配置資源提供基礎。也就是說，安全風險管理有助于解決“生產和保護兩難”問題。因此，安全管理程序中的重中之重就是安全風險管理。

安全風險有以下五項基本內容：

1、安全風險管理

2、安全風險概率

3、安全風險的嚴重性

4、安全風險的可容忍度

5、安全風險的控制緩解

空管工作，安全是底線，也是生命線，做到萬無一失是我們的目標。老觀念的安全管理在事故發(fā)生后來追究責任、處理當事人，有時候甚至出現(xiàn)各打五十大板的情況，事實證明，這樣的安全管理真是愧對了“管理”二字，只是把權力當成了處理事情的尚方寶劍。但是，隨著空域日漸擁擠，空中流量日益增大，加之設備日漸老化，還有各種施工帶來的挖斷電纜、光纜等事故，甚至地震、洪水等自然災害，對空管運行都是極大的風險。因此，找準風險源，深入進行隱患排查，對已經找到的各種風險源進行研判、控制，才能真正有效地控制不安全事件的發(fā)生，只有這樣才能真正說找到了安全管理的有效途徑，也才是把“管理”二字落到實處。新型的安全管理體系是以風險管理為核心，將事故的預防轉向了源頭控制，通過廣泛開展風險源辨識、風險評估、風險控制及循環(huán)、反饋改進，主動消除或控制空管運行中人員、設備、環(huán)境、程序等各個管理環(huán)節(jié)和運行過程的不安全狀態(tài)，實現(xiàn)對整個運行過程中危險點、危險源的可控。同時對整個過程進行監(jiān)督管理，對運行情況進行評估、分析，改進，，整個閉環(huán)的控制使得超前控制危險因素得以真正執(zhí)行和落實，實現(xiàn)了空管系統(tǒng)的本質安全。

2.2管制運行品質的研究

在本系統(tǒng)中，管制運行品質的定義指管制服務的水準、質量；指標體系主要包括管制席位工作負荷指標、管制運行安全性指標、管制運行效率指標等三類指標。系統(tǒng)以管制運行數(shù)據倉庫（包括引接和儲存飛行計劃數(shù)據、話音通信數(shù)據、實時的雷達數(shù)據等）為平臺，通過對深挖海量運行數(shù)據中蘊藏的信息，對實時的管制運行提出建議，對將來更高安全裕度的運行模式提供決策信息。同時，也符合質量管理體系“建立持續(xù)改進的機制，堅持不懈的推進持續(xù)改進”的要求。顯而易見，管制員的工作負荷是隨著其管制職責范圍內的飛機數(shù)量增加而增加的，并且還不是簡單的線性關系。在我國北京、上海、廣州三地形成的連線三角區(qū)域內的管制工作量時常超出普通管制員所能承受的水平，在西南地區(qū)，成都、昆明、重慶的增長率也超過或接近兩位數(shù)。在民航安全管理中“人的因素”研究的范疇中，對管制員工作負荷的研究從來都是重要課題。如果能準確判斷出管制員的工作負荷，并以此為依據合理安排扇區(qū)航班流量、科學地進行排班，就能使管制員工作負荷相對航班密度而言始終處在相對合理的范圍，這對保證空中和地面安全具有重大的意義。

2.2.1管制員工作負荷的定義

管制運行品質最重要的內涵就是管制員工作負荷。直到世紀初我們才意識到運行品質的重要性和它與管制員工作負荷之間的關系。我們可以從管制員的工作職責為出發(fā)點來了解其概念。管制員的工作職責主要有：

1、對駕駛員提供必要的飛行階段需要的情報，如氣象情報、航行通告等；

2、對航空器飛行的各個階段提供必要的管制指揮；

3、對航空器在飛行中的安全間隔起到指揮和監(jiān)控的作用；

4、與駕駛員共同對飛行的安全負責。

本文在綜合分析了多種對工作負荷的定義后，采用以下描述：管制員工作負荷是管制員緩解由于對飛行的指揮和監(jiān)控而產生的精神和身體壓力的周期，工作負荷的大小就是由這個周期的長短決定的。

第三章對管制員工作負荷的評估......13

3.1工作負荷的客觀影響因素.....13

3.2工作負荷的分類.....14

第四章工作負荷量化數(shù)據收集軟件......21

4.1物理平臺....21

4.2軟件環(huán)境..........21

4.3技術路線..........21

第五章管制員工作負荷的量化模型.....31

5.1算法步驟.......31

5.2邏輯結構......31

第六章民航西南空管局管制運行品質評測系統(tǒng)

6.1系統(tǒng)概述

6.1.1工作負荷研究與品質評測的關系

有了前文第四章和第五章的基礎，能夠對管制員和管制席位的工作負荷進行測量和評估，有了這些測量的數(shù)據，就能對其進行分析，在這些數(shù)據中挖掘出對空中交通管理工作有用的數(shù)據。

民航的運行品質通俗來講就是整個系統(tǒng)運行有序，系統(tǒng)的各個專業(yè)工作壓力在可控范圍內，對外表現(xiàn)為航班正常，客貨運輸各方滿意度較高。提升運行品質的前提是準確、清晰、客觀地判斷和掌握運行品質的情況。為改善對空管運行的監(jiān)控狀況，提升安全裕度，提高服務水平，對管制運行品質等方面引起重視，充分利用先進技術與設備，確保管制運行工作能夠有序進行，與此同時還要構建完善成熟的綜合性統(tǒng)計指標體系，通過建立一套評測系統(tǒng)，利用可采集的實時運行數(shù)據，對管制運行品質各類統(tǒng)計指標進行評測，定量分析管制運行服務水平和質量的變化，把握從量變到質變的內在規(guī)律，以此客觀反映管制運行品質的相對狀況，實現(xiàn)管制運行管理的全面升級。

而這其中直接影響空中飛行安全和正常的就是管制員工作負荷的大小。超負荷和輕負荷都將影響管制員的工作效率，因此工作負荷評估的主要目的，是在一定的時間內，使人的信息處理能力既不能超負荷工作，也不能長時間輕負荷工作。超負荷工作會降低對意外情況的反應能力，輕負荷工作容易降低管制員的警惕性。

因此，本系統(tǒng)中最重要的模塊就是管制工作負荷的測量和實時監(jiān)控，有了這個前提，才可能對管制運行的品質進行評測，以及后期對運行效率進行綜合統(tǒng)計和分析。在本章6.1.3.1中介紹管制負荷實時監(jiān)測子系統(tǒng)的作用。

第七章貢獻與展望

7.1論文的主要貢獻

本文設計并建立了管制員陸空通話話音模型，并以此作為管制運行品質評測的主要內容。在結合了空域結構的基礎上建立的管制員工作負荷評估方式更符合特定管制區(qū)域的情況，同時對管制員工作負荷進行了量化分析，給出更為合理的管制扇區(qū)的劃分和設置策略。

論文的主要貢獻包括：

1、設計并實現(xiàn)了管制員工作負荷量化軟件，將原始的人工采集的方式升級為自動采集方式，使大量數(shù)據的采集與處理分析成為現(xiàn)實。

2、從理論上建立了管制員工作負荷量化模型，考慮了實際空域的地理特定，流量分布情況和實際管制工作情形對建模的影響。

3、統(tǒng)計了常用的管制用語所耗費的時間，在對管制指令詳細分析的基礎上，利用建立了管制員工作負荷評估模型對指定扇區(qū)進行管制員工作負荷的推算。

4、管制員工作負荷和空域結構之間的關系。大量文獻都已經指出，管制員工作負荷和空域內航空器數(shù)量之間有密切的關系。但是空域結構與管制員工作負荷之間具體有什么關系，卻沒有明確給出。本文通過最小二乘法進行回歸分析，得出了相鄰扇區(qū)的工作負荷沒有線性關系，為管制員的實際工作提供了良好的輔助決策工具。

參考文獻（略）