空管自動化運行體系及人為因素淺析

現階段，是我國實現由民航大國向民航強國歷史性跨越的重要時期。目前，北京、上海和廣州三大管制中心已按計劃投產運行，全國大部地區實施雷達管制，基礎設施建設取得重大進展。展望2020 年航空運輸的遠景目標，中國民航將用全新的理念和方法建設新一代民用航空運輸系統，以促進我國民航事業實現更快、更好和可持續地發展，早日實現從民航大國向民航強國的歷史性跨越。

為保證民航運輸安全、暢通、高效，空管自動化系統的建設成為空中交通管制工作的重點?？展茏詣踊到y是空中交通管制員管理空中交通的重要手段之一，空管自動化系統的使用是空中交通管制發展的重大飛躍，為空管安全有序地運行創造了良好的環境。

目前，我國已著手開發新型空管自動化系統。該系統雖然沒有改變霍金斯所提出的SHEL模型的基本特征，但卻改變了模型中各元素(software軟件、hare ware硬件、environment環境和live ware人)之間的界面。如何使各元素之間的界面匹配好，將各個元素的作用發揮到極致，一方面要在該系統下對各管制崗位重新設置，并對其賦予新的崗位職責，另一方面也要加強對管制員自身素質的培訓，以適應新系統新機制下的管制工作，讓新型空管自動化系統在未來空中交通管制中發揮最大作用。建立清晰的空中交通運行管理新概念，通過建立全國統一的流量管理系統，形成一個安全、有序、高效的空管運行管理系統，實現全國空管運行一體化。

目前，我國的空管模式是基于雷達監視、地基臺站導航、話音通信的傳統方式，系統以點面為中心，沒有充分應用衛星技術、計算機、數據通信技術的發展成果。在此模式下，空管崗位設置一般都按照飛行的各階段來劃設，即塔臺管制室負責飛機的地面運行，進近管制室負責區域內機場飛機的起降，區域管制室負責飛機的航線飛行。這種崗位設置在劃分上主要以航路或空域為中心，在管制方式上以臨時性的間隔調配為主，而對航空器運行的經濟型、航班的正點率考慮較少，在航班流量較大或者有大量沖突出現時會給管制員帶來很大的工作負荷。

人們不可能按照目前的方式來處理未來的空中交通流量，也不可能按照現行的模式提出未來復雜情況的解決辦法?？展馨l展的方向應將空域管理轉向四維航跡管理，預測飛行沖突，提供告警和決策，減輕管制員負擔，實現地空共擔間隔責任，提高安全水平，同時提高正點率，降低航班非計劃飛行時間與油耗。并對所有的航空活動參與者提供可靠充足的信息，以滿足各類需要。未來的空管自動化系統是運用星基導航、數據鏈通信和計算機網絡等技術建立起來的新型空管自動化系統。

該系統是以管制員為中心，管制員必須對空中交通保持總體控制。管制員可通過直接鏈路通訊(CPDLC)與飛行員取得聯系，由此提供放行、情報、氣象、高度指配、偏離航路警告、航路改變、速度指配、通信頻率指配等空中交通管制服務，從而取代傳統的話音通信方式。在管制席位上顯示的航空器航跡，是通過ATN 數據鏈，按照ATS 單位與飛機雙方同意的約定來進行通信，從航空器獲取的基于合同式自動相關監視(ADS-C)四維位置信息，而飛機的呼號、位置、高度、速度和其它一些參數則通過廣播式自動相關監視(ADS-B)自動廣播，由此取代傳統的二次雷達監視信息。管制員通過地_地監視應用中飛機廣播的信息以及從多點相關定位系統獲取的航空器監視數據，以提高或補充現有的監視能力，并可擴展至處理機場場面內裝載有多點相關定位設備的機動車輛，從而改善現有管制程序，提高管制效率。設置自動放行席位，通過停機位數據鏈(gate link)傳輸信息，實現地面計算機系統與停在停機位的飛機計算機系統的有關數據自動傳輸，以便向機組提供放行、航行情報、氣象資料等信息，取代現有的人工放行席位。

下面，我們來分析一下人為因素在空中交通管理中的作用:

人因素通常是指與人有關的任何因素，包括生活和環境中的人，人與機器、程序和環境的關系，以及人與人之間的關系。說到這里就要提及，由愛德華提出，后經霍金斯修改的，描述人為因素概念的模型—SHEL模型(見下圖)。它是指軟件(software)、硬件(hare ware)、環境(environment)、人(live ware)四個要素圍繞中間的人要素構成的界面系統。該模型表明了航空系統中與管制員構成界面的四個要素及其相互關系。管制員(人的要素)位于模型的中心，強調了人與其它要素的契合，同時強調了以人為中心的人與其它各要素之間接口的相互關系與作用方式，直接關系空管安全運行的整體功能。

根據民航局空管局對空管不安全事件的統計，在當前事故和不正常情況中，機器和設備原因約占23%，人為原因約占75.5%，其它原因約占1.5%。而在人為原因中，機組原因約占35%，管制員原因約占25%，機組和管制員共同原因約占40%。機組原因中20%的事件可由管制員發現問題并指出糾正，但管制原因中機組可以發現的卻不足2%。由此可見，人的因素是造成管制差錯的主要原因。

由SHEL 模型可知，人是管制工作中最重要、最關鍵的因素，但同時也是最不穩定的因素。

(1)人-硬件界面。管制工作中，雷達系統、通訊系統以及電報處理系統等硬件設施是管制員的錯誤最常見的發源地之一。如果這些設備的設計和制作不適合人的生理和心理特點，或者是缺乏對可能出現的意外情況的考慮，就容易誘發人的錯誤。

(2)人-軟件界面。軟件主要包括管制程序、人工輸入數據時規定的程序、進程單的使用、應急程序以及標準通話程序、計算機程序、信息顯示等非物理性信息。這一界面若匹配不良，也可能誘發管制員的錯誤。

(3)人-環境界面。這是誘發管制員錯誤的常見發源地。航空器的數量、航空器的性別、航線交叉點的數量、天氣、噪聲、溫度、濕度以及色彩等都是人—環境界面有關的問題，在一定的條件下也會增加人犯錯誤的幾率。

(4)人-人界面。它主要是指管制員與機組之間、管制員與管制員之間構成的界面。

因此，新型空管自動化系統更應該強調以人為中心的主導思想。首先，崗位設置要以人為中心。合理的崗位設置將提高管制員工作效率，降低錯誤率，在人人系統中使得管制員合理分工、密切配合，發揮團隊協作功能，優化管制員班組管理，使管制工作具有較大靈活性，能夠適應復雜多變的工作環境。同時，合理的崗位設置對管制員工作負荷的影響也是積極的。過高或過低的工作負荷都會使工作績效下降，只有中等程度下的工作負荷可以取得好的成績。崗位設置合理，可以將工作任務合理分配到各個崗位，使管制員在其崗位各盡其職，保持適度的工作負荷，取得最好的工作成績。

其次，合理高效的使用自動化系統。要有透明的運行系統，可以使管制員便于理解和使用。系統保持與管制員的期望一致。系統應與管制員在實際工作中的情況(如空域和管制規則限制、高度層分配規則等)一致，自動化才能更符合實際，對管制員更實用。合理利用人的能力以達到兼容。應合理分配人機任務，使系統功能與管制員能力相匹配，達到兼容的最好效果。易于控制異常和應急情況。只有在管制員易于控制異常和應急情況的條件下，才能充分實現人機之間的互補，達到保障飛行安全的目的。

新型空管自動化系統的應用滿足了未來空中交通發展的需求，同時也給空中交通管理帶來了很多人為因素的問題。因此，必須重視這些問題，基于該系統合理的崗位設置，本著以人為本的思想，不斷提高管制員自身的能力和素質，處理好系統使用過程中的人因素問題，保障空管安全，適應民航的發展需要。