淺談空中管制中動(dòng)態(tài)扇區(qū)劃分及管制員指派優(yōu)先

李佳君

摘 要：文章分析了動(dòng)態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派優(yōu)化模型，探析了降低訓(xùn)練成本的有效措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)空域扇區(qū)劃分；管制員；優(yōu)化

前言

近幾年，我國(guó)的航空事業(yè)得到前所未有的發(fā)展，并且保持持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，導(dǎo)致空中交通流量不斷的增加。但是，我國(guó)現(xiàn)有的基于通道設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)布局以及空域結(jié)構(gòu)的交通流量管制系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代空中管制的實(shí)際需求。通過(guò)設(shè)置動(dòng)態(tài)空域扇區(qū)，能夠?qū)⒖罩薪煌茖W(xué)的分配給多名空中交通管制人員，由各個(gè)空中交通管制員負(fù)責(zé)各自區(qū)域的責(zé)任，通過(guò)各個(gè)扇區(qū)之間的協(xié)調(diào)與配合，能夠有效的降低空中交通管制員的工作量，以此提高空中交通管制安全。然而，我國(guó)空域扇區(qū)劃分管理存在固定、靈活性不高的缺點(diǎn)，同時(shí)由于空中交通管制員不熟悉空域情景，給空中交通管制帶來(lái)許多安全風(fēng)險(xiǎn)，亟需對(duì)動(dòng)態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派進(jìn)行優(yōu)化，以此提高空中交通管制員的技術(shù)水平，加快動(dòng)態(tài)變動(dòng)效率，提高適應(yīng)性。

1 動(dòng)態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派優(yōu)化模型分析

1.1 問(wèn)題表述

扇區(qū)沒(méi)有發(fā)生變動(dòng)之前，存在n（我國(guó)采用雙崗制，因此總?cè)藬?shù)為2n）組管制員，管理扇區(qū)數(shù)量為n（總?cè)藬?shù)為2n），扇區(qū)發(fā)生變動(dòng)之后，存在m組管制員，管理扇區(qū)數(shù)量為m，扇區(qū)數(shù)量變化主要包括以下幾種情況：（1）n=m，即扇區(qū)數(shù)量沒(méi)有發(fā)生變化，人力資源成本不會(huì)發(fā)生變化；（2）nm，即扇區(qū)數(shù)量減少，m個(gè)扇區(qū)的所有扇區(qū)都能夠找到足夠的管制人員進(jìn)行管理，因此人力資源成本相對(duì)較少。為了降低情景意識(shí)失控風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，空中交通管制員需要在邊界發(fā)生變動(dòng)的扇區(qū)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，邊界未發(fā)生變動(dòng)時(shí)，第i組空中交通管制員管制的空域扇區(qū)表示為s（Vi）；邊界發(fā)生變動(dòng)后，第i組空中交通管制員管制的空域扇區(qū)表示為s（Vj）。Vj中，第i組空中交通管制員熟悉的空域用Vj1表示，第i組空中管制員不熟悉的空域用Vj2表示，其中上標(biāo)1、2不是平方，而是標(biāo)識(shí)，當(dāng)扇區(qū)發(fā)生變化時(shí)，將熟悉空域狀況的空中交通管制員分配到相應(yīng)的空域中，這樣能夠有效的降低人力資源培訓(xùn)成本。

1.2 指派數(shù)學(xué)模型標(biāo)準(zhǔn)化處理

在進(jìn)行指派數(shù)學(xué)模型標(biāo)準(zhǔn)化處理時(shí)，通常包括以下三種情況：即n=m，不需要進(jìn)行特殊的技術(shù)處理，對(duì)于nm時(shí)，需要采用MNTLNM軟件或者LINGO軟件進(jìn)行特殊的技術(shù)處理，用X={x1，x2，…，xn，xn+1，…，xm}表示原來(lái)的扇區(qū)，（1）n=m，即表示平衡指派；（2）m>n時(shí)，xn+1-xm都為虛擬扇區(qū)，這些虛擬扇區(qū)不再空域目標(biāo)中，并沒(méi)有與當(dāng)前的原始扇區(qū)相重疊，其集合用Y（變動(dòng)后的扇區(qū)）表示，Y={y1，y2，…，ym}；（3）當(dāng)n>m時(shí)，yn+1-ym都為虛擬扇區(qū)，不包括在研究目標(biāo)空域中，即變動(dòng)后的扇區(qū)與原有扇區(qū)并沒(méi)有重疊，用Aij表示指派變量，其中當(dāng)Aij=1時(shí)，指派原來(lái)負(fù)責(zé)原有扇區(qū)xi的空中交通管制員到變動(dòng)后的扇區(qū)yj進(jìn)行管制，每一個(gè)交通管制人員只能進(jìn)行一次指派，變動(dòng)之后的所有扇區(qū)交通管制工作必須由同一組交通管制人員負(fù)責(zé)；其中Cij為指派成本，目標(biāo)函數(shù)表達(dá)公式為：

（1）

（2）

（3）

（4）

1.3 指派成本量化分析

不同位置關(guān)系訓(xùn)練成本分析。空域扇區(qū)發(fā)生變動(dòng)之后，Vi表示原有扇區(qū)空域的體積，Vj表示變動(dòng)之后的扇區(qū)空域的體積，它們之間的位置關(guān)系主要包括以下幾種：（1）第1種位置關(guān)系，mn，xn+1-xm為虛擬扇區(qū)，并且這些虛擬扇區(qū)不包含在目標(biāo)空域之中，原有扇區(qū)和變動(dòng)后的扇區(qū)并不存在重疊的部分；（3）第3種位置關(guān)系，Vj=Vi，即Vj與Vi重合；（4）第4種位置關(guān)系，Vj>Vi，Vj包含Vi；（5）第5種位置關(guān)系，Vj

2 降低訓(xùn)練成本的有效措施

動(dòng)態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派優(yōu)化的最終目的在于降低人力資源成本以及保證空中交通安全，為了降低訓(xùn)練成本，空中交通部門(mén)應(yīng)該采取以下措施：

（1）采用扇區(qū)周期輪換管理制度，由于我國(guó)空中交通管制采用雙崗制，一個(gè)空中交通管制員保留在原來(lái)的扇區(qū)從事原有的管制工作，另一個(gè)進(jìn)行交流互換，即動(dòng)態(tài)扇區(qū)劃分的初期采用單人輪換，當(dāng)空中交通管制人員熟練之后，再采用周期性的輪換管理制度。

（2）在平時(shí)培訓(xùn)的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)扇區(qū)周邊的空域狀況進(jìn)行全面、仔細(xì)的觀察，更加準(zhǔn)確、全面、及時(shí)地掌握自身管轄區(qū)域范圍的實(shí)際狀況，這樣能夠更加快速地掌握扇區(qū)變動(dòng)訓(xùn)練的全部?jī)?nèi)容，并投入到相關(guān)管制工作中。

（3）當(dāng)空中交通管制員熟悉了相關(guān)的管制內(nèi)容和要求之后，應(yīng)該指派其到相應(yīng)的空域進(jìn)行實(shí)踐，這樣既能夠降低訓(xùn)練成本，又能夠保證空域安全。

（4）針對(duì)天氣狀況制定專(zhuān)門(mén)的應(yīng)急預(yù)案，天氣變化對(duì)空中交通的影響是巨大的，由于天氣變化具有不確定、不可預(yù)測(cè)的特點(diǎn)，因此，應(yīng)該針對(duì)天氣變化狀況制定專(zhuān)門(mén)的變動(dòng)預(yù)案。

（5）針對(duì)繁忙空域或者繁忙時(shí)段制定扇區(qū)變動(dòng)預(yù)案，繁忙空域或者繁忙時(shí)段空域管理工作量較大，管理難度相對(duì)較高，對(duì)空中交通管制人員的要求相對(duì)較高，因此應(yīng)該創(chuàng)建預(yù)案并提前訓(xùn)練，盡可能的降低扇區(qū)變動(dòng)所花費(fèi)的前置時(shí)間，以此降低訓(xùn)練費(fèi)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著空中交通流量的不斷增加，給空中交通管制工作帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。通過(guò)動(dòng)態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派優(yōu)化，不僅能夠提高空中交通管制效率，降低人力資源培訓(xùn)費(fèi)用，還能夠保證空中交通運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。因此，文章針對(duì)動(dòng)態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派優(yōu)化的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]葉志堅(jiān)，王莉莉，荊增強(qiáng)，等.態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派優(yōu)化方法[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2014，44（5）：80-86.

[2]畢虹.基于空域信息的動(dòng)態(tài)扇區(qū)劃分方法研究[D].北京工業(yè)大學(xué)，2013（5）.

[3]滕英元，高申坤.基于動(dòng)態(tài)空域管理的安全性研究[J].沈陽(yáng)航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，28（4）：63-66.

[4]張晨，胡明華，張進(jìn)，等.基于交通復(fù)雜性的扇區(qū)資源管理[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，42（5）：607-613.