基于變異系數的EWM-G1管制運行效率主客觀綜合賦權評價方法

楊 非，張建平，謝方泉，吳卿剛

基于變異系數的EWM-G1管制運行效率主客觀綜合賦權評價方法

楊 非1，張建平2，謝方泉2，吳卿剛2

（1. 中國民用航空局，北京 100710；2. 中國民用航空局第二研究所，成都 610041；）

對管制運行效率進行科學合理地評價，是提升管制運行效率的前提條件。本文針對管制運行效率評價問題，充分考慮投入、產出、資源利用以及資源配置等因素，建立管制運行效率評價指標體系；之后，基于指標變異系數對主客觀賦權信息進行綜合，提出基于變異系數的EWM-G1管制運行效率主客觀綜合賦權評價方法；最后，選擇某區管中心六片管制扇區，作為六個管制單位，驗證本文所提出的管制運行效率評價方法的可行性。

管制運行效率；指標體系；變異系數；組合賦權

0 引 言

國際民航組織（ICAO）在《全球航行績效手冊》中將效率作為一個關鍵績效領域[1]。近年來我國民航運輸量和航班保障架次年增長率長期保持在10%左右的高位[2]，而管制員數量年均增長只有2.1%[3]。在民航運輸業務量高速增長的形勢下，管制運行單位應在堅守民航安全底線的同時提升管制運行效率。對管制運行效率進行科學合理地評價，有助于識別影響管制運行效率的關鍵因素[4]，及時發現運行過程中的短板，為制定提升管制運行效率方案提供指導[5]。

由于影響管制運行效率的因素眾多，根據單一因素對其進行評價缺乏全面性。則通常在對管制運行效率進行評價時，會建立一個可量化的評價指標體系，通過結合各指標信息對其進行評價。因此，對管制運行效率進行評價的一個關鍵問題就是對指標進行賦權，按照賦權原理的不同，評價方法可分為主觀賦權評價法和客觀賦權評價法。夏正洪等人分析了影響管制中心運行效能的各類因素，利用層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）對管制中心系統效能進行評價[6]，該評價方法屬于主觀賦權評價法。王夢麗等人利用主成分分析方法獲得機場管制系統運行效率綜合評價指標[7]，其所使用評價方法屬于客觀賦權評價法。兩類方法各有優勢，主觀賦權評價法能充分考慮行業專家給出的判斷，客觀賦權評價法能較大程度利用指標數據本身的特性。因此，將主客觀賦權評價方法進行結合，對管制運行效率進行綜合評價，能使兩類評價方法優勢互補，進而使得評價結果更加科學合理。主客觀賦權綜合評價方法的關鍵是確定主客觀兩種方法的賦權結果在綜合評價模型中的權重，一種較為簡單的處理方式為最終權值取主觀賦權和客觀賦權的算數平均值，即0.5：0.5[8]。這樣的取值較為單一固化，未能充分利用主客觀評價法的賦權信息。孫佳琦等人采用博弈論的方法將通過層次分析法確定的主觀權值和熵權法（Entropy Weight Method，EWM）確定的客觀權值相結合，建立終端區管制運行效率評價模型，為針對管制運行效率的主客觀綜合評價提供了新的思路[9]。

本文針對管制運行效率評價問題，充分考慮投入、產出、資源利用以及資源配置等因素，建立了管制運行效率評價指標體系；接著，運用客觀賦權法EWM[10]和主觀賦權法G1法[11]，分別對所建立指標體系中各項指標進行賦權；之后，基于指標變異系數[12]對主客觀信息進行綜合，提出基于變異系數的EWM-G1管制運行效率主客觀綜合賦權評價方法；最后，運用本文所提出的管制運行效率主客觀綜合賦權評價方法，對某管制單位6片管制扇區的管制運行效率進行評價，并對評價結果進行分析。

1 管制運行效率評價指標體系

關于管制運行效率的具體內涵，部分學者給出了相應的定義。羅貫中等人在文獻[13]中指出“管制運行效率是指在管制運行系統中，一定的管制投入對管制服務需求的滿足程度，即運行活動中所消耗的勞動量與所獲勞動效果的比率”。杜實等人在文獻[14]中指出“管制運行效率是指一定的管制資源投入與獲得的勞動效果的比率。”參考上述定義，本文充分考慮投入、產出、資源利用以及資源配置等因素，建立管制運行效率評價指標體系。其中，投入在管制運行方面主要涉及人力資源、時間資源、空域資源等；產出主要是指正常運行的管制指揮架次、航空器沖突解脫次數、運行可預測性等。

在加入單架次平均保障時間之后，管制工作量表征更加具體，更能貼切反映實際管制工作情況。

最后，綜合考慮指標的典型性和可采集性，本文構建如圖1所示的管制運行效率評價指標體系。

圖1 管制運行效率評價指標體系

2 基于變異系數的EWM-G1管制運行效率主客觀綜合賦權評價方法

本文選用EWM和G1法獲得指標的客觀和主觀權值。EWM是一種客觀賦權法，其基本原理是通過度量評價指標體系中指標數據所蘊含的信息量來計算各指標的權重。當評價對象在某項指標上的值相差較大，熵值較小，說明該指標提供的有效信息量較大，指標的權重也應較大；反之，若某項指標的值相差越小，熵值較大，說明該指標提供的信息量較小，指標的權重也應較小。G1法相較于常用的AHP法，不用構造判斷矩陣，即無需進行一致性檢驗，計算量較AHP成倍減少，且具有保序性，便于后續指標集擴充[15]，因此本文選用G1進行主觀賦權。最后，本文基于變異系數，對客觀權值和主觀權值進行加權組合，所得到的綜合權值能同時體現主客觀信息集成特征。

2.1 EWM賦權

（3）計算各個管制單位指標對于全部樣本的比重：

2.2 G1法賦權

Tab.1 Assignment reference table of

2.3 基于變異系數的主客觀賦權信息綜合

變異系數被定義為一組數據的標準差與均值的商，反映一組數據的離散程度。利用指標變異系數，構造如下式子：

式中：為指標變異系數加權和，體現評價對象之間的整體差異，其值越大，則主客觀綜合評價的區分度就越大。由此得到下面的最優化模型：

利用Lagrange極值原理求解上述最優化問題，構造Lagrange函數如下：

3 評價實例及分析

3.1 管制扇區管制運行效率評價示例

基于本文所建立的管制運行效率評價指標體系和基于變異系數的EWM-G1管制運行效率主客觀綜合賦權評價方法，可對管制運行單位的管制運行效率進行評價。本節選擇某區管中心六片管制扇區，作為六個管制單位，對本文所提出的評價方法的評價具體流程進行說明。

步驟1 指標數據采集和標準化處理。對應本文所建立的管制運行效率評價指標體系，采集2015年11月19日到2016年1月15日共六周某區管中心對應運行數據，得到管制運行效率評價指標數據集，如表2所示。

表2 管制運行效率評價指標數據集

Tab.2 Dataset of air traffic control operational efficiency evaluation index

步驟3 運用G1法對各個指標進行主觀賦權。邀請行業內9位資深專家，對本文所構建的管制運行效率評價指標進行主觀排序賦值，根據2.2節G1法的賦權原則，先要對專家給出的序關系進行分類。經整理，共得到4種不同的序關系，4種序關系下指標重要程度之比的專家賦值結果如表3所示。

表3 專家主觀排序賦值結果

Tab.3 Expert’s subjective ranking assignment results[吳25]

表4 管制扇區管制運行效率綜合評價得分

Tab.4 Air traffic control operational efficiency evaluation scores of control sectors

3.2 評價結果分析

根據表4的加權評價得分，6片管制扇區的運行效率由高到低排序為ACC01>ACC05> ACC02>ACC08>ACC09>ACC04，即ACC01扇區的管制運行效率最高，ACC04扇區的管制運行效率相對最低。從表2可以看出，雖然ACC04扇區的航班延誤情況和環保指數都是參與比較的扇區中最高的，但由于人力資源利用率指標和空域利用率指標較低，且管制復雜度也相對較低，因此管制運行效率偏低。

4 結 論

本文針對管制運行效率評價問題，充分考慮投入、產出、資源利用以及資源配置等因素，建立了具有典型性和可操作性的管制運行效率評價指標體系，進而提出基于變異系數的EWM-G1管制運行效率主客觀綜合賦權評價方法。該方法能充分綜合主客觀兩種賦權方法的信息，既能反映專家所給出的經驗知識，也能利用指標數值之間的客觀差異。最后將本文所提出的管制運行效率綜合評價方法運用到實際運行單位的效率評價當中，驗證了該方法的可行性。

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EWM-G1 Objective and Subjective Comprehensive Evaluation Method for Air Traffic Control Operational Efficiency Based on Variation Coefficient

YANG Fei1，ZHANG Jian-ping2，XIE Fang-quan2，WU Qing-gang2

（1. Civil Aviation Administration of China，Beijing 100710，China；2. The Second Research Institute of Civil Aviation Administration of China，Chengdu 610041，China）

A scientific and reasonable evaluation of air traffic control operational efficiency is a prerequisite for improving it. Based on such an evaluation , this study fully considers the factors of input, output, resource utilization, and allocation, and establishes an evaluation index system. The subjective and objective information is combined and empowered based on variation coefficient, and the EWM-G1 subjective and objective comprehensive evaluation method for the aforementioned efficiency based on variation coefficient is proposed. Finally, six control sectors of an ACC are selected as control units to verify the feasibility of the proposed air traffic control operational efficiency evaluation method.

air traffic control operational efficiency; index system; variation coefficient; combination empowerment

V355

A

10.3969/j.issn.1672-4747.2020.03.015

1672-4747（2020）03-0126-07

2019-08-27

四川省重大科技專項項目（2019YFG0390）

楊非（1972—），男，北京人，正處級調研員，碩士研究生，主要研究方向為空管運行、無人機管理、航空安全管理，E-mail：yangfei@caac.gov.cn

張建平（1976—），男，安徽南陵人，研究員，博士，主要研究領域為空中交通安全管理，E-mail：zhangjp@caacsri.com

楊非，張建平，謝方泉，等. 基于變異系數的EWM-G1管制運行效率主客觀綜合賦權評價方法[J]. 交通運輸工程與信息學報，2020，18（3）：126-132

（責任編輯：李愈）