運用基于AHP的YAAHP軟件實現(xiàn)VHF地空通信遙控臺選址影響因素研究

周媛媛

伴隨著民航業(yè)的快速發(fā)展，安全和高效的地空通信成為保證飛行安全不可缺少的因素，而地空通信遙控臺合理布局可以適當(dāng)解決當(dāng)前存在的空中交通管制問題。本文以新建VHF地空通信遙控臺選址為研究背景，采用基于層次分析法 （AHP） 的 YAAHP 軟件對影響選址的多重因素進行研究，提出針對遙控臺選址的合理建議。

一、影響選址決策的關(guān)鍵因素

在某些存在信號覆蓋率不高或通信質(zhì)量較差的區(qū)域，解決飛行增量而不減通信質(zhì)量的問題成為民航通信熱門問題。文章以增設(shè)新遙控臺選址為切入點，為提供穩(wěn)定且強大的信號質(zhì)量打下基礎(chǔ)。

一個適宜的地址應(yīng)滿足機房基本需求，交通便利且建設(shè)施工容易、在可控范圍內(nèi)盡可能少地對周圍環(huán)境有影響，且未來可實現(xiàn)后續(xù)機房的升級操作管理，滿足這四個要求才是確保VHF遙控臺機房選址工作的基礎(chǔ)，才可為后續(xù)高效和可持續(xù)的地空通信提供保障。

（一）地理因素

海拔對信號傳輸?shù)挠绊懯芏鄠€因素影響，其中包括視距條件、大氣衰減、干擾源和天氣條件。雖然高海拔通常在視距通信和減少信號衰減方面具有優(yōu)勢，但在解決干擾和惡劣天氣影響時存在問題。山脈、丘陵、峽谷等地形特征會對信號傳播產(chǎn)生影響，會阻礙或阻擋無線信號。無線信號可能會在山丘邊緣發(fā)生折射或衍射，導(dǎo)致信號偏差或散射，這會影響信號覆蓋范圍并可能引入多徑干擾。除此外，還需考慮地區(qū)的氣候、氣象條件和潛在的障礙物避免影響視距通信和信號傳播，減弱信號強度。

（二）信號條件

通過對選定地址進行信號強度分析，可以量化不同地址之間的信號差異，評估每個地址的信號覆蓋能力和質(zhì)量，以選擇最合適的位置來確定遙控臺地址。對于初步確定的地址進行信號覆蓋范圍、信號強度和信號質(zhì)量等相關(guān)測試，確定其信號條件是否滿足遙控臺需求。

（三）環(huán)境因素

考慮環(huán)境因素時需要確保遙控臺的增加不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生任何不利影響，除此外考慮交通是否便利，確保地點交通基礎(chǔ)設(shè)施便于維護。機房需要具備穩(wěn)定的電力網(wǎng)絡(luò)，需安裝備用電源設(shè)備，發(fā)動機組或不間斷電源（UPS）。機房還需具有一定的安全設(shè)施設(shè)備，如防雷、防火設(shè)備，配備滅火器、自動滅火系統(tǒng)和滅火器等設(shè)備，以應(yīng)對突發(fā)的火災(zāi)風(fēng)險。

（四）可發(fā)展因素

所選位置應(yīng)允許遙控臺長期有效可控地運行。提供良好可管理性的站點可確保遠(yuǎn)程控制站能夠得到適當(dāng)?shù)木S護、監(jiān)視和服務(wù)，以維持最佳性能。

二、運用YAAHP軟件實現(xiàn)計算實例

層次分析法（AHP）是一種決策方法，用于對層次結(jié)構(gòu)中的多個標(biāo)準(zhǔn)進行系統(tǒng)評估和優(yōu)先級排序。它將問題分解成多個層次，包括目標(biāo)、準(zhǔn)則（因素）、備選方案等，然后通過比較它們之間的相對重要性來做出決策。層次分析法通常使用數(shù)學(xué)模型來量化這些重要性，以便為每個備選方案分配權(quán)重，最終找到最佳方案。YAAHP 軟件是基于 AHP 的自動計算與可視化建模的一款軟件，能夠高效地為運用層次分析法進行的評估和決策事項生成圖表模型并自動進行計算和數(shù)據(jù)分析。該文選擇三個備選地點進行評估。

（一）繪制結(jié)構(gòu)層次模型

層次分析法的第一步是建立決策目標(biāo)層，即確立遙控臺選址方案。第二層為決策的標(biāo)準(zhǔn)，即地理條件、信號條件、環(huán)境因素、可發(fā)展因素。并將這四個標(biāo)準(zhǔn)分解成各個細(xì)化的12個子標(biāo)準(zhǔn)，即第三層指標(biāo)層。第四層為預(yù)選的三個備選地，是AHP中的方案層。據(jù)此方案建立層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

（二） 收集專家判斷矩陣數(shù)據(jù)并計算排序權(quán)重

本研究中專家打分環(huán)節(jié)采取發(fā)布問卷的形式進行，專家組成員為從事一線工作的無線機務(wù)員、負(fù)責(zé)通信設(shè)備維護的管理人員、甚高頻電臺制造廠商、從事通信專業(yè)教學(xué)的高校教師、航空研究基地學(xué)者及相關(guān)專家。專家打分按照AHP中規(guī)定的1～9 標(biāo)度值進行 兩兩成對比較，每個標(biāo)準(zhǔn)和子標(biāo)準(zhǔn)與其他標(biāo)準(zhǔn)和子標(biāo)準(zhǔn)通過成對比較確定出它們之間的相對重要性或偏好。借助 YAAHP 軟件，通過所有成對之間的比較，輸入數(shù)據(jù)并計算權(quán)重，生成判斷矩陣，經(jīng)過對判斷矩陣的歸一化處理，計算出組內(nèi)各因素相對權(quán)重，在YAAHP 軟件中導(dǎo)出準(zhǔn)則層判斷矩陣（表1）以及二級指標(biāo)判斷矩陣中的四個判斷矩陣（表 2—表5）。

（三）靈敏度分析

根據(jù)前文初步對各項指標(biāo)的分析，本研究中三個備選地址中的地點2成為最佳選擇，如圖2所示。現(xiàn)針對多方的動態(tài)數(shù)據(jù)變化對于決策的目標(biāo)同時產(chǎn)生影響做數(shù)據(jù)靈敏度分析，從而確定某個單一變化指標(biāo)對決策目標(biāo)產(chǎn)生的影響。

根據(jù)圖2，地理條件、信號條件的權(quán)重值分別為0.3371和0.5160，相較于環(huán)境因素和可發(fā)展性而言較高，對遙控臺選址的影響性較大，故針對這兩個指標(biāo)做靈敏度分析如下。

做靈敏度測試時，降低信號的權(quán)重，地點3的權(quán)重將會升高，超越原最優(yōu)方案地點2，成為優(yōu)選方案 ；隨后提高地理因素的權(quán)重，地點2又將超越地點1和地點3成為權(quán)重最高的優(yōu)選方案。

三、分析計算結(jié)果并提出建議

通過一致性檢驗，得到第一個中間層中四個要素的影響權(quán)重如下。信號：0.5160；地理：0.3371；環(huán)境：0.081；可發(fā)展性：0.0577。信號是首要考慮因素，地理因素占第二位，根據(jù)靈敏度分析，當(dāng)信號因素發(fā)生變化時，其余各因素也會發(fā)生變化，地理因素下的各個下級指標(biāo)也是影響信號條件的子目標(biāo)，需要綜合考慮。根據(jù)所使用的YAAHP 軟件最后的輸出決策結(jié)果顯示，地點2相對權(quán)重較高，可作為選址的理論基礎(chǔ)，后續(xù)根據(jù)實際勘測驗證，針對不同地點的各個因素完成實地測量和勘察調(diào)整后續(xù)選址策略。

四、結(jié)語

流量不斷增加給民航業(yè)帶來的飛行安全問題不容小覷。降低安全風(fēng)險，提高飛行效率一直都是行業(yè)宗旨。以往新增遙控臺的選址過程耗費人工和時間精力過多，科學(xué)有效地確定基本選址位置是很有必要的。

作者單位：中國民用航空飛行學(xué)院