以交通流量增長(zhǎng)為基礎(chǔ)的空中管制安全風(fēng)險(xiǎn)問題分析

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，航空航天行業(yè)也在快速的發(fā)展，我國(guó)的航空的運(yùn)輸量也隨之不斷的增長(zhǎng)，這就使交通管制對(duì)于安全風(fēng)險(xiǎn)問題的壓力在不斷的提高。由于空中交通流量的持續(xù)的增加下的安全風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生是一個(gè)相互作用、協(xié)同耦合的過程，其一般是具有明顯的非線性、開放和動(dòng)態(tài)的特征，為了更加直接的顯示出風(fēng)險(xiǎn)變量的關(guān)聯(lián)性，可以構(gòu)建相應(yīng)的空管安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)警的模型。

關(guān)鍵詞：空中交通流量；管制安全；風(fēng)險(xiǎn)分析

自從20世紀(jì)初飛機(jī)的誕生開始，其安全的問題就一直是人們所關(guān)注的重要的問題，特別的是對(duì)一些由于飛行錯(cuò)誤和失誤上所引發(fā)的安全事故更加的重視。隨著對(duì)飛行安全的重視，提出了通過積極主動(dòng)的管理的方式來對(duì)于安全的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行監(jiān)管，把安全管理的重點(diǎn)放到事故預(yù)防前的管理階段上。隨著對(duì)于空中管制安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的研究，可以有效的計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)事件所發(fā)生的頻率以及設(shè)備出現(xiàn)的故障，可以有效的分析出飛機(jī)失效的分布，通過對(duì)于其分析的過程實(shí)現(xiàn)了基于概率的風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警，此方法也會(huì)受到數(shù)據(jù)的有效統(tǒng)計(jì)以及概率確定的準(zhǔn)確性的影響。

1 基于交通流量增長(zhǎng)為基礎(chǔ)的空中管制安全風(fēng)險(xiǎn)問題研究方法

1.1 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在空管安全風(fēng)險(xiǎn)問題中的優(yōu)勢(shì)

對(duì)于動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)來說，其最主要的功能就是對(duì)于反饋的信息進(jìn)行科學(xué)的分析和研究，另外，它也是認(rèn)識(shí)和解決系統(tǒng)問題的一門交叉性的綜合學(xué)科，其是綜合了自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的一門橫向?qū)W科。由于此種原因，系統(tǒng)力學(xué)能夠?qū)τ谝恍┓蔷€性的、高階的和時(shí)變比較復(fù)雜的系統(tǒng)問題進(jìn)行有效的解決。通過對(duì)于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)有效的運(yùn)用，可以進(jìn)行相應(yīng)的仿真的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中，要對(duì)于系統(tǒng)的各個(gè)變量的變化規(guī)律要進(jìn)行一定程度上的定量的研究。根據(jù)動(dòng)態(tài)力學(xué)的這些優(yōu)點(diǎn)，將其運(yùn)用到相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究當(dāng)中，可以達(dá)到比傳統(tǒng)的方式更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)性。在傳統(tǒng)的計(jì)量預(yù)警的模型下，必須要參考大量的歷史數(shù)據(jù)，但是，空中的安全監(jiān)管領(lǐng)域起步發(fā)展比較晚，并沒有大量豐富的歷史的數(shù)據(jù)，所以就難以滿足模型的構(gòu)建要求。然而，運(yùn)用動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)來對(duì)于空中管制在安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警模型的構(gòu)建，就沒有對(duì)于歷史的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的要求，另外動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中函數(shù)之間的關(guān)系相對(duì)的比較靈活，可以對(duì)擬合、統(tǒng)計(jì)和綜合的評(píng)價(jià)等有關(guān)的方面進(jìn)行靈活的運(yùn)用，并且可以對(duì)于這些方法進(jìn)行有效的組合，從而使其發(fā)揮出最大的優(yōu)勢(shì)。此外，動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于系統(tǒng)的流圖以及因果關(guān)系的有效建立，這些都將對(duì)流量增長(zhǎng)下各個(gè)管制安全風(fēng)險(xiǎn)因素的作用規(guī)律和其變化的趨勢(shì)進(jìn)行直接有效的描述，對(duì)于其在實(shí)踐領(lǐng)域當(dāng)中的運(yùn)用起到很大的推動(dòng)作用。

1.2 在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)下的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的建構(gòu)

目前，隨著民用航空交通的快速發(fā)展，人流量迅速的提高，因此，建立相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型進(jìn)行分析作用是非常有必要的，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)就是一種比較理想的方法。要想對(duì)于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行有效的應(yīng)用，并且能夠合理準(zhǔn)確的構(gòu)建出安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的模型，需要做好以下幾方面的工作。

首先，在進(jìn)行研究之前要進(jìn)行深入的調(diào)查，在調(diào)查的過程中，要收集一些相關(guān)有效的資料以及數(shù)據(jù)進(jìn)行參考和研究，在此基礎(chǔ)之上，要根據(jù)流量增長(zhǎng)的實(shí)際情況，對(duì)于安全隱患所處的狀況提出合理的假設(shè)。其次，要對(duì)于提出的假設(shè)進(jìn)行篩選和排除，選擇出最主要的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)象，并且要對(duì)于模型的邊界進(jìn)行有效的確定。而后，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的因素進(jìn)行一定的分析，在此基礎(chǔ)上繪制出有效的系統(tǒng)流圖，并且要根據(jù)數(shù)據(jù)的來源和其完善的程度建立有效的函數(shù)關(guān)系動(dòng)力學(xué)的方程式，從而在流圖的基礎(chǔ)之上直觀的建立管制安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的模型。最后，要對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的利用，在此的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真的調(diào)試工作，對(duì)仿真的結(jié)果進(jìn)行分析和研究，保障安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的操作。

2 空中交通管制安全風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)力學(xué)預(yù)警模型的構(gòu)建

2.1 空中交通管制安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型假設(shè)以及系統(tǒng)邊界的確定

為了使分析的過程得到進(jìn)一步的簡(jiǎn)化，合理的確定系統(tǒng)的內(nèi)部變量，針對(duì)其空中管制安全風(fēng)險(xiǎn)的模型構(gòu)建提出了一些假設(shè)，主要的假設(shè)有以下四種。

假設(shè)1：在目前預(yù)測(cè)的航空運(yùn)輸量年增長(zhǎng)的基礎(chǔ)之上，其管制的單位需要對(duì)于管制航空飛行器的流量，以管制的空域利用率以及空域的管理能力作為約束的條件，在其預(yù)設(shè)的時(shí)間范圍內(nèi)保持其增長(zhǎng)。

假設(shè)2：管制的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)該以整體風(fēng)險(xiǎn)的最終狀態(tài)的變量為非量剛性變量，只需要考慮到風(fēng)險(xiǎn)流在在其系統(tǒng)要素的變化，不需要考慮系統(tǒng)之外的其他風(fēng)險(xiǎn)防范措施的影響。

假設(shè)3：環(huán)境以及管理的子系統(tǒng)的相關(guān)變量只是作為輔助的變量進(jìn)行計(jì)量，不需要作為狀態(tài)變量進(jìn)行計(jì)量。

假設(shè)4：其管制行為的實(shí)現(xiàn)，相對(duì)于飛行流量的增長(zhǎng)來說，其在不同的程度上都有一定的延遲現(xiàn)象。

基于對(duì)這四種模型的假設(shè)，以人員、機(jī)械、環(huán)境、管理各個(gè)子系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)為基礎(chǔ)，按照風(fēng)險(xiǎn)流在系統(tǒng)中的傳導(dǎo)和演化等運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)于系統(tǒng)模型的邊界進(jìn)行一定程度上的確定。一般情況下，在對(duì)于模型的邊界進(jìn)行確定的時(shí)候，要遵循一定的原則，首先要對(duì)于其相關(guān)的狀態(tài)變量來進(jìn)行確定，然后將其確定之后的狀態(tài)載體進(jìn)行歸類和排列。完成以上工作之后，再對(duì)研究的所有變量來進(jìn)行最后的確定，準(zhǔn)確的了解到是受到了哪些狀態(tài)變量的控制作用。因?yàn)檎J(rèn)知存在著一定的局限性，所以很難對(duì)于所有的模型都進(jìn)行全部的分析，對(duì)于這種情況，我們可以通過對(duì)于外生、內(nèi)生以及不考慮因素這三個(gè)部分來進(jìn)行模型邊界的界定。

2.2 空中交通管制安全風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)流圖的構(gòu)建

在空中管制安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型構(gòu)建的過程中，系統(tǒng)力學(xué)模型的繪制工作的一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。在繪制時(shí)，首先要進(jìn)行一定的訪談?wù){(diào)研的工作，然后在此基礎(chǔ)之上要對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行的狀況進(jìn)行更加細(xì)致和深刻的描述，通過這樣的方法來對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)要素之間的邏輯關(guān)系進(jìn)行有效的刻畫，要明確其中相關(guān)的變量，從而實(shí)現(xiàn)了通過反饋和控制來反應(yīng)系統(tǒng)的行為，而且還要對(duì)于影響系統(tǒng)行為的風(fēng)險(xiǎn)變量要進(jìn)行一定的預(yù)警的監(jiān)控。最后，要結(jié)合所有和空中管制安全風(fēng)險(xiǎn)的類型、模型邊界點(diǎn)的設(shè)置以及特征相關(guān)的因素，并且要根據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)人員、機(jī)械、環(huán)境、管理之間相互的作用來進(jìn)行系統(tǒng)流圖的構(gòu)建。在系統(tǒng)流圖構(gòu)建中，主要有六個(gè)流位變量、九個(gè)流速變量以及二十八個(gè)輔助變量。

3 結(jié)束語

隨著空中交通流量的逐漸的增加，空中安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控已經(jīng)成為所要關(guān)注的重要的問題，建立相關(guān)的空中交通管制安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，對(duì)于空中安全風(fēng)險(xiǎn)有一定的預(yù)防作用。

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