淺談空中管制中動態(tài)扇區(qū)劃分及管制員指派優(yōu)先

李佳君

摘 要：文章分析了動態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派優(yōu)化模型，探析了降低訓練成本的有效措施，以供參考。

關鍵詞：動態(tài)空域扇區(qū)劃分；管制員；優(yōu)化

前言

近幾年，我國的航空事業(yè)得到前所未有的發(fā)展，并且保持持續(xù)增長的態(tài)勢，導致空中交通流量不斷的增加。但是，我國現(xiàn)有的基于通道設施、網(wǎng)絡布局以及空域結構的交通流量管制系統(tǒng)已經(jīng)遠遠不能滿足現(xiàn)代空中管制的實際需求。通過設置動態(tài)空域扇區(qū)，能夠將空中交通科學的分配給多名空中交通管制人員，由各個空中交通管制員負責各自區(qū)域的責任，通過各個扇區(qū)之間的協(xié)調與配合，能夠有效的降低空中交通管制員的工作量，以此提高空中交通管制安全。然而，我國空域扇區(qū)劃分管理存在固定、靈活性不高的缺點，同時由于空中交通管制員不熟悉空域情景，給空中交通管制帶來許多安全風險，亟需對動態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派進行優(yōu)化，以此提高空中交通管制員的技術水平，加快動態(tài)變動效率，提高適應性。

1 動態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派優(yōu)化模型分析

1.1 問題表述

扇區(qū)沒有發(fā)生變動之前，存在n（我國采用雙崗制，因此總人數(shù)為2n）組管制員，管理扇區(qū)數(shù)量為n（總人數(shù)為2n），扇區(qū)發(fā)生變動之后，存在m組管制員，管理扇區(qū)數(shù)量為m，扇區(qū)數(shù)量變化主要包括以下幾種情況：（1）n=m，即扇區(qū)數(shù)量沒有發(fā)生變化，人力資源成本不會發(fā)生變化；（2）nm，即扇區(qū)數(shù)量減少，m個扇區(qū)的所有扇區(qū)都能夠找到足夠的管制人員進行管理，因此人力資源成本相對較少。為了降低情景意識失控風險發(fā)生的概率，空中交通管制員需要在邊界發(fā)生變動的扇區(qū)進行模擬訓練，邊界未發(fā)生變動時，第i組空中交通管制員管制的空域扇區(qū)表示為s（Vi）；邊界發(fā)生變動后，第i組空中交通管制員管制的空域扇區(qū)表示為s（Vj）。Vj中，第i組空中交通管制員熟悉的空域用Vj1表示，第i組空中管制員不熟悉的空域用Vj2表示，其中上標1、2不是平方，而是標識，當扇區(qū)發(fā)生變化時，將熟悉空域狀況的空中交通管制員分配到相應的空域中，這樣能夠有效的降低人力資源培訓成本。

1.2 指派數(shù)學模型標準化處理

在進行指派數(shù)學模型標準化處理時，通常包括以下三種情況：即n=m，不需要進行特殊的技術處理，對于nm時，需要采用MNTLNM軟件或者LINGO軟件進行特殊的技術處理，用X={x1，x2，…，xn，xn+1，…，xm}表示原來的扇區(qū)，（1）n=m，即表示平衡指派；（2）m>n時，xn+1-xm都為虛擬扇區(qū)，這些虛擬扇區(qū)不再空域目標中，并沒有與當前的原始扇區(qū)相重疊，其集合用Y（變動后的扇區(qū)）表示，Y={y1，y2，…，ym}；（3）當n>m時，yn+1-ym都為虛擬扇區(qū)，不包括在研究目標空域中，即變動后的扇區(qū)與原有扇區(qū)并沒有重疊，用Aij表示指派變量，其中當Aij=1時，指派原來負責原有扇區(qū)xi的空中交通管制員到變動后的扇區(qū)yj進行管制，每一個交通管制人員只能進行一次指派，變動之后的所有扇區(qū)交通管制工作必須由同一組交通管制人員負責；其中Cij為指派成本，目標函數(shù)表達公式為：

（1）

（2）

（3）

（4）

1.3 指派成本量化分析

不同位置關系訓練成本分析?？沼蛏葏^(qū)發(fā)生變動之后，Vi表示原有扇區(qū)空域的體積，Vj表示變動之后的扇區(qū)空域的體積，它們之間的位置關系主要包括以下幾種：（1）第1種位置關系，mn，xn+1-xm為虛擬扇區(qū)，并且這些虛擬扇區(qū)不包含在目標空域之中，原有扇區(qū)和變動后的扇區(qū)并不存在重疊的部分；（3）第3種位置關系，Vj=Vi，即Vj與Vi重合；（4）第4種位置關系，Vj>Vi，Vj包含Vi；（5）第5種位置關系，Vj

2 降低訓練成本的有效措施

動態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派優(yōu)化的最終目的在于降低人力資源成本以及保證空中交通安全，為了降低訓練成本，空中交通部門應該采取以下措施：

（1）采用扇區(qū)周期輪換管理制度，由于我國空中交通管制采用雙崗制，一個空中交通管制員保留在原來的扇區(qū)從事原有的管制工作，另一個進行交流互換，即動態(tài)扇區(qū)劃分的初期采用單人輪換，當空中交通管制人員熟練之后，再采用周期性的輪換管理制度。

（2）在平時培訓的過程中，應該對扇區(qū)周邊的空域狀況進行全面、仔細的觀察，更加準確、全面、及時地掌握自身管轄區(qū)域范圍的實際狀況，這樣能夠更加快速地掌握扇區(qū)變動訓練的全部內容，并投入到相關管制工作中。

（3）當空中交通管制員熟悉了相關的管制內容和要求之后，應該指派其到相應的空域進行實踐，這樣既能夠降低訓練成本，又能夠保證空域安全。

（4）針對天氣狀況制定專門的應急預案，天氣變化對空中交通的影響是巨大的，由于天氣變化具有不確定、不可預測的特點，因此，應該針對天氣變化狀況制定專門的變動預案。

（5）針對繁忙空域或者繁忙時段制定扇區(qū)變動預案，繁忙空域或者繁忙時段空域管理工作量較大，管理難度相對較高，對空中交通管制人員的要求相對較高，因此應該創(chuàng)建預案并提前訓練，盡可能的降低扇區(qū)變動所花費的前置時間，以此降低訓練費用。

3 結束語

總而言之，隨著空中交通流量的不斷增加，給空中交通管制工作帶來了很大的挑戰(zhàn)。通過動態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派優(yōu)化，不僅能夠提高空中交通管制效率，降低人力資源培訓費用，還能夠保證空中交通運行的安全性與穩(wěn)定性。因此，文章針對動態(tài)空域扇區(qū)劃分管制員指派優(yōu)化的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

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