天津进近管制区进离场航线分离与扇区划分研究科技立项项目顺利通过...
郑鉴梁
[摘 要]随着空中交通流量的急剧增大，管制员工作负荷也相应增加。由于航空器在进近范围内的活动以爬升下降为主，指令多，同时航路结构复杂，使得进近管制员的工作变得复杂。所以近两年来国内各大机场逐步推行进离场分离程序来减少飞行冲突，降低管制员的工作负荷。
[关键词]厦门空域；进离场航线；进近管制员；工作负荷
中图分类号：V355.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）24-0269-01
1 进近管制员工作负荷统计模型
1.1 初步模型
管制员工作负荷大小主要体现在管制员完成客观任务所消耗的时间大小，以及为了缓解身体上和精神上所承受的这些压力所消耗的时间大小。首先给出初步模型，用T时间内扇区的流量与指挥单架航空器平均工作负荷的乘积来表示总的管制员工作负荷，数学表达式如下：
WT=f*Wf （1）
其中：WT为T时间里管制员总工作负荷；f为T时间空域流量大小；Wf为指挥单架航空器的平均工作负荷。影响管制员工作的因素很多，有客观因素的影响；还有主观因素的影响。指挥单架航空器的平均工作负荷，随着情况的不同也有很大的变化，由此给出如下函数关系：
Wf=g（c，f，w，x，y，z） （2）
其中：c为整个空域航路结构；f为空域流量大小；w为天气情况；x为管制员的不同；y为工作环境；z为其他影响因素。
1.2 模型的展开
在进近管制过程中，管制员主要是指挥航空器的离场和进场。对于进离港分离的情况，进场和离场航空器之间影响较小。由此可将管制员工作负荷划分为指挥离场航空器工作负荷和指挥进场航空器工作负荷。根据上面的分析，这样模型（1）可展开为：
WT=WT离场+WT进场=f离场*Wf离场+f进场*Wf进场 （3）
其中：WT离场进场为T时间里总的指挥离场航空器工作负荷；WT进场为T时间里总的指挥进场航空器工作负荷；f离场为T时间离场流量大小；Wf离场为指挥单架离场航空器的平均工作负荷；f进场为T时间进场流量大小；Wf進场为指挥单架进场航空器的平均工作负荷。
同样，影响进离场的因素仍然很多，但进离港航线分离情况下，空域结构变得简单明了，即进离场仅受各自的进离场航线结构影响，同时在流量上也仅受进场或离场流量影响，由此函数关系式可以简化为：
Wf离场=g（c1，f离场，w，x，y，z） （4）
Wf进场=g（c2，f进场，w，x，y，z） （5）
其中：c1为离场航线结构；c2为进场航线结构；f离场为T时间离场流量大小；f进场为T时间进场流量大小；w为天气情况；x为管制员的不同；y为工作环境；z为其他影响因素。
1.3 模型的进一步展开
进一步对离场航线和进场航线进行分析，对于离港航线而言，根据航空器目的地的不同有着不同的离场航线，而且各种航线之间是独立的，在此又可以将指挥离场工作负荷进一步划分为指挥各离场航线的工作负荷，由此可以得到
WT离场=f离场i*Wf离场i（6）
其中：n为离场航线数量；f离场i为T时间从航线i离场流量大小；Wf离场i为指挥单架从航线i离场的航空器工作负荷。而此时对于Wf离场i，航线结构上仅受i离场航线结构影响，流量也只受到本离场航线流量大小的影响，由此函数式可以进一步简化为：
Wf离场=g（c1i，f离场i，w，x，y，z） （7）
其中：c1i为离场i走廊的航路结构；f离场i为T时间从走廊离场流量大小；w为天气情况；x为管制员的不同；y为工作环境；z为其他影响因素。
同理可得
WT进场=f进场i*Wf进场i（8）
Wf进场=g（c2i，f进场i，w，x，y，z）（9）
其中：m为进场航线数量；c2i为进场走廊的航路结构；f进场i为T时间从走廊进场流量大小；w为天气情况；x为管制员的不同；y为工作环境；z为其他影响因素。
综上可得，管制员工作负荷模型
WT=WT离场+WT进场=f离场i*Wf离场i+f进场i*Wf进场i （10）
2 Wf离场i和Wf进场i的确定
首先分析管制员发指令的种类，现场观察记录以及对语音数据分析统计出各种指令的平均通话时间Hj和必要手工操作时间Kj，对于各指令所需的思考时间Tj，采用问卷调查的形式统计出各种指令的平均思考时间Tj，最后统计出指挥单架航空器从航线进场所发各种指令的平均次数，由此得到，指挥单架航空器从航线离场的平均工作负荷Wf离场i可以表示为：
Wf离场=Pj*（Hj+Kj+Tj） （11）
同理可得出指挥单架航空器从航线进场的平均工作负荷Wf进场i。
3 实例分析
应用上面模型，对厦门进近02扇进行分析。以厦门使用05号跑道，晋江使用03号跑道为例。管制员指挥离场航空器主用6条离场航线，而在确定离场时，只研究在典型的气象状况下，工作环境舒适以及不考虑管制员本身的影响，分析统计出各离场航线平均的工作负荷值。
管制员指挥进场航空器主用6条进场航线，同样，分析统计出6条进场航线平均的工作负荷值。
最后以20170301数据为例，统计出一天里单位时间段内进离场航线的航班流量大小，应用进近管制员工作负荷模型（10），统计出各个时间段总的管制员工作负荷。图1是应用此模型统计出的02扇区在0600-2400时间段内单位时间里总的管制员工作负荷（T=1h），由图1可以看出在1000-1200、2200-2400之间管制员工作负荷较大，与期间空中交通流量繁忙一致。
图1 20170301单位时间管制员工作负荷随时间变化情况
4 容量评估
扇区小时容量是指1小时内在管制员工作不超负荷的情况下，管制员可以指挥飞机的数量。根据DORA方法[1]所提出的，管制员需要一定的恢复时间，总的管制工作负荷不应超过总时间的80%。应用图1同时结合航班流量，可知扇区2的扇区小时容量为41架次/h，比较符合实际情况。
5 节语
本文是在总结了进近管制工作特点的基础上，提出了进近管制员工作负荷划分方法，建立进近管制员工作负荷模型。该方法不仅能实时评估当前管制负荷，而且还能预测未来一段时间的管制员工作负荷，同时可以评估扇区容量。但此方法在对管制工作负荷影响因素方面考虑的不是很全面，这些方面还需要更加深入的研究。
参考文献
[1] 国际民用航空组织.空中交通服务计划手册ICAO9426/AN924文件[M].北京：中国民用航空总局空中交通管理局，1999.
