交通流量增加環境下的空中管制風險與預警技術分析

王杰

摘 要：隨著空中交通行業的快速發展，國內空中交通流量呈現逐年增長的態勢，空中交通環境日益復雜，這給空中管制埋下許多安全風險，使人們對空中交通管制提出了更高的要求。通過創建完善的空中管制風險模型以及采用科學的預檢技術，能夠將空中交通管制從傳統的“事后處理”轉變成“事前預防”，對于保證空中交通的安全以及人們的生命財產安全具有非常重要的作用。因此，文章針對交通流量增加環境下的空中管制風險模型與預警技術進行了探析，旨在為空中交通管制部門提供一定的參考。

關鍵詞：交通流量增加環境；空中管制風險；預警技術

前言

近年來，我國航空運輸行業得到前所未有的發展，民用航空運輸量以遞增的趨勢逐漸的增加，空中交通流量不斷的增加。在交通流量增加的環境下，空中交通管制面對的安全風險壓力不斷的增加，如果空中交通部門缺乏完善的空中管制風險機制，不能夠及時、準確地預測可能存在的安全風險，同時不能采用有效的技術措施進行處理，將會導致嚴重的安全事故，輕則影響空中交通行業的正常運行，重則造成嚴重的安全事故，威脅人們的生命與財產安全，這對于空中交通事業的發展是非常不利的。

1 基于系統動力學的空中管制風險研究

1.1 交通流量增加環境下，空中管制風險預警模型構建中系統動力學的優勢

系統動力學的原理表現為：構建整個系統的功能、結構因果關系模型，并采用控制、調劑以及反饋原理，制作反映系統行為的反饋回路，這樣能夠有效的解決時變、非線性以及高階等復雜的問題。通過利用系統動力學軟件進行模擬仿真，能夠獲得復雜系統中各種變量的變化規律。由此可見，利用系統動力學進行空中交通管制風險預警模型的研究，是傳統的空中管制風險預警方法所不能比的。交通流量增加環境下，系統動力學在構件空中交通風險預警模型的優勢具體表現在以下幾個方面：（1）基于系統動力學構建的空中管制風險預警模型，能夠構建各種構件、因果關系的流程圖，并直觀的描述在交通流量增加的環境下各種管制風險因素的特點、規律、作用、變化趨勢等，在實踐應用中還具有很好的擴展性；（2）系統動力學中存在靈活的函數關系，通過利用模擬、統計、合計以及綜合評價等方式，在系統內部確定各種函數的關系；（3）交通流量增加環境下，在構建空中管制風險預警模型是需要的信息量非常巨大，但是目前空中管制安全系統存在信息匱乏的問題，特別是安全管制領域，尚未創建完善的數據庫，采用系統動力學方法，即使信息數據匱乏，依然能夠進行系統的分析。

1.2 基于系統動力學的空中管制風險預警模型的構建

在空中交通流量增加的背景下，想要構建基于系統動力學的空中管制風險預警模型，應該從以下幾個方面入手：（1）深入調查研究，采集有效的數據信息和資料，分析空中交通流量增加可能對空中管制造成的安全風險，并獲得各種安全隱患的所處狀態，通過專家分析之后提出科學的假設，選取主要安全風險為主要研究對象，確定空中管制風險預警模型的邊界；（2）對數據來源以及完善程度進行分析，并采用合適的函數關系創建動力學方程，并能夠以此為基礎創建空中管制安全風險預警模型；（3）當創建了空中管制風險預警模型之后，還應該對數據信息進行調試，并對調試結果進行處理，以此驗證空中管制風險預警模型的實用性以及可操作性。

2 交通流量增加環境下的空中管制風險的預警技術

2.1 提出假設

為了對分析過程進行簡化，應該確定系統內部存在的變量，并提出構建空中管制風險預警模型的假設，交通流量增加環境下，提出的假設主要包括以下幾個方面：（1）在空中交通流量增長的狀況下，空中交通管制是否會出現不同程度的延遲；（2）不需要將管理子系統的相關變量以及環境相關變量作為狀態變量進行計量，而是將其作為輔助性變量進行計量；（3）考慮到系統要素中風險流狀況可能發生變化，空中管制風險預警模型需要把整體存在的風險轉變成非量剛性變量，不考慮系統的風險防范措施；（4）隨著空中交通流量的增加，空中交通部門在進行空中交通流量管制的過程中，應該根據空中交通流量實際增長狀況，適當地提高自身的空域管理能力以及空域利用率，保持該種增長性，能夠有效地防范空中管制安全風險的發生。基于對環境、管理、人員以及機械等子系統存在的風險進行分析，提出了上述四種假設，想要確定空中管制風險預警模型的邊界，還應該研究系統風險存在的演化、傳導規律以及相關原則。通常狀況，首先應該確定相關的狀態變量，然后分析確定后的變量載體，并進行歸類以及排列；然后根據系統中的所有變量最終確定，這樣能夠有效的判斷出系統主要受到哪一種狀態變量的控制。由于在認知方面具有一定的局限性，在確定交通管制風險預警模型邊界時，應該對外生、內生以及其他不確定或者未知因素劃分模型邊界。

2.2 構建流程圖

在構建空中管制風險預警模型時，應該繪制系統動力學模型，在繪制空中空中預警風險預警模型時，必須做好訪談與調研工作，對系統的實際運行狀況進行認真、全面的分析，這樣能夠繪制各種風險要素之間的邏輯關系，基于此分析其中可能存在的變量，以此實現對系統行為的控制與反饋；同時，預警與監控可能對系統行為造成影響的因素；分析可能對模型邊界點、風險特征以及空中管制風險類型造成影響的因素，繪制管理、機械、人員以及環境之間的流程圖。

2.3 確定變量函數

通過對相關變量之間產生作用的關系進行分析，可以確定空中管制風險預警模型中的變量函數。交通流量增長環境下，主要采用以下兩種方法確定變量函數：（1）主要表征為函數關系的變量，表函數指的是兩個變量函數存在相互影響關系，特別是軟變量之間，創建的兩個變量函數之間的非線性關系，由于該種非線性關系確定的難度相對較高，需要采用文獻總結、仿真調試以及專家經驗等方法，因此在實際應用的過程中，應該先對兩個變量進行規整以及歸一，并根據相關經驗繪制兩者的關系圖；（2）根據速率變量以及基本存量確定變量函數，水平方程是系統動力學的基本方程，由于存量和流量存在某種關系，可以采用積分公式進行表示；單位時間間隔內產生流量的方程式為速度方程，表示流量發生變化的內在規律，同時也是進行存量調整的重要依據。

3 結束語

總而言之，隨著經濟與社會的快速發展，國內空中交通流量不斷的增加，空中管制存在的安全風險也在不斷的增加，這給空中交通管制部門帶來了很大的壓力。基于系統動力學的空中管制風險預警模型，對于預警交通流量增加環境下的空中管制安全風險具有非常重要的作用，已經成為空中管制風險和預警技術研究的重點。因此，文章針對交通流量增加環境下空中管制風險與預警技術的研究具有非常重要的現實意義。

參考文獻

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