基于雷達(dá)模擬機(jī)訓(xùn)練的扇區(qū)容量評(píng)估

李陽(yáng)

摘 要：本文選取中國(guó)民航飛行學(xué)院雷達(dá)模擬機(jī)訓(xùn)練中武漢天河機(jī)場(chǎng)進(jìn)近管制區(qū)為研究對(duì)象，提出了一種基于雷達(dá)模擬機(jī)的扇區(qū)容量評(píng)估方法。主要通過(guò)對(duì)管制員在雷達(dá)模擬機(jī)環(huán)境下的工作負(fù)荷數(shù)據(jù)和每個(gè)時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，最終模擬扇區(qū)的容量。該方法首先需要在模擬機(jī)平臺(tái)上構(gòu)建評(píng)估環(huán)境，然后根據(jù)所評(píng)估扇區(qū)日常運(yùn)行情況編排練習(xí)計(jì)劃，之后組織管制員進(jìn)行模擬機(jī)管制并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，最后對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析并計(jì)算結(jié)果。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)模擬機(jī);扇區(qū)容量;評(píng)估

中圖分類號(hào)：V355文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）05-0121-03

Abstract： In this paper， Wuhan Tianhe Airport approach control area in radar simulator training of Civil Aviation Flight College of China was selected as the research object， and a sector capacity evaluation method based on radar simulator was proposed. This paper mainly analyzed and calculated the workload data of the controller in the radar simulator environment and the operation data in each time period， and finally calculated the capacity of the simulated sector. Firstly， the evaluation environment needs to be built on the simulator platform， and then the training plan is arranged according to the daily operation of the evaluated sector. Then， the controller is organized to control the simulator and record the relevant data. Finally， the collected data is sorted， analyzed and the results are calculated.

Keywords： radar simulator;sector capacity;evaluation

1 研究背景及目的

近年來(lái)，我國(guó)航空事業(yè)發(fā)展十分迅速。隨著民航航班的增加，管制員和培訓(xùn)學(xué)生的壓力較大，合理的空中流量扇區(qū)容量評(píng)估是解決相關(guān)人員的壓力管理問(wèn)題的關(guān)鍵。

2 基于雷達(dá)模擬機(jī)訓(xùn)練的扇區(qū)容量評(píng)估方法

2.1 扇區(qū)概況

扇區(qū)內(nèi)共有9個(gè)導(dǎo)航臺(tái)和1個(gè)強(qiáng)制報(bào)告點(diǎn)，其中包括4個(gè)內(nèi)臺(tái)：WG、XG、SH、QU;4個(gè)外臺(tái)：ZF、KG、XS、TM，這4個(gè)臺(tái)也是本扇區(qū)邊界，是與相鄰管制區(qū)的移交點(diǎn);1個(gè)本場(chǎng)臺(tái)：WUH;1個(gè)強(qiáng)制報(bào)告點(diǎn)：SG。進(jìn)場(chǎng)程序有5個(gè)，分別是TM-11A、TM-12A、ZF-11A、XS-11A和KG-11A，離場(chǎng)程序4個(gè)，分別是TM-11D、XS-11D、KG-11D、TM-11D。扇區(qū)的最低安全高度為850 m。離場(chǎng)航空器移交時(shí)高度限制為：ZF和XS：C/D類4 500 m（備5 100 m），TM和KG：C/D類4 800 m（備5 400 m）。進(jìn)場(chǎng)航空器移交時(shí)高度限制為：ZF和XS：C/D類4 200 m（備4 800 m），TM和KG：C/D類4 800 m[1]。

2.2 數(shù)據(jù)采集

在觀察模擬機(jī)訓(xùn)練的過(guò)程中，根據(jù)模擬訓(xùn)練的目的，實(shí)際上管制員所發(fā)出的指令和所做的工作與真實(shí)的管制工作稍有不同。因此，在記錄管制員所發(fā)指令和所做工作的種類以及對(duì)應(yīng)的花費(fèi)時(shí)間應(yīng)有較強(qiáng)的針對(duì)性[2]。例如，航空器在本扇區(qū)飛行時(shí)，沒(méi)有偏置運(yùn)行，航空器的運(yùn)行航跡一般不嚴(yán)格按照規(guī)定的進(jìn)、離場(chǎng)程序所規(guī)定的航線運(yùn)行;航空器飛離本管制扇區(qū)時(shí)，移交協(xié)調(diào)的步驟較為簡(jiǎn)略，離場(chǎng)航空器一般不嚴(yán)格要求達(dá)到移交高度限制后再進(jìn)行移交等。數(shù)據(jù)采集時(shí)需要采集考慮以下工作負(fù)荷種類：①飛進(jìn)扇區(qū)（協(xié)調(diào)）并雷達(dá)識(shí)別、雷達(dá)看到;②初始聯(lián)系;③下降高度，保持;④上升高度，保持;⑤保持高度;⑥由于沖突，航向改變;⑦由于沖突，調(diào)整高度;⑧由于沖突，調(diào)整速度;⑨與下一扇區(qū)的管制員協(xié)調(diào)，準(zhǔn)備移交;⑩離開(kāi)扇區(qū)，聯(lián)系XX，再見(jiàn);?填寫進(jìn)程單[3]。

數(shù)據(jù)是在統(tǒng)計(jì)管制員模擬機(jī)訓(xùn)練時(shí)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，共統(tǒng)計(jì)了10組數(shù)據(jù)。在收集數(shù)據(jù)時(shí)，以30 min為一個(gè)時(shí)間片，記錄下每類工作負(fù)荷出現(xiàn)的次數(shù)和每次工作所花費(fèi)的時(shí)間;另外，記錄下對(duì)應(yīng)時(shí)間片內(nèi)扇區(qū)內(nèi)的飛行流量，所測(cè)時(shí)間精度以0.5向上取整。為了后續(xù)計(jì)算方便，將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并集中在一個(gè)表格內(nèi)，然后使用Excel軟件計(jì)算得到每類負(fù)荷所需的平均時(shí)間和觀測(cè)到的總次數(shù)。

2.3 數(shù)據(jù)處理和容量評(píng)估

在實(shí)際管制工作中，各個(gè)種類的工作負(fù)荷出現(xiàn)的頻率不同，因此要對(duì)各個(gè)種類的工作負(fù)荷進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，然后才能進(jìn)行求和算出總的工作負(fù)荷。

2.3.1 沖突管制負(fù)荷。航空器在某一扇區(qū)飛行時(shí)，由于種種原因，航空器之間難免會(huì)出現(xiàn)沖突，管制員的重要職責(zé)就是預(yù)見(jiàn)和及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在沖突，并避免航空器沖突。通常，管制員會(huì)提前采取以下措施來(lái)解決沖突：第一，在水平面上引導(dǎo)航空器改變航向以保持水平間隔;第二，在垂直面上對(duì)飛行高度加以限制以保持垂直間隔;第三，要求航空器增大爬升率或者下降率以保持或增大間隔等。管制員沖突管制負(fù)荷可以描述為：

稍有不同的是，計(jì)算[W進(jìn)入扇區(qū)]和[W離開(kāi)扇區(qū)]這兩個(gè)權(quán)值時(shí)，因?yàn)檫@兩個(gè)權(quán)值所包含的工作負(fù)荷幾乎同時(shí)出現(xiàn)，所以計(jì)算時(shí)只需要將它所包含的工作負(fù)荷權(quán)值簡(jiǎn)單相加即可。

數(shù)據(jù)整理好后，就可以進(jìn)行各個(gè)類別的工作負(fù)荷權(quán)值的計(jì)算。需要計(jì)算的權(quán)值有[W進(jìn)程單]、[W高度改變]、[Wcf]、[W進(jìn)入扇區(qū)]、[W離開(kāi)扇區(qū)]，將表1中列出的各個(gè)工作負(fù)荷分別對(duì)應(yīng)到這5個(gè)權(quán)值中。其中，[W進(jìn)程單]包括?項(xiàng);[W高度改變]包括③、④、⑤項(xiàng);[Wcf]包括⑥、⑦和⑧項(xiàng);[W進(jìn)入扇區(qū)]包括①和②項(xiàng);[W離開(kāi)扇區(qū)]包括⑨和⑩項(xiàng)。根據(jù)公式（2）和（3）分別計(jì)算各個(gè)權(quán)值。

特別的是，[W進(jìn)入扇區(qū)]和[W離開(kāi)扇區(qū)]兩個(gè)權(quán)值中分別所包含的工作負(fù)荷幾乎同時(shí)出現(xiàn)，因此，對(duì)這兩個(gè)權(quán)值的計(jì)算只對(duì)各個(gè)工作負(fù)荷的值進(jìn)行相加，而并非取加權(quán)平均值[4]。

2.3.2 不同飛行流量下的工作負(fù)荷。本文收集了10組不同飛行流量下的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在根據(jù)上文計(jì)算的權(quán)值，計(jì)算出每組觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的工作負(fù)荷，結(jié)果如表3所示。

各組的工作負(fù)荷經(jīng)過(guò)計(jì)算亦可得出，與對(duì)應(yīng)的飛行流量整理在一起后見(jiàn)表4。

3 結(jié)語(yǔ)

本文利用雷達(dá)模擬機(jī)計(jì)算了該扇區(qū)每小時(shí)空域容量值為39架次。下一步可以考慮加入機(jī)場(chǎng)運(yùn)行條件的限制進(jìn)行容量評(píng)估，使結(jié)果更加符合實(shí)際情況。

參考文獻(xiàn)：

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