淺析管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)的實際應用

沈璐

[摘 要] 隨著空中交通流量的激增和管制運行規(guī)模的擴大，管制員工作負荷在不斷增加，工作負荷量在實際工作中直接或間接地決定了管制扇區(qū)容量及運行安全與效率。管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)通過對采集數(shù)據(jù)科學量化分析，實現(xiàn)對管制員工作量及承受壓力的合理評價，可綜合提升管制安全運行的整體水平。該系統(tǒng)的合理應用為保障飛行安全，提高運行效率，科學評定管制員工作績效提供了技術(shù)手段。

[關(guān)鍵詞] 管制員；工作負荷；安全與效率

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 13. 065

[中圖分類號] V351.36 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）13- 0154- 03

1 管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)架構(gòu)及功能

管制員在進行對空指揮中，大部分時間是與機組進行陸空通話。管制員通話負荷情況及指揮的航班架次，可作為監(jiān)控和分析空管單位安全狀態(tài)和保障能力的重要依據(jù)。民航華北空管局使用的管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)是由成都民航空管科技發(fā)展有限公司研發(fā)并建設的，系統(tǒng)型號為：ATCCLMAS V1.0，于2016年3月投入運行。

根據(jù)采集到的單位時間通話次數(shù)、通話時長、波道占用率、單架次管制指揮平均地空通話量等大量數(shù)據(jù)，建立的管制員通話負荷評價機制，對地空波道通話占用情況和指揮架次進行計算和分析，反映各類管制單元的通話負荷狀況。通話負荷量越多，波道占用率越高，表明管制工作的繁忙程度越高，管制員出錯的可能性也就越大，相對運行風險也會增加。

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)總體框架分為四層，包括：數(shù)據(jù)引接層、數(shù)據(jù)處理層、功能實現(xiàn)層和界面呈現(xiàn)層。規(guī)范的系統(tǒng)架構(gòu)與現(xiàn)有運行系統(tǒng)有效銜接，接口標準規(guī)范，整合了北京終端區(qū)和區(qū)管中心兩地的主備自動化系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、內(nèi)話系統(tǒng)、語音記錄儀、電子值班數(shù)據(jù)以及GPS時鐘等系統(tǒng)信息資源，實現(xiàn)了系統(tǒng)之間的有效銜接和信息共享。

民航華北空管局管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)屬于運行級系統(tǒng)，主要分布在華北空管局本部的區(qū)管中心管制大廳、終端區(qū)進近管制室和西區(qū)塔臺明室，引接了綜合航跡數(shù)據(jù)、場監(jiān)融匯數(shù)據(jù)、電子進程單數(shù)據(jù)、內(nèi)話系統(tǒng)語音和GPS時鐘等運行數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行預處理、存儲、分析和顯示。整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡平臺依托現(xiàn)有的空管信息網(wǎng)，將計算出的通話負荷數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)交換平臺上傳到民航局空管局技術(shù)中心的管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)服務器。技術(shù)中心的系統(tǒng)為管理級系統(tǒng)，可實現(xiàn)各地數(shù)據(jù)的匯總與訪問。目前，華北空管局和西北空管局作為試點單位，已將本地管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳至技術(shù)中心的服務器。

華北空管局管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)不與生產(chǎn)網(wǎng)絡物理連接，保證數(shù)據(jù)的單向傳遞，有效避免了網(wǎng)絡攻擊，確保了運行數(shù)據(jù)和生產(chǎn)系統(tǒng)的安全運行。

運行數(shù)據(jù)采集處理平臺采集空管各類生產(chǎn)系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，包括：內(nèi)話系統(tǒng)的語音數(shù)據(jù)、空管自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、綜合航跡數(shù)據(jù)、場面監(jiān)測數(shù)據(jù)、電子值班數(shù)據(jù)以及GPS時鐘數(shù)據(jù)，將采集的運行數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一的標準化格式進行存儲，為管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)提供監(jiān)控分析的原始數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)與空管不安全事件快速檢測報告系統(tǒng)共享相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2 系統(tǒng)功能

管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)需采集管制員對空通話錄音，用于通信負荷分析以及管制語音的實時播放和歷史回放。華北空管局管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)在語音信號采集方法上另辟蹊徑，雖然理論上可以從北京終端區(qū)內(nèi)話系統(tǒng)和北京區(qū)域管制中心內(nèi)話備用系統(tǒng)引接語音信號，但由于內(nèi)話系統(tǒng)配線架采用的是多重并線方式，已無多余接口，且多重并線會使信號衰減嚴重，對運行系統(tǒng)產(chǎn)生一定影響。經(jīng)多次研討驗證，為了保障內(nèi)話系統(tǒng)安全性，最終采用從語音記錄儀引接語音信號到系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集服務器，語音通道與席位（扇區(qū)）對應，解決了語音數(shù)據(jù)采集問題。系統(tǒng)軟件終端通過向語音記錄儀發(fā)送席位信道錄音回放請求，語音記錄儀應答后，向終端發(fā)送該信道語音信號，實現(xiàn)席位語音的回放。這樣既不影響語音記錄儀錄音質(zhì)量，同時也可滿足通話負荷系統(tǒng)語音檢測分析的需求。另外，該系統(tǒng)采用與語音記錄儀一致的回放端口，將語音記錄儀的話音統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過二次計算可以得到更詳細的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和統(tǒng)計結(jié)果，方便用戶查詢、分析和利用。

該系統(tǒng)引接了自動化系統(tǒng)輸出的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將接收到的分合扇信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和解析，解析后的數(shù)據(jù)以統(tǒng)一格式存入數(shù)據(jù)庫中。自動化系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的引接和處理包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)解析模塊、數(shù)據(jù)紀錄存儲模塊。系統(tǒng)進行管制員工作負荷指標值計算時，通過自動獲取的分合扇信息，可以準確計算出管制員指揮的航班架次，進而得到席位單架次航空器平均通話時間和席位陸空通話量。實現(xiàn)對管制員工作負荷和工作狀態(tài)進行更準確的分析和判斷。

引接場面監(jiān)視數(shù)據(jù)，獲取航空器在場面上的活動信息（包括航班號、位置信息、滑行時間、放行時間等信息），用于塔臺席位管制工作量（架次）的計算。引接電子進程單數(shù)據(jù)，獲取機場場面航班狀態(tài)信息（包括放行、推出、開車、滑行、進跑道、等待、起飛等信息），用于塔臺席位管制工作量（架次）的計算。通過電子進程單數(shù)據(jù)為計算管制員工作負荷，提供具體上崗時間，用以量化每一位管制員實際的管制工作負荷，為管制員管制工作品質(zhì)評價和工作績效考核，提供可量化的依據(jù)。

系統(tǒng)引接GPS時鐘設備輸出的時鐘數(shù)據(jù)，用于校準語音采集服務器時間，實現(xiàn)管制地空通話時間的同步，確保地空通信負荷數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)的準確性。

通過解析采集的語音數(shù)據(jù)，獲得席位語音通話的通話時長等信息，通過對甚高頻信道數(shù)據(jù)、信道負荷數(shù)據(jù)進行實測及記錄，并將通話信息進行解碼，分析聲音波形。通過對綜合航跡數(shù)據(jù)進行解析和計算，統(tǒng)計席位對應扇區(qū)管制指揮航空器的架次，實現(xiàn)對管制員通話負荷和扇區(qū)流量的實時監(jiān)測和分析。

系統(tǒng)對語音進行截取后，將每個語音片段的結(jié)束時間和開始時間進行計算，獲取通話時長。對單位時間內(nèi)的所有通話片段的通話時間進行累加，得出單位時間通話時長。

設第i段通話的開始時間為starti，結(jié)束時間為endi，starti和endi以秒為單位，則本段通話時長為：

lengthi=endi-starti（開始時間和結(jié)束時間為同一天）endi-starti+24×3600（跨天的情況）

對所統(tǒng)計時間單位內(nèi)的每段通話時長進行累加，即可得到總的通話時長：

lengthtotal=■lengthi

計算單位：秒

系統(tǒng)根據(jù)人員的值班時段，從數(shù)據(jù)庫中提取該時段內(nèi)所有通話記錄，將所用通話記錄的通話時間進行累加，得出該值班時段的通話總時長，將通話總時長除以值班時段長度得到通話飽和度。瞬時通話飽和度為通話時長和單位時間（5-10分鐘）之比，設單位時間內(nèi)某管制單元的總通話時長為lengthtotal，單位時間的時間長度為lengthunit，該管制單元內(nèi)當前時間單位的瞬時通話飽和度為Punit，則

Punit=lengthtotal ÷ lengthunit×100%

瞬時通話飽和度峰值：值班時段內(nèi)瞬時通話飽和度最高值。

平均通話飽和度：所有席位瞬時通話飽和度平均值，反映整個運行單位瞬時通話飽和度的整體情況。

2 管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)的實際應用

華北空管局管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)分布在區(qū)域管制中心和北京終端區(qū)內(nèi)，其中區(qū)域管制中心有四套終端，分別安裝在每個管制室的主管席；流量管理室有一套終端；北京終端區(qū)有兩套終端，分別安裝在進近管制室主任席和西區(qū)塔臺放行席，方便值班領(lǐng)導隨時查看狀態(tài)信息。通過該系統(tǒng)對管制人員的通話時長、通話次數(shù)、管制架次數(shù)量等指標進行實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，可以有效監(jiān)控管制員的工作量和工作強度，科學、客觀、公正地測算管制員的工作負荷，提高管理部門對管制員實時工作狀態(tài)的掌控能力。通過建立管制工作強度評價機制，對保障航班架次指標數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，并結(jié)合工作時長等相關(guān)指標，可以為管制員工作績效量化評價提供技術(shù)基礎(chǔ)。

該系統(tǒng)具體應用主要有以下幾個方面。

2.1 有效監(jiān)控通話負荷量，作為分離或合并扇區(qū)的依據(jù)

（1）實時監(jiān)控每一個管制席位（扇區(qū)）通話負荷量。以區(qū)管中心西南扇為例，扇區(qū)內(nèi)航班流量大，尤其是在高峰時段9：00-11：00和14：00-18：00期間，帶班主任可利用系統(tǒng)具有的超負荷工作告警功能，對流量大的扇區(qū)和長時間高負荷工作的人員進行關(guān)注，合理調(diào)配管制資源和管制員的工作時間，有效緩解管制員的工作壓力，保障安全運行。

（2）可實時采集陸空通話語音數(shù)據(jù)和雷達綜合航跡數(shù)據(jù)，將管制席位的負荷情況通過系統(tǒng)終端進行實時呈現(xiàn)，對于超過設定閾值的情況，可通過語音、圖像等多種方式進行實時告警，從而進行合理調(diào)配。系統(tǒng)對指標進行實時計算和歷史統(tǒng)計后，仍保留原始雷達綜合航跡數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù)，做到所有數(shù)據(jù)有據(jù)可依，有據(jù)可查，確保系統(tǒng)安全可靠。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，為管制員工作量評估提供依據(jù)

運行管理部門用戶可通過對塔臺、進近和區(qū)域等部門的通話負荷歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，為管制席位地空通話負荷的評價、席位工作量評估等提供依據(jù)。具體統(tǒng)計功能包括：按小時、天、周、月、季度、年等不同時長進行統(tǒng)計；按不同通話負荷指標進行統(tǒng)計；按不同的統(tǒng)計方式進行統(tǒng)計，統(tǒng)計方式包括：累計統(tǒng)計、均值統(tǒng)計、標準差統(tǒng)計以及指標的變化率環(huán)比、同比統(tǒng)計、繁忙時段統(tǒng)計等；以統(tǒng)計表格、曲線、柱形圖的形式呈現(xiàn)通話負荷統(tǒng)計結(jié)果數(shù)據(jù)。

運行管理部門對系統(tǒng)檢測出的管制單位通話負荷指標狀況進行分析和評價，系統(tǒng)提供分析評價窗口，并生成分析報告，以表格、曲線、柱形圖、文字描述的形式呈現(xiàn)通話負荷分析結(jié)果。具體功能包括：根據(jù)系統(tǒng)檢測出的管制通話負荷狀況，對相應管制席位工作量進行評價；對管制通話負荷的各項指標進行評價；分析扇區(qū)或某航路流量情況，進行扇區(qū)合理調(diào)配以及提出管制員調(diào)整建議和措施，降低管制通話負荷。

2.3 席位語音和雷達綜合航跡回放，為生產(chǎn)運行提供支持與幫助

系統(tǒng)終端軟件針對某一管制席位，實現(xiàn)扇區(qū)的綜合航跡和管制通話錄音同步播放。當查看系統(tǒng)統(tǒng)計結(jié)果時，若發(fā)現(xiàn)某席位某時間段的工作負荷較高，點擊播放按鈕，呈現(xiàn)綜合航跡界面，在顯示某扇區(qū)內(nèi)航空器飛行態(tài)勢的同時，同步播放對應席位的管制員通話語音。運行管理部門用戶通過功能查找問題所在，從而為實際的生產(chǎn)運行提供支持與幫助。

2.4 與績效考核、評優(yōu)工作相結(jié)合，提高工作效率

參照管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以更好地了解管制員工作狀態(tài)，客觀評價他的工作效率，合理計算勞動力投入與產(chǎn)出比。數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以作為員工績效考核和評優(yōu)依據(jù)，進行工資再分配，從而提高管制員工作的積極性和主動性，可側(cè)面推進民航空管系統(tǒng)工資改革步伐。

3 結(jié) 語

管制員通話負荷監(jiān)控分析系統(tǒng)的有效應用，可合理調(diào)配管制資源和管制員的工作時間，使航班流量與管制員工作負荷相平衡。通過優(yōu)化管制資源，可減輕管制員工作壓力，綜合提升管制運行工作整體水平，更好地保證飛行安全。