空域扇區劃分方案優劣綜合評估方法探索

袁鷹

摘 要：空域管理的措施就是對空域進行劃分，形成多個管理扇區，設立獨立的管理席位并進行相關的組織與協調工作，隨著空中交通的流量不斷增加，空域的扇區劃分也就成為了空域管理的重要基礎。因此如果對空域扇區的劃分方案進行合理設計與優化評價是空域管理的重要課題。

關鍵詞：空域劃分；影響要素；方案評估；指標標準

前言

空中交通的管理因為涉及到航空器的安全，所以管理人員必須高度集中，并對可能突發的狀況做好準備，所以工作壓力較大，因此在管理中可以利用多空域的人為劃分來減少空管人員的工作負荷，通常扇區是管理區和飛行情報區、高空情報區等，也可是主要機場的終端區域?？傊褪前凑諛藴蕦芾砜沼蜻M行劃分，并針對扇區劃分組織相關人員和設備等進行針對性的管理，相互協調來達到管理的目的。

1 空域扇區劃分

扇區的劃分可以使用三種方式，第一，平面幾何象限的劃分：按照主要機場或者導航設備的中心來劃分，根據航空交通的流量分布特征進行合理的劃分，使得整個區域按照幾何性狀來形成扇區，并按照劃分進行工作量的配置。第二，飛行高度劃分：按照上升和下降以及飛越高度來選擇劃分區域，下定高度的限制，由此劃分相關管理工作，從而形成高度扇區。第三，按照航路、航線的流量、使用性質、飛行各種來劃分。選定比較繁忙的線路或者航線進行組合，結合航路飛行的交叉和沖突點的分布情況，并考慮進場離場的單向特點將航線、航路進行分組，由此形成相應的管理空域扇區，使得管理員可以針對某些航線和航路進行重點監控，以此提高管理的效率，最終實現工作負擔合理配置的效果。

2 空域扇區設計

首先，在決定扇區數量之前應明確扇區的設計會對現有流量產生的影響，導致容量或者效率的改變，因在管制人員之間進行協調，對可能增加的通信工作以及管理費負荷進行分析。增加一個現有的工作席位的效率是扇區劃分的重要目標，并以此減少全面工作的負荷并增加容量，而不增加工作席位是最佳的劃分設計。為了實現這個目標應考慮交通流趨勢、管理技術、增加設備、系統調整等所帶來的影響。其次，對主要航路結構的扇區化。每個扇區都應盡量的包括個一個相對較長的航段，就是要協調和改變相對應的無線電頻率操作工作量降至最低限度。在這里交通包括大量的高空航空器的時候，應考慮采用高度劃分的方式對空域進行劃分。第三，在確定扇區的形態時，應考慮管制員的工作分組與位置安排，還應考慮通信設置與雷達覆蓋的限制。

3 扇區劃分優化的綜合評估方法

3.1 綜合評估法

扇區劃分必須滿足多種要求，如安全、成本、效率等等，因此在評估中可以利用多目標的評估方法。對定性的因素進行量化，以此完成滿足多目標方案的評價，因此在扇區評價中可以借助此種評估方式。其中層次分析法是一種新的定性分析與定量分析相結合的綜合性分析評估措施，即對主觀的目標進行量化并進行處理與表達，以此可以直觀的對規劃進行分析。從多種方案中選擇一種最優的方案。因此在扇區方案評價中可以借助這個方法與思路。層次分析法在應用中可以分為四個步驟：（1）分析各種因素之間的內在聯系，確定一個系統的層次結構；（2）對同一個層面上的元素與上一層某個準則之間進行對比，兩兩對應，構造一個兩次比較的矩陣。（3）利用矩陣計算和比較單元內元素的相對權重可以得到分析結果。（4）對各個元素對于系統的目標合成權重進行排序，就可根據元素的重要性以及排序位置確定方案的優劣。

3.2 扇區劃分的指標

3.2.1 成本指標：扇區的劃分會影響空域管理的成本改變，其中包括人力成本、培訓成本、設備成本。人力成本主要是與扇區的數量和相對應的管理難度而定的。從直觀的角度來看，扇區的數量與人力成本直接成正比，扇區越多則人力資源耗費也就越多。從人力資源節約的角度看扇區越少也就成本越低。訓練成本，訓練成本就是在扇區改變時管制員應進行培訓來適應新的改變，適應對新扇區的管理，此時就需要消耗成本，扇區變動的成本需要用管制員熟悉的體積以及單位體積的成本來衡量，體積越大培訓成本也就高。設備成本：扇區的邊界發生改變，會直接導致監視和通訊設備的工作范圍和數量發生改變，因此需要補充這個不足所帶來的設備成本。空域扇區劃分應不會造成設備成本的增加，即是出現增加也是很少量的。

3.2.2 效率指標：效率指標主要體現在容量、扇區駐留時間、需求適應性上。容量較為簡單的理解就是扇區的規劃是否增加了原有區域的容量，研究顯示，扇區內的管制員處理一架航空器平均耗時為36秒，但是在實際的統計中，駐留時間對容量也有較大的影響，所以衡量系統容量時應考慮最小的扇區容量，這是整個規劃的瓶頸。駐留時間則是航空器飛過扇區的平均時間，研究顯示如果駐留時間大于11分鐘則不會影響容量，而在11分鐘以內則呈現正比。需求是硬性指標，就是在空域扇區劃分后管理實施的效果是否滿足實際的需求，整個系統是否可以安全而高效的運行。

3.2.3 安全性：扇區的安全性是評價扇區劃分優劣的重要指標，其與扇區吞容比相關，即吞吐量和容量比。這個吞容比是描述空域系統共能力的重要標準，如果吞容比數值較大，則證明空域扇區劃分后的工作強度大，則安全性則降低。因此在實際的劃分中應考慮這個比例合理規劃。另外，交叉點的數量也是衡量其安全性的重要條件，交叉量或者交叉點的距離大則處理空間大，系統則安全。

3.3 層次結構劃分

按照層次分析的思路，扇區方案應先進行層次劃分，主要包括以下四個層次：目標層，對實際的工作提出對應的最適應的扇區劃分方案；準則層，所有的指標都應按照相對應的屬性劃分，形成上述的幾個重要因素，即成本、效率、安全。指標層，對應三個重要準則進行劃分，形成細化的指標。方案層，對不同的劃分方案進行三個準則的細化與計算，得到結果。

3.4 確定權重與評價標準

可以利用專家經驗調查來確定指標的權重，即利用調查表對成本、效率、安全等相關因素進行專家評價，利用調查問卷來確定對應的權重比例，然后形成方案對應的權重比例，以此對指標層的各項指標的權重進行定量，最終利用權重對指標進行分析，完成對方案的評估。另外還需要對評價標準進行確立，以此更加直觀的對方案進行判斷。即利用某個范圍與尺度來對應評價各種指標的優劣。如利用量化的時間來確定指標的優劣，如設備成本增加越大其評價分數越低，降低分數則增加，以形成設備成本增加與方案優劣之間的關系，所有的準則層對應的指標都應被細化，并確定標準，這樣就可為方案的優劣進行打分，最終完成利用綜合評估法對方案的評價。

4 結束語

綜合評價的方式就是對多種評價扇區劃分合理性的標準進行分類，歸結成為三個重要的準則，并利用指標標準來為方案進行打分，從而確定方案的優劣，其在現實應用中可以幫助復雜的空域扇區劃分更加合理。

參考文獻

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