機場塔臺管制員工作負荷及席位配備研究

何昕，呂學波

(1.西南交通大學，四川 成都 610031;2.中國民航飛行學院，四川 廣漢 618307)

0 引言

隨著我國機場的不斷發(fā)展，對塔臺管制員的工作提出了更高的要求。因此，科學準確地評估管制員的工作負荷，根據(jù)工作負荷合理安排管制席位數(shù)量，對于減輕繁忙機場和空中交通流量給管制員造成的工作壓力，保證飛行安全具有重要的意義。

1 研究背景及意義

針對管制員工作負荷的評估，國外學者進行了一系列的研究。Reaux等人［1］提出建立模型和評估工具(預測管制員分析模型PATCAM)，預測管制員工作負荷;Manning，C.A.等人［2］推出了POWER軟件，該軟件可以對管制員工作負荷和績效進行客觀測量;Majumdar A.等人［3］對管制員工作負荷進行了復合評估;Daniele Cloarec等人［4］在實時的主觀工作負荷和各種情況下提供定量工作負荷的基礎上建立管制員工作負荷模型，即RAMS模型。

國內在管制員工作負荷方面的研究相對較少。邢詒吉［5］采用修改的 MBB方法，評估扇區(qū)內管制員管制一架飛機的工作負荷。萬莉莉等［6］采用對管制員工作內容進行分類的方法，評估每個扇區(qū)內管制員的工作負荷。國內的研究大多集中于管制員工作負荷的研究，而本文采用DO-RATASK方法，根據(jù)機場塔臺管制員在管制過程中發(fā)出指令的種類和時間來統(tǒng)計其工作負荷，將工作負荷值量化，進而再對所需的管制席位進行配備。這樣可以有效降低管制員的工作壓力，提高機場運行的效率和安全。

2 機場塔臺管制員的工作負荷

2.1 DORATASK方法概述

DORATASK方法是通過專家主觀評估管制員工作負荷，進一步評估管制扇區(qū)主觀容量的方法。該方法著重對雷達管制員所承擔的工作負荷進行評估，將管制員的工作負荷劃分為“看得見部分”和“看不見部分”。所謂“看得見部分”是指管制員進行常規(guī)管制工作、解決沖突的通訊和填寫進程單等能夠被觀察員記錄和記時的工作;而“看不見部分”是指管制員監(jiān)控雷達屏幕、對照進程單、思考計劃等工作，這部分工作不便進行記錄和記時。此外，DORATASK方法認為必須為管制員留有一定的恢復時間，并且管制員平均工作負荷強度必須小于負荷上限的80%，這對扇區(qū)的安全運行極為重要。

2.2 DORATASK方法實際應用

DORATASK方法把管制工作負荷分解，并以“時間”為單位來定量分析。

2.2.1 DORATASK方法中“看得見”的工作負荷

根據(jù)DORATASK方法，通過統(tǒng)計不同氣象條件下的雷達、陸空通話的數(shù)據(jù)或對實際管制工作進行計時和統(tǒng)計，可得出相應通話種類的工作負荷的期望值。扇區(qū)內的架次量可由通話指令時間的長短來反映，以時間為量綱，單位是s。［7］

對客觀部分中某類假設為k類的管制動作進行第j次計算，管制員的工作負荷為Tkj，把k類管制動作取N次求和，k類管制動作工作負荷可表示為:

求平均值得:

于是便有了管制執(zhí)行k類管制動作的理論工作負荷。

再將管制動作設為M類，這樣DORATASK方法中“看得見”的工作負荷:

管制動作(指令)按席位的不同有很大的差別，本文針對機場管制席位，因此將管制動作分為進場、離場和起落。

2.2.2 DORATASK方法中“看不見”的工作負荷和恢復時間

DORATASK方法工作負荷的主觀評估操作方便，容易執(zhí)行，國際民航組織也通過規(guī)范性文件［8］向各國推薦，但是DORATASK方法在“看不見”的工作負荷和恢復時間上卻難以統(tǒng)計和量化。

在劉永欣和聶潤兔［9］的《管制員工作負荷分析方法》及解耘知［10］的《基于 DORATASK方法的復雜氣象條件下民航區(qū)域管制工作負荷評估》中都認為“看得見部分”應當占整個工作負荷的50%左右，即總工作負荷為“看得見的工作負荷”的2倍左右。本文也采用這一標準進行評估，因此工作負荷:

3 機場管制員席位配備及應用

3.1 單位航空器進、離場及起落航線產(chǎn)生工作負荷的統(tǒng)計

以武漢機場為例，經(jīng)過統(tǒng)計，結合式(3)，求出單位進、離場及起落航線飛機所產(chǎn)生的工作負荷，如表1所示。

3.2 機場流量的評估及管制員席位配備的實現(xiàn)

DORATASK方法認為管制員平均工作負荷強度必須小于80%，因此，管制員在1 h內的負荷上限為:

3 600 s×80%=2 880 s

機場流量所產(chǎn)生的工作壓力:

單位時間內管制員人數(shù)R=T/2 880，并向上取整。

已知:T進場=34.550 s，T離場=56.317 s，T起落=109.957 s。經(jīng)過統(tǒng)計計算，表2給出機場管制員數(shù)量配備。

表1 單位進、離場及起落航線飛機所產(chǎn)生的工作負荷

表2 機場管制員數(shù)量配備

3.3 管制員工作壓力的實時評價

人數(shù)向上取整的方法會造成管制員壓力分配不合理。如，當某一機場1 h內流量產(chǎn)生的工作壓力為2 881 s，根據(jù)上文所述，需要2名管制員，每人承受的工作壓力為1 440.5 s。如果工作壓力為2 880 s，需要1名管制員，承受的工作壓力為2 880 s。工作量減小了1 s，工作壓力幾乎翻倍，這顯然是不合理的。

因此，當管制員工作壓力過高時，可以根據(jù)實際情況增加管制員。如果每位管制員在單位時間內所承受的壓力大于2 300 s時為高工作壓力狀態(tài)(閾值的具體大小可以根據(jù)實際情況由管制單位自行決定)，便建議添加1位管制員。基于該原則，表3給出了需要增加機場管制員數(shù)量配備的時間段。

表3 調整后的機場管制員數(shù)量配備(例)

4 結論

本文以武漢機場為例，運用DORATASK方法對塔臺管制員工作負荷進行了評估，實現(xiàn)了機場管制員席位的分配?；诠苤茊T承受的工作壓力，結合DORATASK方法，給出機場管制員數(shù)量配備方案，這樣既降低了單位管制員的工作壓力，也提高了機場的運行安全，使機場管制員數(shù)量配備更加合理。

［1］Reaux，Murphy，Stewart.Building a Modeling and Simulation A-nalysis Tool to Predict Air Traffic Controller Workload and Performance［J］.Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting，1989，10(33):52-56.

［2］Carol A Manning，Scott H Mills.Investigating the Validity of Performanceand ObjectiveWorkload Evaluation Research(POWER)［R］.Federal Aviation Administration，2001.

［3］Arnab Majumdar，Ochieng Washington Y.Factors Affecting Air Traffic Controller Workload:Multivariate Analysis Based on Simulation Modelling of Controller Workload［J］.Transportation Research Record:Journal of the Transportation Research Board，2002(1):58-69.

［4］Cloarec D，Purves K，Vergne F.Cospace 2003 Controller Model Based Study Assessment of Airborne Spacing Tasks in the Extended TMA［R］.Eurocontrol Experimental Centre，2003.

［5］邢詒吉.空中交通流量管理戰(zhàn)術分析［C］//2003年川大智勝杯全國民航空管論文大賽，2003:11-16.

［6］萬莉莉，胡明華.管制員工作負荷及扇區(qū)容量評估問題研究［J］.交通運輸工程與信息學報，2006，5(1):70-75.

［7］張明，韓松臣.管制員工作負荷量化研究［J］.江蘇航空，2005(1):19.

［8］ICAO.B0094WV518，ICAO Doc9426-AN/924，Manual for Air Traffic Service Plan［S］，1984.

［9］劉永欣，聶潤兔.管制員工作負荷分析方法［J］.中國民航大學學報，2007，25(1):33-35.

［10］解耘知.基于DORATASK方法的復雜氣象條件下民航區(qū)域管制工作負荷評估［J］.科技促進發(fā)展，2012(7):90-92.