交通流量增加環境下的空中管制風險與預警技術分析

張刊

摘 要：在我國經濟水平快速發展、科技水平不斷提高的環境下，我國交通建設獲得較大進步，同時也促進國民經濟的快速發展，提高了人們的生活水平。與其他交通方式相比，民用航空交通發展起步較晚，但近幾年其發展速度越來越快。隨著發展速度的不斷加快，交通管制風險也在不斷加大，交通流量在不斷增加。文章針對交通流量增加環境下出現的空中管制風險進行分析，并探究有效的預警技術。

關鍵詞：交通流量增加；空中管制；風險；預警

自從飛機誕生后，其安全問題一直被人們所關注，尤其是受到飛行錯誤、失誤等因素影響導致出現的安全事故更為人們所重視。隨著人們對飛行安全重視程度的不斷增加，需要采取積極、主動、有效的管理方式加強安全風險的監管，真正將安全管理重點放到預防事故的管理中。通過構建空中管制安全風險預警模型，不僅能夠準確地對風險事件發生頻率進行準確計算，而且還能夠發現設備故障。

1 交通流量增加環境下空中管制風險問題的研究

1.1 在空中管制風險中系統動力學具備的優勢

在動力學系統中，其不僅能夠科學、系統的對反饋信息進行分析，而且還是一門具有交叉性、綜合性的學科，能夠認識、解決系統問題，集社會科學、自然科學于一體，是一門橫向性學科。基于該方面，其能夠有效、及時解決高階性、非線性以及時變較為復雜的系統性問題。另外，有效運用系統動力學，能夠進行仿真實驗，進行實驗時，主要對系統中各個不同變量存在的變化規律進行定量性研究。充分利用動態力學優點，并將這些優點充分應用到實驗研究中，能夠大大增強實驗效果，發揮出的優勢明顯優于傳統方式。以往運用的計量預警模型，需要運用到大量數據信息，但是優于控制安全監管發展緩慢，不具備豐富的歷史數據，不能更好滿足構建模型的要求。在構建空中管制預警模型中，運用動力學系統，不需要運用大量歷史數據，且其函數之間關系較為靈活，能夠靈活運用統計、擬合以及綜合性的評價，且實現該組方法的有效結合，將其優勢充分發揮出來。此外，能夠有效建立系統流圖和其因果關系，均能夠對交通流量增加環境下空中管制風險的作用規律直接描述。

1.2 構建以系統動力學為基礎的空中管制風險預警模型

近年來，隨著民用航空交通的不斷發展，人流量在不斷增多。因此，需要構建有效風險預警模型對其作用進行分析，如通過構建系統動力學。為有效將系統動力學作用充分發揮出來，需要做好以下幾方面：

（1）深入調查，調查時收集相關數據信息進行研究參考，并掌握交通流量增長實際情況，了解到安全隱患狀況后，確定合理性建設。

（2）排除、篩選假設，確定最主要的風險對象，并確定模型邊界。

（3）分析存在的風險因素，繪制系統流圖，依據數據來源和完善情況構建函數關系動力學方程，然后根據流圖構建空中管制風險預警模型。

（4）有效利用數據信息，進行模擬調試，并研究、分析模擬結果，保障空中管制風險預警模型正確操作，最后運用模型。

2 交通流量增加環境下的空中管制風險的預警技術分析

2.1 空中管制風險預警模型的假設

為進一步有效簡化分析過程，并對系統內部存在的變量進行合理確定，需要在構建空中管制風險預警時提出假設，假設主要包括以下四種：

（1）在考慮到近年航空運輸量每年不斷增加的前提下，管制單位在對航空飛行器流量進行管制的過程中，要注重考慮管制的空域利用率和空域管理能力，并在預設的時間和范圍中保持其持續性增長。

（2）管制風險要將整體存在風險的最終狀態變量作為非量剛性變量，主要對在系統要素中風險流的變化情況進行考慮，不存在系統內的風險防范措施不需要考慮。

（3）將環境相關變量和管理子系統的相關變量作為輔助性變量進行計量，不需要將其作為狀態變量給予計量。

（4）在飛行流量的不斷增長下，管制行為一定程度會存在延遲情況。

2.2 空中管制風險預警模型的構建

以上所列出的四種假設，主要將機械、人員、管理以及環境等各個子系統存在的風險作為基礎，根據系統中風險流存在的傳導、演化等運動規律，需要確定系統模型的邊界。通常情況下，確定系統模型邊界，需要遵循特定原則，首先確定與其具有相關性的狀態變量，然后排列、歸類確定后的狀態載體，上述步驟結束后，對所有研究的變量進行確定，主要對其受到哪些狀態變量的控制進行了解。受到認知具有的局限性，不能全部分析所有模型，所以界定模型邊界要著重考慮外生、內生以及不考慮因素等三方面。

2.3 構建空中管制風險系統流圖的主要步驟

對空中管制風險預警模型進行構建時，繪制系統力學模型是其中最重要的環節。對空中管制風險預警模型進行繪制時，首先要做好訪談調研工作，然后對系統運行情況進行深刻、細致的描述，這樣有利于將各個風險要素之間存在的邏輯關系準確刻畫出來，并確定其中存在的相關變量，進而實現對反應系統行為進行控制和反饋。另外，對于系統行為產生影響的風險變量進行預警和監控；并將空中管制風險類型、風險特征以及模型邊界點的設置產生影響的相關因素相結合，通過安全風險的環境、人員、機械以及管理之間發生的作用構建系統流圖。系統流圖的構建主要包括九個流速變量、六個流位變量、二十八個輔助變量。

2.4 確定系統動力學預警模型變量函數的方法

預警模型中變量的確定主要對各個相關變量之間產生作用的關系進行精確確定，交通流量增長環境下空中管制風險預警模型的變量函數主要運用以下方法確定：

（1）根據基本存量和速率變量確定

系統動力學的基本方程為水平方程，考慮到流量與存量之間存在的關系，存量主要運用積分公式進行描述，是流量變化產生的時間積累。速率方程指的是在一個單位時間間隔內形成流量的方程式，是流量變化發生的自然規律或者調整存量的重要決策規則。

（2）以表函數關系為主要表征的變量

表函數指的是一個變量對另一個變量產生影響后，建立出兩個變量之間存在的非線性關系，尤其是軟變量之間。其較為復雜，主要運用專家經驗、仿真調試以及文獻總結的方式確定。首先實現兩個變量的歸一性和規整化，然后依據經驗繪制大致關系圖。

3 結束語

總之，伴隨著空中管制交通流量的不斷增加，空中管制風險監控已成為重要關注內容。為有效降低空中管制風險率，減少設備故障率，保障飛行安全，需要通過構建積極、有效的空中管制風險預警模型，能夠一定程度預防空中風險的發生，促進民用航空交通事業的健康、快速發展，更好的為人們服務。

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