空中交通管理中的復(fù)雜性相關(guān)分析

孫思明

摘要：經(jīng)過多年的發(fā)展，空中交通管制（AirTrafficControl）系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)愈發(fā)成熟，其不斷發(fā)展的復(fù)雜性更是成為目前研究的重點(diǎn)。另外，隨著我國(guó)空中運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，空中交通行為也變得越來越復(fù)雜，這就勢(shì)必要求空中運(yùn)輸管理提供相應(yīng)的技術(shù)支持，盡可能的避免或減少空中交通事故的發(fā)生。本文在研究復(fù)雜的空中交通行為基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)下國(guó)際研究熱點(diǎn)，對(duì)ATC（空中交通管制）中的復(fù)雜性進(jìn)行深入的分析，以期為相關(guān)管理研究提供策略依據(jù)。

關(guān)鍵詞：ATC;復(fù)雜聯(lián)系;相關(guān)分析;航空領(lǐng)域

空中運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，使空中交通行為變得更加復(fù)雜，不斷給空中交通管理帶來新的挑戰(zhàn)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，70%左右的航空事故都是由空中交通行為不當(dāng)導(dǎo)致的，空中交通管理的復(fù)雜性顯而易見。所以對(duì)于空中交通管制復(fù)雜性的相關(guān)分析也就成為相關(guān)機(jī)構(gòu)關(guān)注的重點(diǎn)。

一、空中交通管理復(fù)雜性的內(nèi)涵

空中交通管理的復(fù)雜性在本質(zhì)上是由人為因素決定的，管理者在操作決策的過程中與系統(tǒng)設(shè)備和AI打交道，管理者的自身能力和智能設(shè)備之間的協(xié)作磨合，整體上就構(gòu)成了空中交通管理的復(fù)雜性。

盡管早在50多年前，就有學(xué)者對(duì)空中交通管理展開研究，證實(shí)了復(fù)雜性這個(gè)因素對(duì)于管理者和操作人員造成的影響和負(fù)擔(dān)，但目前空中交通管理的復(fù)雜性研究依然未處于成熟階段，不斷有新技術(shù)新應(yīng)用改變空中交通管理的運(yùn)行理念。也正是由于多年來系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展和不斷的研究進(jìn)步，使得空中交通管理的研究變得系統(tǒng)化和流程化。從具體操作上來看，空中交通管理就是在流量和服務(wù)上采取規(guī)范化、科學(xué)性的手段對(duì)交通秩序和安全進(jìn)行管理和保障。其重點(diǎn)包含認(rèn)知的復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)密度的復(fù)雜性以及感覺的復(fù)雜性，其他方面諸如管制的復(fù)雜性、交通流、空域和扇區(qū)則相對(duì)流程化。可以看出，涉及到人為因素的，才是空中交通管理復(fù)雜性的核心。具體來看，影響空中交通管制的人為因素包括管理者的身心狀況和責(zé)任意識(shí)兩方面，空中交通管制本身就是高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，對(duì)管理者的心理承壓能力提出了較高的要求，另外，即使有長(zhǎng)期工作經(jīng)驗(yàn)的人員，也有可能因?yàn)樾膽B(tài)或者責(zé)任意識(shí)問題犯錯(cuò)，最終釀成交通事故。可以說，空中交通管理的復(fù)雜性即是以人為中心要素的復(fù)雜性。

另外從硬件設(shè)備上看，目前我國(guó)空中交通系統(tǒng)發(fā)展十分迅速，不斷有新的設(shè)備被應(yīng)用，自動(dòng)化水平不斷提升，但也正因?yàn)檫@樣，一旦高精度的系統(tǒng)或設(shè)備出現(xiàn)故障，可能會(huì)干擾空中交通管理的進(jìn)行，這就是系統(tǒng)設(shè)備上的復(fù)雜性。另外還會(huì)涉及設(shè)備系統(tǒng)的具體操作、維修，越來越精密的系統(tǒng)和設(shè)備勢(shì)必也會(huì)要求更專業(yè)的維護(hù)人員和合適的環(huán)境，這都給空中交通管理帶來挑戰(zhàn)。

二、空中交通行為形成機(jī)制

影響空中交通行為的因素有很多，管理者并不能對(duì)所有的因素都進(jìn)行感知，空中交通管理者主要面對(duì)的是復(fù)雜的系統(tǒng)和空域信息，并不能有效的處理形形色色用戶的偏好和訴求，這些無序的訴求和其他交通影響因素相互交織，使空中交通行為呈現(xiàn)一種無序的、復(fù)雜的狀態(tài)。空中交通管理復(fù)雜性的產(chǎn)生源于空中交通行為，空中交通行為主要包括排隊(duì)行為、航班沖突和其他人為因素。其中空中交通排隊(duì)是較為常見的現(xiàn)象，具體來看，排隊(duì)行為還涉及航空器條件和航空服務(wù)，雖然說航空器的速度、位移、里程是固定指標(biāo)，但是當(dāng)和航空服務(wù)相匹配時(shí)則會(huì)產(chǎn)生一定的隨機(jī)性，每個(gè)航空器的行進(jìn)路線也就不固定，這種隨機(jī)性就使得航空行為變成了較難預(yù)測(cè)的復(fù)雜性。另一方面，航行沖突也會(huì)近一步加劇排隊(duì)的復(fù)雜性。雖然有自動(dòng)化系統(tǒng)的輔助，但管理者要面對(duì)的是無序的交通行為和自身的主觀人為因素，這就造成了空中交通管理的復(fù)雜性。

三、空中交通管理復(fù)雜性的研究方向

靜態(tài)空中交通管理和動(dòng)態(tài)空中交通管理都具有一定的代表性，但兩者在操作方法上又有不同，接下來將詳細(xì)闡述兩個(gè)研究方向的內(nèi)容和特點(diǎn)。

（一）靜態(tài)空中交通管理復(fù)雜性相關(guān)分析

首先，靜態(tài)空中交通行為是動(dòng)態(tài)空中交通行為的研究基礎(chǔ)，其研究過程中涉及到的數(shù)據(jù)信息以圖像的方式展示，而分析方法主要是聚類分析，通過聚類分析，分析出交通行為軌跡特征和各類行為指標(biāo)之間的差值，再把差異值與整體的相對(duì)關(guān)系以圖像的方式勾畫出來，最終可以以固定的時(shí)間軸為基準(zhǔn)對(duì)空中交通行為進(jìn)行分析對(duì)比。在此過程中，聚類分析可以為管理者提供大量的組內(nèi)信息，幫助管理者構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)模型，再結(jié)合AI分析出的交通圖景綜合分析，進(jìn)行診斷和管理。

（二）動(dòng)態(tài)空中交通管理復(fù)雜性相關(guān)分析

與靜態(tài)空中交通管理復(fù)雜性分析不同，動(dòng)態(tài)空中交通管理用到的是多維特征量，需要對(duì)不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的空中行為進(jìn)行描繪，是在靜態(tài)空中交通行為研究的基礎(chǔ)上做差異函數(shù)，相當(dāng)于多個(gè)靜態(tài)圖像的綜合分析，在此過程中，僅僅依靠人力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，管理者在缺乏參照物和對(duì)象的復(fù)雜信息的情況下，很難憑主觀作出決斷。這就需要對(duì)多組時(shí)間進(jìn)行劃分和聚合分析，在客觀層面認(rèn)清交通行為的特征量，這些特征量往往具備多維屬性，多維度的變量還需依靠自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行輔助分析，提煉出特征量以后再由管理者進(jìn)行決策，這樣就可以避免管理者的主觀判斷。

四、空中交通管理改進(jìn)措施

首先需要考慮管理者的工作負(fù)荷，空中交通管理復(fù)雜性需要管理者腦力和體力協(xié)作，而管理者認(rèn)知的復(fù)雜性同樣會(huì)影響管理決策結(jié)果。空中交通管理最終負(fù)責(zé)的是人，所以要堅(jiān)持以人為本的理念，不光要建設(shè)硬件系統(tǒng)，也要搭建安全責(zé)任制度，不斷推進(jìn)落實(shí)，重視風(fēng)險(xiǎn)管理以及安全信息管理，不斷提升管理者的能力水平和個(gè)人素質(zhì)，其次才是針對(duì)硬件系統(tǒng)的管理，強(qiáng)化管理整個(gè)信息采集作業(yè)流程，并開發(fā)系統(tǒng)預(yù)警功能，搭建更安全的信息系統(tǒng)平臺(tái)，使系統(tǒng)可以更智能的針對(duì)特殊及異常情況及時(shí)作出辨識(shí)和反饋，并分析預(yù)測(cè)出可能的結(jié)果，以此更好的輔助人來做決策。

為了保障上述措施的順利推進(jìn)，還應(yīng)該建立完善的監(jiān)督機(jī)制，在空中交通管理系統(tǒng)不斷發(fā)展進(jìn)步的過程中及時(shí)提出改良意見，同時(shí)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行考核和監(jiān)控，確保平臺(tái)系統(tǒng)的健康運(yùn)作。

五、結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)如今人們出行業(yè)務(wù)的迅速增加，對(duì)航空運(yùn)輸提出了更高的要求。空中交通的模式和管理也變得更加復(fù)雜，新技術(shù)的進(jìn)入和新領(lǐng)域拓展為空中交通管制提供新的解決方案的同時(shí)，也帶來了更多的復(fù)雜性和不確定性，對(duì)于空中交通管理復(fù)雜性的研究具有重要的意義，在復(fù)雜性的研究的過程中，可以洞悉系統(tǒng)之間的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)更優(yōu)化的決策方案，通過不斷的實(shí)踐對(duì)空中交通管理系統(tǒng)的作用和表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估，為自動(dòng)化系統(tǒng)的不斷開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]任中杰.關(guān)于空中交通管理中的交通行為復(fù)雜性探討[J].中國(guó)新通信，2016，07：132.

[2]王紅勇，趙疑飛，溫瑞英.基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的空中交通復(fù)雜性度量方法.系統(tǒng)工程，2017，03：112-118.