基于模糊層次分析法的管制員疲勞風(fēng)險因素分析

卞曉峰 王琳

摘? 要：為探討影響空中交通管制員疲勞風(fēng)險因素，建立管制員疲勞風(fēng)險因素關(guān)系模型。運用模糊層次分析法將影響管制員疲勞的各種因素進行重要程度排序，為開展管制員疲勞管理決策提供參考。結(jié)果表明：影響空中交通管制員疲勞風(fēng)險的因素中，環(huán)境因素所占的權(quán)重最大，如航班量的增長帶來的管制員工作負荷的增加以及語音通訊質(zhì)量問題等。

關(guān)鍵詞：安全管理;管制員疲勞;模糊層次分析法;風(fēng)險因素;權(quán)重與排序

中圖分類號：V355.1? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）03-0045-03

Abstract： In order to explore the factors affecting the fatigue risk of air traffic controllers， the relationship model of fatigue risk factors of air traffic controllers was established. The fuzzy analytic hierarchy process is used to rank the various factors that affect the fatigue of controllers， so as to provide reference for the decision-making of fatigue management of controllers. The results show that among the factors that affect the fatigue risk of air traffic controllers， environmental factors account for the largest weight， such as the increase of flight volume， the increase of controller workload and the quality of voice communication.

Keywords： safety management; controller fatigue; fuzzy analytic hierarchy process; risk factors; weight and ranking

隨著民航的快速發(fā)展，管制員的工作負荷大大增加，管制員疲勞上崗的情況也越來越常見，管制員疲勞上崗已經(jīng)成為一個熱點問題[1]，管制員的疲勞風(fēng)險已經(jīng)成為了威脅航空安全的一項重要因素。因此對管制員疲勞的風(fēng)險因素進行分析是很有必要的。目前國外航空安全水平較高的國家特別重視民航從業(yè)人員的疲勞問題，例如，Bond，Langhorne提出了管制員睡崗問題與疲勞、工作負荷、心理、工作環(huán)境等因素有關(guān)聯(lián)性，以及導(dǎo)致睡崗事件發(fā)生的觸發(fā)因素等[2]。在國內(nèi)，汪磊，孫瑞山在綜合比較已有疲勞監(jiān)測方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合管制員的崗位特性，提出了基于面部特征識別的管制員疲勞狀態(tài)實時監(jiān)測方法[3]。

本文以民航東北地區(qū)空管局部分管制員為調(diào)查對象，運用模糊層次分析法（FAHP）對影響管制員的疲勞風(fēng)險進行評估，最終分析出對管制員疲勞風(fēng)險影響較大的因素，并對影響管制員疲勞的各種因素進行重要程度排序。通過計算與風(fēng)險評估，運用權(quán)重與排序，得出比較重要的幾點因素。如航班量的增長以及語音通訊質(zhì)量不佳等，為管制員疲勞風(fēng)險管理者制定有針對性的防控措施提供科學(xué)依據(jù)。

1 方法與步驟

1.1 模糊層次分析法

模糊層次分析法（FAHP）及計算過程層次分析法（AHP）是20世紀70年代美國運籌學(xué)T.L.Saaty教授提出的一種定性與定量相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法。管制員疲勞風(fēng)險因素在運用AHP決策時，大體上可以可分為四個步驟。在對疲勞風(fēng)險因素模糊層次分析中，因素間的兩兩比較判斷時，如果不用三角模糊數(shù)來定量化，而是采用一個因素比另一個因素的重要程度定量表示，則得到模糊判斷矩陣。

1.2 模糊互補判斷矩陣的建立

在模糊層次分析中，因素間的兩兩比較判斷時，采用一個因素比另一個因素的重要程度定量表示，則得到的模糊判斷矩陣A=（aij）n×n，如果其具有如下性質(zhì)：

aij=0.5，i=1，2，…，n;

aij+aji=1，i，j=1，2，…，n;

則這樣的判斷矩陣稱為模糊互補判斷矩陣。

為了使任意兩個方案關(guān)于某準則的相對重要程度得到定量的描述，通常采用的0.1～0.9標度法給予數(shù)量標度。0.5表示同等重要，0.6表示稍微重要，0.7表示明顯重要，0.8表示重要的多，0.9表示極端重要，0.1-0.4表示反比較，若因素ai與因素aj相比較得到判斷rii，則因素aj與因素ai相比較得到的判斷為rji=1-rij。

aii=0.5表示因素與自己相比同樣重要;若aij∈[0.1，0.5），則表示因素xj比xi重要;若aij∈（0.5，0.9]，則表示因素xi比xj重要[4]。

依據(jù)上面的數(shù)字標度，疲勞因素a1，a2，…，an相互進行比較，則得到如下模糊互補判斷矩陣

（1）

1.3 模糊互補判斷矩陣的權(quán)重公式

文獻[5]推導(dǎo)出求解模糊互補判斷矩陣權(quán)重的一種通用公式，該公式充分包含了模糊一致性判斷矩陣的優(yōu)良特性及判斷信息，計算量小且便于計算機編程實現(xiàn)，為實際應(yīng)用帶來了極大方便。該求解模糊互補判斷矩陣權(quán)重的公式如下：

1.4 模糊互補判斷矩陣的一致性檢驗方法

由式（2）得到的權(quán)重值是否合理，還應(yīng)該進行比較判斷的一致性檢驗。當偏移一致性過大時，表明此時權(quán)重向量的計算結(jié)果作為決策依據(jù)是不可靠的，文獻推導(dǎo)出了用模糊判斷矩陣的相容性來檢驗其一致性原則的方法。

定義1：設(shè)矩陣A=（aij）n×n和B=（bij）n×n均為模糊判斷矩陣，稱

為A和B的相容性指標。

為判斷矩陣A的特征矩陣。

對于管制員疲勞風(fēng)險管理者的態(tài)度α，相當兼容性指標I（A，W）？燮α?xí)r，認為判斷矩陣為滿意一致性的。α越小表明決策者對模糊判斷矩陣的一致性要求越高，一般可取α=0.1。

2 基于模糊層次分析法對影響管制員疲勞風(fēng)險因素分析

2.1 建立管制員疲勞風(fēng)險因素問題層次結(jié)構(gòu)模型

影響管制員疲勞度的因素多種多樣，根據(jù)雇員疲勞管理策略[6]，結(jié)合管制員工作負荷測量方法[7]，編制條目評價工作因素對疲勞狀況的影響程度，將工作因素分為三大類：個人因素、環(huán)境因素、管理因素。建立影響管制員疲勞度因素層次結(jié)構(gòu)模型。個人因素A包括睡眠狀況A1、健康狀況A2、生活情感狀況A3、工作熟悉程度A4、工作強度適應(yīng)能力A5、倒班制度適應(yīng)能力A6、個人生活與工作協(xié)調(diào)能力A7、新鮮感下降A(chǔ)8、年齡A9、體質(zhì)A10、往返單位時間A11、作息安排A12、心理負荷A13和情緒狀況A14。環(huán)境因素B包括惡劣天氣B1、照明B2、語音通信效果不佳B3、操作系統(tǒng)設(shè)備性能B4、休息室和休息環(huán)境B5和航班量增長B6。管理因素C包括排版制度C1、文化氛圍C2、培訓(xùn)C3、薪資待遇C4、社會認可度C5、工作強度C6、工作時間C7和雙崗制C8。

2.2 構(gòu)造模糊互補判斷矩陣和模糊一致矩陣

隨機由民航東北空管局十二名一線管制員的評分，對疲勞風(fēng)險因素兩兩進行比較，采用0.1～0.9標度表示元素之間的重要程度，得到模糊互補判斷矩陣，然后將模糊互補判斷矩陣改造為模糊一致矩陣，模糊一致矩陣滿足一致性條件，無需進行一致性檢驗。

2.3 計算各元素的相對重要性

計算各元素相對重要性，取α=0.1，檢驗判斷矩陣的滿意一致性。以各管制員對于管理因素的權(quán)重向量為例見表1。

然后計算各元素的權(quán)重向量，并進行排序，見表2-4。

從表2-4可以看出，比較突出的個人因素有：睡眠狀況（0.0751）、健康狀況（0.0744）、倒班制度適應(yīng)能力（0.0740）、心理負荷（0.0739）;比較突出的環(huán)境因素有：航班量增長（0.1791）、語音通訊效果不佳（0.1725）;比較突出的管理因素有：薪資待遇（0.1163）、工作強度（0.1156）、工作時間（0.1143）、雙崗制（0.1126）。

3 結(jié)論

（1）影響空中交通管制員疲勞風(fēng)險的個人因素、環(huán)境因素和管理因素中，環(huán)境因素所占的權(quán)重最大，如航班量的增長帶來的管制員工作負荷的增加以及語音通訊質(zhì)量問題等。航班量的急劇增加和管制員對管制設(shè)備的可靠性的需求成為影響管制員疲勞風(fēng)險的最主要因素。

（2）管制員總體疲勞風(fēng)險因素較均衡。個人因素、環(huán)境因素和管理因素中，相同因素的權(quán)重向量彼此差距不大。睡眠狀況、健康狀況、倒班制度適應(yīng)能力和心理負荷等個人因素所占疲勞風(fēng)險權(quán)重較小。薪資待遇、工作強度、工作時間和雙崗制等管理因素中，在以團隊綜合能力保障航空安全的大環(huán)境下，還有提升疲勞風(fēng)險管理的空間。

（3）本文模糊層次分析法數(shù)據(jù)處理建立在對十二位民航東北地區(qū)空管局管制員的調(diào)查報告之上，數(shù)據(jù)來源方面具有一定局限性，但是模糊層次分析法中已經(jīng)排除了一些不滿足一致性的數(shù)據(jù)，但是由于調(diào)查對象主體自身的隨機性，本文所得出的相關(guān)結(jié)論也存在一些局限性。下一步將會利用現(xiàn)有的進展，結(jié)合大數(shù)據(jù)下對全國一線管制員疲勞風(fēng)險因素加以分析，為管制員疲勞風(fēng)險管理者提供依據(jù)。

參考文獻：

[1]郭錚躍，官順丑，劉莉.空管中人的因素對飛行安全的影響及對策[J].空中交通管理，2011（7）：39-42.

[2]Bond，Langhorne Poole， Robert W，Jr.Why Air Traffic Controller Fall Asleep on the Job[J].Wall Street Journal，Easternedition，2011（4）：A13.

[3]汪磊，孫瑞山.空中交通管制員疲勞狀態(tài)實時監(jiān)測方法的實現(xiàn)[J].安全與環(huán)境工程，2013，20（04）：87-91.

[4]樊子平，姜艷萍，肖四漢.模糊判斷矩陣的一致性及其性質(zhì)[J].控制與決策，2011，16（1）：142-145.

[5]呂躍進.基于模糊一致矩陣的模糊層次分析法的排序[J].模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué)，2002，16（2）：79-88.

[6]Transport Canada Civil Aviation.Fatigue management strategies for employees[R]. Ottawa，Canada： Fatigue Risk Management System for the Canadian Aviation Industry，2007.

[7]袁樂平，孫瑞山，劉露.基于DORATASK的管制員工作負荷測量方法研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2014，14（3）：76-79.