淺析管制員通話負荷監控分析系統的實際應用

沈璐

[摘 要] 隨著空中交通流量的激增和管制運行規模的擴大，管制員工作負荷在不斷增加，工作負荷量在實際工作中直接或間接地決定了管制扇區容量及運行安全與效率。管制員通話負荷監控分析系統通過對采集數據科學量化分析，實現對管制員工作量及承受壓力的合理評價，可綜合提升管制安全運行的整體水平。該系統的合理應用為保障飛行安全，提高運行效率，科學評定管制員工作績效提供了技術手段。

[關鍵詞] 管制員；工作負荷；安全與效率

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 13. 065

[中圖分類號] V351.36 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）13- 0154- 03

1 管制員通話負荷監控分析系統架構及功能

管制員在進行對空指揮中，大部分時間是與機組進行陸空通話。管制員通話負荷情況及指揮的航班架次，可作為監控和分析空管單位安全狀態和保障能力的重要依據。民航華北空管局使用的管制員通話負荷監控分析系統是由成都民航空管科技發展有限公司研發并建設的，系統型號為：ATCCLMAS V1.0，于2016年3月投入運行。

根據采集到的單位時間通話次數、通話時長、波道占用率、單架次管制指揮平均地空通話量等大量數據，建立的管制員通話負荷評價機制，對地空波道通話占用情況和指揮架次進行計算和分析，反映各類管制單元的通話負荷狀況。通話負荷量越多，波道占用率越高，表明管制工作的繁忙程度越高，管制員出錯的可能性也就越大，相對運行風險也會增加。

1.1 系統架構

管制員通話負荷監控分析系統總體框架分為四層，包括：數據引接層、數據處理層、功能實現層和界面呈現層。規范的系統架構與現有運行系統有效銜接，接口標準規范，整合了北京終端區和區管中心兩地的主備自動化系統基礎數據、內話系統、語音記錄儀、電子值班數據以及GPS時鐘等系統信息資源，實現了系統之間的有效銜接和信息共享。

民航華北空管局管制員通話負荷監控分析系統屬于運行級系統，主要分布在華北空管局本部的區管中心管制大廳、終端區進近管制室和西區塔臺明室，引接了綜合航跡數據、場監融匯數據、電子進程單數據、內話系統語音和GPS時鐘等運行數據，對數據進行預處理、存儲、分析和顯示。整個系統的網絡平臺依托現有的空管信息網，將計算出的通話負荷數據通過數據交換平臺上傳到民航局空管局技術中心的管制員通話負荷監控分析系統服務器。技術中心的系統為管理級系統，可實現各地數據的匯總與訪問。目前，華北空管局和西北空管局作為試點單位，已將本地管制員通話負荷監控分析系統的數據上傳至技術中心的服務器。

華北空管局管制員通話負荷監控分析系統不與生產網絡物理連接，保證數據的單向傳遞，有效避免了網絡攻擊，確保了運行數據和生產系統的安全運行。

運行數據采集處理平臺采集空管各類生產系統的運行數據，包括：內話系統的語音數據、空管自動化系統的基礎數據、綜合航跡數據、場面監測數據、電子值班數據以及GPS時鐘數據，將采集的運行數據采用統一的標準化格式進行存儲，為管制員通話負荷監控分析系統提供監控分析的原始數據，同時實現與空管不安全事件快速檢測報告系統共享相關數據。

1.2 系統功能

管制員通話負荷監控分析系統需采集管制員對空通話錄音，用于通信負荷分析以及管制語音的實時播放和歷史回放。華北空管局管制員通話負荷監控分析系統在語音信號采集方法上另辟蹊徑，雖然理論上可以從北京終端區內話系統和北京區域管制中心內話備用系統引接語音信號，但由于內話系統配線架采用的是多重并線方式，已無多余接口，且多重并線會使信號衰減嚴重，對運行系統產生一定影響。經多次研討驗證，為了保障內話系統安全性，最終采用從語音記錄儀引接語音信號到系統數據采集服務器，語音通道與席位（扇區）對應，解決了語音數據采集問題。系統軟件終端通過向語音記錄儀發送席位信道錄音回放請求，語音記錄儀應答后，向終端發送該信道語音信號，實現席位語音的回放。這樣既不影響語音記錄儀錄音質量，同時也可滿足通話負荷系統語音檢測分析的需求。另外，該系統采用與語音記錄儀一致的回放端口，將語音記錄儀的話音統計數據，通過二次計算可以得到更詳細的統計數據和統計結果，方便用戶查詢、分析和利用。

該系統引接了自動化系統輸出的基礎數據，將接收到的分合扇信息等基礎數據，進行數據格式轉換和解析，解析后的數據以統一格式存入數據庫中。自動化系統基礎數據的引接和處理包括數據格式轉換模塊、數據解析模塊、數據紀錄存儲模塊。系統進行管制員工作負荷指標值計算時，通過自動獲取的分合扇信息，可以準確計算出管制員指揮的航班架次，進而得到席位單架次航空器平均通話時間和席位陸空通話量。實現對管制員工作負荷和工作狀態進行更準確的分析和判斷。

引接場面監視數據，獲取航空器在場面上的活動信息（包括航班號、位置信息、滑行時間、放行時間等信息），用于塔臺席位管制工作量（架次）的計算。引接電子進程單數據，獲取機場場面航班狀態信息（包括放行、推出、開車、滑行、進跑道、等待、起飛等信息），用于塔臺席位管制工作量（架次）的計算。通過電子進程單數據為計算管制員工作負荷，提供具體上崗時間，用以量化每一位管制員實際的管制工作負荷，為管制員管制工作品質評價和工作績效考核，提供可量化的依據。

系統引接GPS時鐘設備輸出的時鐘數據，用于校準語音采集服務器時間，實現管制地空通話時間的同步，確保地空通信負荷數據和流量數據的準確性。

通過解析采集的語音數據，獲得席位語音通話的通話時長等信息，通過對甚高頻信道數據、信道負荷數據進行實測及記錄，并將通話信息進行解碼，分析聲音波形。通過對綜合航跡數據進行解析和計算，統計席位對應扇區管制指揮航空器的架次，實現對管制員通話負荷和扇區流量的實時監測和分析。

系統對語音進行截取后，將每個語音片段的結束時間和開始時間進行計算，獲取通話時長。對單位時間內的所有通話片段的通話時間進行累加，得出單位時間通話時長。

設第i段通話的開始時間為starti，結束時間為endi，starti和endi以秒為單位，則本段通話時長為：

lengthi=endi-starti（開始時間和結束時間為同一天）endi-starti+24×3600（跨天的情況）

對所統計時間單位內的每段通話時長進行累加，即可得到總的通話時長：

lengthtotal=■lengthi

計算單位：秒

系統根據人員的值班時段，從數據庫中提取該時段內所有通話記錄，將所用通話記錄的通話時間進行累加，得出該值班時段的通話總時長，將通話總時長除以值班時段長度得到通話飽和度。瞬時通話飽和度為通話時長和單位時間（5-10分鐘）之比，設單位時間內某管制單元的總通話時長為lengthtotal，單位時間的時間長度為lengthunit，該管制單元內當前時間單位的瞬時通話飽和度為Punit，則

Punit=lengthtotal ÷ lengthunit×100%

瞬時通話飽和度峰值：值班時段內瞬時通話飽和度最高值。

平均通話飽和度：所有席位瞬時通話飽和度平均值，反映整個運行單位瞬時通話飽和度的整體情況。

2 管制員通話負荷監控分析系統的實際應用

華北空管局管制員通話負荷監控分析系統分布在區域管制中心和北京終端區內，其中區域管制中心有四套終端，分別安裝在每個管制室的主管席；流量管理室有一套終端；北京終端區有兩套終端，分別安裝在進近管制室主任席和西區塔臺放行席，方便值班領導隨時查看狀態信息。通過該系統對管制人員的通話時長、通話次數、管制架次數量等指標進行實時監控和數據統計分析，可以有效監控管制員的工作量和工作強度，科學、客觀、公正地測算管制員的工作負荷，提高管理部門對管制員實時工作狀態的掌控能力。通過建立管制工作強度評價機制，對保障航班架次指標數據進行統計和分析，并結合工作時長等相關指標，可以為管制員工作績效量化評價提供技術基礎。

該系統具體應用主要有以下幾個方面。

2.1 有效監控通話負荷量，作為分離或合并扇區的依據

（1）實時監控每一個管制席位（扇區）通話負荷量。以區管中心西南扇為例，扇區內航班流量大，尤其是在高峰時段9：00-11：00和14：00-18：00期間，帶班主任可利用系統具有的超負荷工作告警功能，對流量大的扇區和長時間高負荷工作的人員進行關注，合理調配管制資源和管制員的工作時間，有效緩解管制員的工作壓力，保障安全運行。

（2）可實時采集陸空通話語音數據和雷達綜合航跡數據，將管制席位的負荷情況通過系統終端進行實時呈現，對于超過設定閾值的情況，可通過語音、圖像等多種方式進行實時告警，從而進行合理調配。系統對指標進行實時計算和歷史統計后，仍保留原始雷達綜合航跡數據和語音數據，做到所有數據有據可依，有據可查，確保系統安全可靠。

2.2 數據統計與分析，為管制員工作量評估提供依據

運行管理部門用戶可通過對塔臺、進近和區域等部門的通話負荷歷史數據進行統計，為管制席位地空通話負荷的評價、席位工作量評估等提供依據。具體統計功能包括：按小時、天、周、月、季度、年等不同時長進行統計；按不同通話負荷指標進行統計；按不同的統計方式進行統計，統計方式包括：累計統計、均值統計、標準差統計以及指標的變化率環比、同比統計、繁忙時段統計等；以統計表格、曲線、柱形圖的形式呈現通話負荷統計結果數據。

運行管理部門對系統檢測出的管制單位通話負荷指標狀況進行分析和評價，系統提供分析評價窗口，并生成分析報告，以表格、曲線、柱形圖、文字描述的形式呈現通話負荷分析結果。具體功能包括：根據系統檢測出的管制通話負荷狀況，對相應管制席位工作量進行評價；對管制通話負荷的各項指標進行評價；分析扇區或某航路流量情況，進行扇區合理調配以及提出管制員調整建議和措施，降低管制通話負荷。

2.3 席位語音和雷達綜合航跡回放，為生產運行提供支持與幫助

系統終端軟件針對某一管制席位，實現扇區的綜合航跡和管制通話錄音同步播放。當查看系統統計結果時，若發現某席位某時間段的工作負荷較高，點擊播放按鈕，呈現綜合航跡界面，在顯示某扇區內航空器飛行態勢的同時，同步播放對應席位的管制員通話語音。運行管理部門用戶通過功能查找問題所在，從而為實際的生產運行提供支持與幫助。

2.4 與績效考核、評優工作相結合，提高工作效率

參照管制員通話負荷監控分析系統的統計數據，可以更好地了解管制員工作狀態，客觀評價他的工作效率，合理計算勞動力投入與產出比。數據分析結果可以作為員工績效考核和評優依據，進行工資再分配，從而提高管制員工作的積極性和主動性，可側面推進民航空管系統工資改革步伐。

3 結 語

管制員通話負荷監控分析系統的有效應用，可合理調配管制資源和管制員的工作時間，使航班流量與管制員工作負荷相平衡。通過優化管制資源，可減輕管制員工作壓力，綜合提升管制運行工作整體水平，更好地保證飛行安全。