交通流量增加環(huán)境下的空中管制風(fēng)險(xiǎn)與預(yù)警技術(shù)分析

王杰

摘 要：隨著空中交通行業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)空中交通流量呈現(xiàn)逐年增長的態(tài)勢，空中交通環(huán)境日益復(fù)雜，這給空中管制埋下許多安全風(fēng)險(xiǎn)，使人們對空中交通管制提出了更高的要求。通過創(chuàng)建完善的空中管制風(fēng)險(xiǎn)模型以及采用科學(xué)的預(yù)檢技術(shù)，能夠?qū)⒖罩薪煌ü苤茝膫鹘y(tǒng)的“事后處理”轉(zhuǎn)變成“事前預(yù)防”，對于保證空中交通的安全以及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全具有非常重要的作用。因此，文章針對交通流量增加環(huán)境下的空中管制風(fēng)險(xiǎn)模型與預(yù)警技術(shù)進(jìn)行了探析，旨在為空中交通管制部門提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：交通流量增加環(huán)境；空中管制風(fēng)險(xiǎn)；預(yù)警技術(shù)

前言

近年來，我國航空運(yùn)輸行業(yè)得到前所未有的發(fā)展，民用航空運(yùn)輸量以遞增的趨勢逐漸的增加，空中交通流量不斷的增加。在交通流量增加的環(huán)境下，空中交通管制面對的安全風(fēng)險(xiǎn)壓力不斷的增加，如果空中交通部門缺乏完善的空中管制風(fēng)險(xiǎn)機(jī)制，不能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)測可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)不能采用有效的技術(shù)措施進(jìn)行處理，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故，輕則影響空中交通行業(yè)的正常運(yùn)行，重則造成嚴(yán)重的安全事故，威脅人們的生命與財(cái)產(chǎn)安全，這對于空中交通事業(yè)的發(fā)展是非常不利的。

1 基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的空中管制風(fēng)險(xiǎn)研究

1.1 交通流量增加環(huán)境下，空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型構(gòu)建中系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的優(yōu)勢

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理表現(xiàn)為：構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)因果關(guān)系模型，并采用控制、調(diào)劑以及反饋原理，制作反映系統(tǒng)行為的反饋回路，這樣能夠有效的解決時(shí)變、非線性以及高階等復(fù)雜的問題。通過利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件進(jìn)行模擬仿真，能夠獲得復(fù)雜系統(tǒng)中各種變量的變化規(guī)律。由此可見，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行空中交通管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的研究，是傳統(tǒng)的空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法所不能比的。交通流量增加環(huán)境下，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在構(gòu)件空中交通風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的優(yōu)勢具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)構(gòu)建的空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，能夠構(gòu)建各種構(gòu)件、因果關(guān)系的流程圖，并直觀的描述在交通流量增加的環(huán)境下各種管制風(fēng)險(xiǎn)因素的特點(diǎn)、規(guī)律、作用、變化趨勢等，在實(shí)踐應(yīng)用中還具有很好的擴(kuò)展性；（2）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中存在靈活的函數(shù)關(guān)系，通過利用模擬、統(tǒng)計(jì)、合計(jì)以及綜合評價(jià)等方式，在系統(tǒng)內(nèi)部確定各種函數(shù)的關(guān)系；（3）交通流量增加環(huán)境下，在構(gòu)建空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型是需要的信息量非常巨大，但是目前空中管制安全系統(tǒng)存在信息匱乏的問題，特別是安全管制領(lǐng)域，尚未創(chuàng)建完善的數(shù)據(jù)庫，采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法，即使信息數(shù)據(jù)匱乏，依然能夠進(jìn)行系統(tǒng)的分析。

1.2 基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的構(gòu)建

在空中交通流量增加的背景下，想要構(gòu)建基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面入手：（1）深入調(diào)查研究，采集有效的數(shù)據(jù)信息和資料，分析空中交通流量增加可能對空中管制造成的安全風(fēng)險(xiǎn)，并獲得各種安全隱患的所處狀態(tài)，通過專家分析之后提出科學(xué)的假設(shè)，選取主要安全風(fēng)險(xiǎn)為主要研究對象，確定空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的邊界；（2）對數(shù)據(jù)來源以及完善程度進(jìn)行分析，并采用合適的函數(shù)關(guān)系創(chuàng)建動(dòng)力學(xué)方程，并能夠以此為基礎(chǔ)創(chuàng)建空中管制安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型；（3）當(dāng)創(chuàng)建了空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型之后，還應(yīng)該對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)試，并對調(diào)試結(jié)果進(jìn)行處理，以此驗(yàn)證空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的實(shí)用性以及可操作性。

2 交通流量增加環(huán)境下的空中管制風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警技術(shù)

2.1 提出假設(shè)

為了對分析過程進(jìn)行簡化，應(yīng)該確定系統(tǒng)內(nèi)部存在的變量，并提出構(gòu)建空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的假設(shè)，交通流量增加環(huán)境下，提出的假設(shè)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）在空中交通流量增長的狀況下，空中交通管制是否會(huì)出現(xiàn)不同程度的延遲；（2）不需要將管理子系統(tǒng)的相關(guān)變量以及環(huán)境相關(guān)變量作為狀態(tài)變量進(jìn)行計(jì)量，而是將其作為輔助性變量進(jìn)行計(jì)量；（3）考慮到系統(tǒng)要素中風(fēng)險(xiǎn)流狀況可能發(fā)生變化，空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型需要把整體存在的風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)變成非量剛性變量，不考慮系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)防范措施；（4）隨著空中交通流量的增加，空中交通部門在進(jìn)行空中交通流量管制的過程中，應(yīng)該根據(jù)空中交通流量實(shí)際增長狀況，適當(dāng)?shù)靥岣咦陨淼目沼蚬芾砟芰σ约翱沼蚶寐?，保持該種增長性，能夠有效地防范空中管制安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生?；趯Νh(huán)境、管理、人員以及機(jī)械等子系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，提出了上述四種假設(shè)，想要確定空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的邊界，還應(yīng)該研究系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)存在的演化、傳導(dǎo)規(guī)律以及相關(guān)原則。通常狀況，首先應(yīng)該確定相關(guān)的狀態(tài)變量，然后分析確定后的變量載體，并進(jìn)行歸類以及排列；然后根據(jù)系統(tǒng)中的所有變量最終確定，這樣能夠有效的判斷出系統(tǒng)主要受到哪一種狀態(tài)變量的控制。由于在認(rèn)知方面具有一定的局限性，在確定交通管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型邊界時(shí)，應(yīng)該對外生、內(nèi)生以及其他不確定或者未知因素劃分模型邊界。

2.2 構(gòu)建流程圖

在構(gòu)建空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型時(shí)，應(yīng)該繪制系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，在繪制空中空中預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型時(shí)，必須做好訪談與調(diào)研工作，對系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行認(rèn)真、全面的分析，這樣能夠繪制各種風(fēng)險(xiǎn)要素之間的邏輯關(guān)系，基于此分析其中可能存在的變量，以此實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)行為的控制與反饋；同時(shí)，預(yù)警與監(jiān)控可能對系統(tǒng)行為造成影響的因素；分析可能對模型邊界點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)特征以及空中管制風(fēng)險(xiǎn)類型造成影響的因素，繪制管理、機(jī)械、人員以及環(huán)境之間的流程圖。

2.3 確定變量函數(shù)

通過對相關(guān)變量之間產(chǎn)生作用的關(guān)系進(jìn)行分析，可以確定空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型中的變量函數(shù)。交通流量增長環(huán)境下，主要采用以下兩種方法確定變量函數(shù)：（1）主要表征為函數(shù)關(guān)系的變量，表函數(shù)指的是兩個(gè)變量函數(shù)存在相互影響關(guān)系，特別是軟變量之間，創(chuàng)建的兩個(gè)變量函數(shù)之間的非線性關(guān)系，由于該種非線性關(guān)系確定的難度相對較高，需要采用文獻(xiàn)總結(jié)、仿真調(diào)試以及專家經(jīng)驗(yàn)等方法，因此在實(shí)際應(yīng)用的過程中，應(yīng)該先對兩個(gè)變量進(jìn)行規(guī)整以及歸一，并根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)繪制兩者的關(guān)系圖；（2）根據(jù)速率變量以及基本存量確定變量函數(shù)，水平方程是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基本方程，由于存量和流量存在某種關(guān)系，可以采用積分公式進(jìn)行表示；單位時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生流量的方程式為速度方程，表示流量發(fā)生變化的內(nèi)在規(guī)律，同時(shí)也是進(jìn)行存量調(diào)整的重要依據(jù)。

3 結(jié)束語

總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展，國內(nèi)空中交通流量不斷的增加，空中管制存在的安全風(fēng)險(xiǎn)也在不斷的增加，這給空中交通管制部門帶來了很大的壓力?；谙到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)的空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，對于預(yù)警交通流量增加環(huán)境下的空中管制安全風(fēng)險(xiǎn)具有非常重要的作用，已經(jīng)成為空中管制風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)警技術(shù)研究的重點(diǎn)。因此，文章針對交通流量增加環(huán)境下空中管制風(fēng)險(xiǎn)與預(yù)警技術(shù)的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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