一種管制負荷管理系統及其管制員工作負荷的評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種空中交通管制系統，具體涉及一種管制負荷管理系統及其管制員 工作負荷的評估方法。
【背景技術】
[0002] 伴隨著航空業的持續發展，航班量持續高位增長，給航空的安全帶來很大壓力，為 科學研宄這種形勢，從而控制、緩解其中的風險，目前國內外開始以計量管制工作負荷為基 礎，進行上述研宄。根據管制員的工作內容，管制員工作負荷可定義為：由于空域內航空器 的飛行對管制員形成了客觀任務需求，管制員為滿足這些需求而在身體和精神上產生的消 耗即為管制員工作負荷。從理論上講，空域特點、扇區結構、航班密度以及天氣等都可能是 影響管制負荷變化的因素。
[0003] 國際上，早在上世紀九十年代就有人開始研宄，并形成一定的方法，如英國運籌與 分析理事會提出的"DORATASK"方法，德國梅塞施密特、特爾科和布盧姆的"MBB"研宄方法 等。國內，在近兩年也有通過對某影響因素進行分析、建模，并使用回歸等算法得出管制工 作負荷計算或預測模型的研宄，管制負荷的研宄有助于充分利用空域資源、保障飛行安全， 而這些研宄在理論研宄與實際應用中都有很大的突破，一些學者在某些地方的管制區也實 施了一系列管制負荷定量研宄，并應用了地空通話時間等因素進行計算，成功取得了管制 單架飛機的工作負荷的成果。
[0004] 中國專利文獻中，公開號CN103093650A、名稱是一種管制運行質量診斷系統及方 法（參見該申請說明書【具體實施方式】部分），公開了一種管制運行質量診斷系統及方法，該 系統包括用于采集AFTN電報數據和綜合航跡數據的數據采集服務器、用于采集內話語音 信號的語音采集工控機、用戶訪問客戶端、服務器和系統管理PC機，其管制運行質量診斷 方法通過所述管制運行質量診斷系統實現。該現有技術只是收集綜合航跡、飛行計劃、語 音通信實時數據這些基礎要素，沒有考慮管制實時運行狀態、管制運行環境以及氣象條件 等因素，使得影響計算管制負荷的重要因素缺失，不能真實反應管制工作中的難度變化，因 此，該統計方法不夠全面、精確，同時該方法為提及負荷變化在時間單位上的設計，以及在 實際工作中的應用等。系統管理PC機用于計算管制扇區的負荷，但是該系統僅限于以扇區 組織為單位，由于缺乏人員-崗位時間分布數據，無法將管制負荷精確到個人，也無法實現 對管制員個體的研宄。在管制工作中，對于管制員個體來說，由于個人能力存在差異，甚至 對于同一人，在不同情況或精神狀態下，其承受壓力的限度也會存在差異，這些不確定性因 素都會給飛行安全帶來不利的影響，因此，管制員個體負荷對安全影響的研宄非常重要。目 前，現有技術對于管制負荷的研宄多用扇區容量評估，并未在管制運行的管理方面有所建 樹。
[0005] 因此，為了解決現有技術中存在的問題，在對管制業務進行組織管理的同時，研宄 一種全面、真實、精確的量化影響管制工作因素的管制負荷管理系統，對管制業務以及該業 務的主要實施者進行研宄，已經成為一項重要任務。
【發明內容】
[0006] 本發明解決的技術問題是提供一種管制負荷管理系統，目的是通過實時采集空域 航班架次分布、通話錄音、管制區內的運行環境因素、崗位人員分布以及天氣情況等方面的 數據，來計算獲得扇區負荷產品，在此基礎上，結合管制員的精確的在崗時間數據，根據預 先設定的崗位權重系數、帶新系數以及合作系數等分配關系，以分鐘為統計基本單位，計算 出每分鐘各在崗管制員實際承受的負荷，再對每個管制員在預定的統計周期內每分鐘分配 到的負荷進行累加，從而得到每一個管制員的管制個體負荷產品。扇區負荷產品是一個針 對扇區客觀存在的，不以受人員變化影響的組織產品，用于對班組對扇區管理等組織行為 的研宄，而管制員個體負荷產品是對管制員已經承擔過的工作負荷的歷史統計，是一個能 夠體現管制員個體屬性、歷史成績，是一個對管制員進行個體管理研宄的量化基礎。
[0007] 本發明的技術方案為：
[0008] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種管制負荷管理系統，包括數據采集模 塊、數據同化模塊、管制扇區負荷計算模塊，所述系統還包括管制負荷分配模塊和管制負荷 應用模塊，所述數據采集模塊，用于采集分揀原始數據并將數據進行存儲，供數據同化模塊 調用，包括
[0009] 通話采集子模塊，用于通過管制語音記錄儀提取管制員通話信息；
[0010]自動化系統動態飛翔數據采集子模塊，用于通過管制雷達提取空域航班的飛行數 據；
[0011] 管制運行信息采集子模塊，用于通過管制班組資源管理系統提取管制扇區的空域 環境、運行模式和崗位人員分布信息；
[0012] 氣象采集子模塊，用于通過氣象系統提取氣象因素中的跑道風向變化等信息；
[0013] 數據采集模塊通過管制語音記錄儀、管制雷達、管制班組資源管理系統以及氣象 系統提取了管制員通話信息、航班的飛行數據、管制扇區的空域環境、運行模式、崗位人員 分布信息以及氣象條件等多種影響管制員指揮工作的因素，其中運行模式是指管制運行中 隨時間或航班密度變化而進行的分扇區、合并扇區的運行方式，崗位人員分布信息是指各 個時刻各個管制崗位上的人員分布信息，相對于現有技術能夠涵蓋更多管制負荷的影響因 素，一旦扇區運行模式或是氣象發生變化，所有的管制負荷數據都會發生變化，從而影響管 制負荷的精確性；與現有技術相比，數據采集模塊還提取了管制扇區的空域環境、運行模 式、崗位人員分布信息以及氣象信息，使得管制負荷的計算結果更加準確，有助于充分利用 空域資源來保障飛行安全；數據采集模塊還將采集分揀的原始數據進行存儲，供數據同化 模塊調用，以便對采集的原始數據進行預處理。
[0014] 所述數據同化模塊，用于以統一的數據處理時間單元為單位預處理數據采集模塊 采集分揀的原始數據，生成符合預定數據接口數據規范的管制負荷影響因子數據集并提供 給管制扇區負荷計算模塊，包括
[0015] 飽和度同化子模塊，用于將由管制語音記錄儀提取的管制員通話信息根據系統數 據接口規范要求，處理成統一的扇區、時間規范的通話飽和度-時間二維數據集產品，作為 中間數據參與扇區負荷計算；
[0016] 航班流量同化子模塊，用于預處理航班的飛行數據并獲取統一的扇區、時間規范 的各扇區航班架次的統計值；
[0017] B系數同化子模塊，用于預處理管制扇區的空域環境信息并獲取統一的扇區、時間 規范的空域復雜度值；
[0018] 管制扇區運行模式子模塊，用于根據管制扇區人員席位分布變化獲取管制扇區運 行時的扇區分、合狀態以及所在狀態對應數據組合對應的結果值；
[0019] 氣象條件子模塊，用于預處理氣象因素中的跑道風向變化等信息并獲取復雜氣象 條件給管制難度帶來的影響系數；
[0020] 數據同化模塊中的飽和度同化子模塊、航班流量同化子模塊、B系數同化子模塊、 管制扇區運行模式子模塊以及氣象條件子模塊分別調用數據采集模塊采集分揀的原始數 據以一分鐘為單位進行預處理，預處理后生成統一的扇區、時間規范的管制負荷影響因子 數據集，統一的扇區、時間規范包括系統的扇區使用規范和時間使用規范，扇區使用規范遵 循管制的扇區稱謂與管制通話面板