交通流量增長下的空管安全預(yù)警系統(tǒng)研究

禹順濤

[摘 要]隨著我國民航運輸量的不斷增長，空管安全面對的挑戰(zhàn)也越來越大，在這樣的前提下要進(jìn)一步完善空中管理體系，加強(qiáng)安全預(yù)警系統(tǒng)的研究，才能保障民航運輸?shù)陌踩浴？展馨踩A(yù)警系統(tǒng)的研究，具體就是要構(gòu)建空管安全風(fēng)險動態(tài)預(yù)警模型，在研究與實踐的過程中，逐漸形成完善的預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)預(yù)警系統(tǒng)動態(tài)性和安全性的提高。文章將圍繞空管安全預(yù)警系統(tǒng)展開詳細(xì)研究。

[關(guān)鍵詞]交通流量；空管安全；預(yù)警系統(tǒng)

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.36.166

1 前 言飛機(jī)的產(chǎn)生和普及給人類的生活帶來了巨大的改變，尤其是給人類長距離出行提供了方便。但是，自從飛機(jī)誕生起到現(xiàn)在，飛機(jī)運行的安全問題一直是航空領(lǐng)域工作的重中之重，針對如何保障飛機(jī)安全運行的問題，航空公司進(jìn)行了大量的研究，尤其是在如何避免飛行失誤的方面。起初，專家仔細(xì)研究空中飛行的安全管理體系，發(fā)現(xiàn)盡管嚴(yán)格按照規(guī)定來運行，飛機(jī)在飛行的過程中還是會出現(xiàn)各種各樣的問題。之后國際民航組織提出了航空安全戰(zhàn)略，重新審視了飛行安全問題，將重點轉(zhuǎn)移到飛行事故的預(yù)防階段，這可以說是航空安全領(lǐng)域的一個重大的發(fā)現(xiàn)。這種安管體系的形成，給國際民航的發(fā)展注入了新的動力，同時也給飛機(jī)運行的安全性提供了一定的保證。

從我國的實際情況來看，近幾年來，民航交通流量快速增長，航班起降次數(shù)也已經(jīng)突破500萬次大關(guān)，但是在這樣的背景下，空管安全也面臨著更大的壓力。由此看來，仔細(xì)分析我國交通流量大幅度增長的現(xiàn)狀，正確認(rèn)識交通流量與空管服務(wù)之間的矛盾，逐步構(gòu)建完善的空管安全預(yù)警系統(tǒng)是航空領(lǐng)域非常迫切的一項任務(wù)，這對于促進(jìn)我國民航的進(jìn)一步發(fā)展以及完善空管安全管理體系都有著非常重要的作用。下面本文將圍繞空管安全預(yù)警系統(tǒng)的相關(guān)問題展開詳細(xì)的研究。

2 研究方法

2.1 系統(tǒng)動力學(xué)的優(yōu)勢

系統(tǒng)動力學(xué)是一門研究信息反饋的學(xué)科，其在空管安全預(yù)警系統(tǒng)的研究中發(fā)揮了不可替代的作用，在此基礎(chǔ)上能夠構(gòu)建結(jié)構(gòu)、功能的因果關(guān)系模型，對空管安全的非線性、時變性等復(fù)雜的問題都能夠提供很好的解決方法。系統(tǒng)動力學(xué)軟件可以提供仿真模擬功能，通過仿真模擬，可以更好地把握一些復(fù)雜的系統(tǒng)中各個元素的變化規(guī)律以及元素之間的聯(lián)系，把這樣的優(yōu)勢運用在空管安全預(yù)警系統(tǒng)的研究過程中，會使研究工作更加順利，比傳統(tǒng)的研究方法更加省時省力。與傳統(tǒng)的研究方法相比，系統(tǒng)動力學(xué)能夠進(jìn)行更為詳細(xì)的系統(tǒng)分析，即使是在空管安全數(shù)據(jù)庫還不是十分完善的前提下，也能夠正常進(jìn)行研究。除此之外，系統(tǒng)動力學(xué)在進(jìn)行仿真模擬時，能夠綜合一些重要的主觀因素與意見，以達(dá)到更好的研究效果。

2.2 空管安全預(yù)警模型的構(gòu)建方法

上文中分析了系統(tǒng)動力學(xué)的研究優(yōu)勢，在交通流量增長的情況下，如何將這種優(yōu)勢充分應(yīng)用在空管安全預(yù)警系統(tǒng)的研究之中，是又一個重要的問題。進(jìn)行安全預(yù)警模型的構(gòu)建，首先要做的就是要深入調(diào)研，在獲得正確完善的信息的基礎(chǔ)上，才能夠進(jìn)一步進(jìn)行研究。在獲得完整的信息資料后，根據(jù)具體的實際情況進(jìn)行合理的假設(shè)，對假設(shè)的情況進(jìn)行進(jìn)一步的分析，深入研究確定出來的風(fēng)險對象。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)在風(fēng)險對象研究過程中得出的因果關(guān)系圖繪制出系統(tǒng)流圖，再進(jìn)行預(yù)警模型的構(gòu)建。在預(yù)警模型構(gòu)建之后，還要再一次運用系統(tǒng)動力學(xué)進(jìn)行仿真模擬，要對仿真模擬過程中得出的結(jié)果進(jìn)行分析，確定空管安全系統(tǒng)的實用性和有效性。

2.3 安全風(fēng)險指標(biāo)告警閾值的確定方法

在空管安全預(yù)警系統(tǒng)的研究過程中，風(fēng)險閾值的確定也是一個十分重要的環(huán)節(jié)，風(fēng)險閾值的確定，對整個預(yù)警模型的構(gòu)建都有著不可替代的影響。風(fēng)險閾值一般分為兩種，單指標(biāo)告警閾值以及系統(tǒng)整體風(fēng)險評估閾值。一般情況下，風(fēng)險閾值都是根據(jù)專家的相關(guān)經(jīng)驗再與實際的情況相結(jié)合而確定下來的，這種確定方法會導(dǎo)致確定值包含一些主觀因素，準(zhǔn)確性上會有一定的欠缺。因此，通過系統(tǒng)定力學(xué)的仿真模擬功能，就可以幫助提高風(fēng)險閾值的準(zhǔn)確性，通過將單指標(biāo)風(fēng)險閾值和整體風(fēng)險閾值的結(jié)合，能夠?qū)⒉煌L(fēng)險因素中的風(fēng)險閾值確定下來。這樣的確定方法，提高了風(fēng)險閾值的準(zhǔn)確性，而且成本較低，可謂一舉兩得。

3 空管安全風(fēng)險的動力學(xué)預(yù)警模型構(gòu)建

3.1 預(yù)警模型假設(shè)及系統(tǒng)邊界確定

在空管安全風(fēng)險預(yù)警模型構(gòu)建的過程中，提出合理的模型構(gòu)建假設(shè)有利于簡化分析過程，促進(jìn)模型構(gòu)建的有效性與安全性的提高，一般情況下，模型構(gòu)建的假設(shè)從以下幾個方面來進(jìn)行：航空飛行器的流量以及空域管理能力、風(fēng)險流在系統(tǒng)要素內(nèi)的變化以及系統(tǒng)外其他風(fēng)險、環(huán)境及管理子系統(tǒng)相關(guān)變量、管制行為的實現(xiàn)等。在對模型構(gòu)建進(jìn)行假設(shè)之后，在此基礎(chǔ)上，以行為人管制差錯為風(fēng)險終端，進(jìn)行系統(tǒng)邊界的確定。在系統(tǒng)邊界的確定過程中，要通過內(nèi)生因素、外生因素以及不考慮因素三個方面進(jìn)行確定。其中不考慮因素包括政策因素、社會因素等，內(nèi)生變量則包括飛行流量、管制壓力、執(zhí)行能力等幾個方面，外生變量則由工作環(huán)境、空域使用、突發(fā)事件等眾多因素構(gòu)成。

3.2 風(fēng)險系統(tǒng)流圖的構(gòu)建

系統(tǒng)動力學(xué)的流圖的繪制是空管安全預(yù)警系統(tǒng)研究中的一個重要的環(huán)節(jié)，這項環(huán)節(jié)要對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進(jìn)行更加準(zhǔn)確的把握與研究，對風(fēng)險要素之間的關(guān)系以及各種變量的變化規(guī)律等都要進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，尤其是對影響系統(tǒng)的風(fēng)險因素要進(jìn)行預(yù)警監(jiān)控。才能夠保證飛機(jī)運行的安全性的穩(wěn)步提升和長久發(fā)展。在系統(tǒng)繪圖環(huán)節(jié)結(jié)束之后，還要得出所有的反饋回路?？展馨踩到y(tǒng)中的風(fēng)險因素眾多，因此得出的反饋回路也會有很多，這就要求工作人員對反饋回路之間的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)分析，以便更好地對空管安全系統(tǒng)進(jìn)行管理。

3.3 預(yù)警模型中變量函數(shù)關(guān)系的確定方法

在空管安全預(yù)警系統(tǒng)模型的研究與構(gòu)建過程中，對參數(shù)的確定是整個環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，也是對各種變量之間關(guān)系的一種確定。尤其是在近幾年我國的空中交通流量不斷增長的前提下，參數(shù)的確定更是尤為重要，就目前的情況來看，我國航空領(lǐng)域采取的主要的變量關(guān)系確定方法主要有以下幾種：基本存量及速率變量參數(shù)確定、表函數(shù)關(guān)系為表征的變量參數(shù)確定、以賦權(quán)法進(jìn)行的函數(shù)關(guān)系確定、以統(tǒng)計回歸進(jìn)行的變量關(guān)系確定。這些方法都是十分有效的變量函數(shù)關(guān)系的確定方法，其應(yīng)用對預(yù)警模型的構(gòu)建起到了非常重要的積極作用。

總之，在我國的空中交通流量不斷增長的前提下，進(jìn)行空管安全預(yù)警系統(tǒng)研究是非常重要的也是必要的一件事情，其研究主要以系統(tǒng)動力學(xué)為基礎(chǔ)，通過仿真模擬等方法進(jìn)行深入的實踐，為預(yù)警系統(tǒng)模型的構(gòu)建提供了很大的便利。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔嘯，周克成，曹冬冰，等.北京市商品住宅系統(tǒng)動力學(xué)模型構(gòu)建及其在預(yù)警中的應(yīng)用[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，2011（4）.

[2]萬健，李敬，王衍洋.基于徑向基函數(shù)（RBF）網(wǎng)在線建模的民航安全風(fēng)險監(jiān)測仿真系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2008（10）.

[3]杜志明.系統(tǒng)平衡裕度分析方法及其應(yīng)用實例[J].北京理工大學(xué)學(xué)報，2005（10）.