一種管制負荷管理系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種空中交通管制系統，具體設及一種管制負荷管理系統。
【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 科學研究運種形勢，從而控制、緩解其中的風險，目前國內外開始W計量管制工作負荷為基 礎，進行上述研究。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，管制員為滿足運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W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究，并形成一定的方法，如英國運籌與 分析理事會提出的"D0RATASK"方法，德國梅塞施密特、特爾科和布盧姆的"MBB"研究方法 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究，管制負荷的研究有助于充分利用空域資源、保障飛行安全， 而運些研究在理論研究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究，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 音通信實時數據運些基礎要素，沒有考慮管制實時運行狀態、管制運行環境W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，W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W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 對管制員個體的研究。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，運些不確定性因 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究非常重要。目 前，現有技術對于管制負荷的研究多用扇區容量評估，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，研究 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W及該業 務的主要實施者進行研究，已經成為一項重要任務。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型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W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W及合作系數等分配關系，W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W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 行為的研究，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究的量化基礎。
[0007] 本實用新型的技術方案為：
[0008] 為了解決上述技術問題，本實用新型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，用于采集分煉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W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W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W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煉的原始數據進行存儲，供數據同化 模塊調用，W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W統一的數據處理時間單元為單位預處理數據采集模塊 采集分煉的原始數據，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W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W及氣象條件子模塊分別調用數據采集模塊采集分煉的原始數 據W-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的對應關系；時間使用規范是指系統統一數據處理時間 單位，即W固定的時間單元為單位進行數據預處理，該系統設置的時間單位為一分鐘；W- 分鐘為單位對原始數據進行預處理后，從而得到統一數據規范下的影響管制員工作負荷的 各個影響因子。
[0021] 所述管制扇區負荷計算模塊，用于將預處理后得到的管制負荷影響因子數據集根 據管制負荷公式W管制扇區為單位加權計算獲得管制扇區負荷；現有技術只是收集綜合航 跡、飛行計劃、語音通信實時數據運些基礎要素，沒有考慮管制實時運行狀態、管制運行環 境等因素，使得計算偏理論化，與實際運行數據脫節，生成的結果與實際運行狀態相關性不 大，同時，未對其他因素進行考慮，導致管制負荷結果不具精確性，本實用新型中的管制扇 區負荷計算模塊在考慮了管制扇區負荷的各種影響因素，并從中提取出影響較大的幾個影 響因素，根據管制負荷公式W管制扇區為單位加權計算獲得管制扇區負荷，使得計算出的 管制扇區負荷結果更為精準。管制扇區負荷產品是一個描述扇區客觀環境對管制指揮負荷 要求隨時間變化的數據，可W用于扇區開合等管制運行組織的指導、管理策略制定的指導 W及現場運行管理品質的評定、研究等工作。
[0022] 所述管制負荷分配模塊，W管制扇區負荷為基礎，結合崗位人員分布信息進行管 制負荷分配計算，獲得每個管制員的管制個體負荷；崗位人員分布信息包括崗位值班信息 W及人員資質信息，管制負荷分配模塊W管制扇區負荷為基礎，結合崗位值班信息、人員資 質信息，W規定的時間單元為單位，如W-分鐘為單位，先計算出在崗人員在該時間單位上 對應扇區負