交通流量加大情況下的空中管制安全風險預警

摘 要：本文對在交通流量加大情況下的空中管制安全風險預警的研究方法進行了概述，闡明了系統(tǒng)動力學在交通流量加大情況下空中管制安全風險中的優(yōu)勢以及建立基于系統(tǒng)動力學的空中管制安全風險預警模型的注意事項。與此同時，本文就交通流量加大情況下的系統(tǒng)動力學空中管制安全風險預警模型的構建問題進行了詳細的闡述。

關鍵詞：交通流量加大；空中管制；安全風險預警

中圖分類號：V355 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）27-0314-02

1 引 言

伴隨著經濟的發(fā)展與改革以及旅游業(yè)的發(fā)展，人們對航空交通的需求逐年遞增，中國民用航空運輸量也呈現(xiàn)出增長的形態(tài)。在這種情況下，空中交通管制就變得尤為重要，空中管制安全風險成為管理階段的重點。研究空中管制安全風險預警模型可以對發(fā)生風險事件的頻率和設備故障的頻率進行計算，以減少發(fā)生風險事件的頻率和設備故障的頻率。通過構建交通流量加大情況下的空中管制安全風險預警模型可以有效的，積極的，主動的加強對空中交通安全風險的監(jiān)管。

2 交通流量加大情況下的空中管制安全風險預警的研究方法

2.1 系統(tǒng)動力學在交通流量加大情況下空中管制安全風險中的優(yōu)勢

系統(tǒng)動力學通過利用系統(tǒng)結構決定系統(tǒng)功能的原理，把一個完整的系統(tǒng)分為功能與結構的因果關系模型，同時利用反饋原理進一步設計系統(tǒng)行為。系統(tǒng)動力學的主要功能就是對收集到的反饋信息進行科學的研究和分析。此外，它還是一門理解和解決系統(tǒng)問題的跨學科綜合學科。

在交通流量加大情況下空中管制安全風險預警通過有效利用系統(tǒng)動力學，可以進行相應的模擬實驗，可以對復雜系統(tǒng)中各種變量的變化規(guī)律進行定量分析，從而使系統(tǒng)動力學的優(yōu)勢得到充分的利用。系統(tǒng)動力學在交通流量加大情況下空中管制安全風險預警模型中的優(yōu)勢主要有以下幾點：①通過系統(tǒng)動力學構建的有效的系統(tǒng)流程圖和因果關系可以直接有效地描述交通流量增長下各種監(jiān)管安全風險因素的作用規(guī)律以及其未來的變化趨勢。②在過去的空中管制安全風險中，只有大量的歷史數(shù)據(jù)才能滿足構建模型的要求。但是因為空中安全監(jiān)管領域的緩慢發(fā)展，歷史數(shù)據(jù)缺乏，模型沒有足夠的數(shù)據(jù)支撐不能被建立起來。然而，使用基于系統(tǒng)力學構建的空中交通管制安全風險預警模型對歷史數(shù)據(jù)沒有要求。在缺乏的基礎上，它可以充分使用擬合方法和綜合評價等方法，并將這些方法全面應用于系統(tǒng)內，它仍然可以有效地分析系統(tǒng)的行為。③系統(tǒng)動力學中的功能之間有很強的靈活關系，可以適用于統(tǒng)計和綜合評估等相關方面的靈活使用，這些方法可以有效地結合起來，給予它們最大的優(yōu)勢。第四，系統(tǒng)動力學的模擬預測可以通過與主觀因素的結合（如政策預期等）來模擬安全風險管理和控制措施的效果。

2.2 建立基于系統(tǒng)動力學的空中管制安全風險預警模型的注意事項

通過運用系統(tǒng)動力學去建立空中管制安全風險預警模型進行是有必要的。為了能夠在最大程度上運用系統(tǒng)動力學的優(yōu)勢必須要做好以下幾點：①要做好深入研究調查。收集調查過程中獲得的研究和具有參考性的在相關數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所有的安全隱患提出合理的假設。②對于所提出的假設進行篩選與排除。確定模型邊界的工作將通過識別最主要的風險對象來完成。③基于反饋的因果關系對現(xiàn)有的安全風險因素進行分析并制出系統(tǒng)流程圖。通過選擇有效的函數(shù)關系與流程圖進行結合來構建空中管制安全風險預警模型。④將有效的數(shù)據(jù)用于仿真調試，分析仿真結果，檢驗預警模型的可操作性和實用性。在確保該風險預警模型有效之后應用該模型。空中管制安全風險預警模型構建流程如圖1所示。

3 交通流量加大情況下的系統(tǒng)動力學空中管制安全風險預警模型的構建

3.1 假設的提出與系統(tǒng)邊界的確定

在交通流量加大的情況下，通過對分析過程進行有效的簡化可以合理確定系統(tǒng)中存在的變量。以下為在構建空中交通管制安全風險預警時需要提出相應的假設：

假設一：根據(jù)當前的空中交通年增長率，監(jiān)管單位需要控制飛機的飛行流量，以控制空域利用能力和空域管理能力。與此同時還需要在預設的時間范圍內保持持續(xù)增長，以幫助防范空中管制發(fā)生安全風險。

假設二：測量環(huán)境和管理子系統(tǒng)的相關變量的前提不是將其當作狀態(tài)變量進行測量，而是作為輔助變量進行測量。

假設三：監(jiān)管風險的最終狀態(tài)變量是作為系統(tǒng)的整體風險，是一個無量綱的變量，只考慮風險流量對系統(tǒng)要素變化的累積或累積影響，而不考慮其他系統(tǒng)外的風險預防措施。

假設四：相對于航班流量不斷增加的情況下，監(jiān)管控制行為會伴隨延退的情況。

上面列出的四個假設基于各種子系統(tǒng)的風險，如機械，管理，人員和環(huán)境。根據(jù)系統(tǒng)中風險流動的演變和演化規(guī)律，對模型的邊界進行確定。通常來說，在對模型的邊界進行確定時需要遵循的原則為首先選擇相關的狀態(tài)變量，并對狀態(tài)確定的載體進行分類和排序，以確定要研究的變量控制哪些狀態(tài)變量。確定好相關的狀態(tài)變量后，再逐步確定所有的研究變量。由于認知的局限性的存在，所有的模型并不能全部被分析到。因此，確定空中交通管制安全風險預警模型邊界應該集中在三個方面：外生的，內生的和非考慮的因素。系統(tǒng)模型的邊界內容由圖2所示。

3.2 系統(tǒng)流程圖的構建

構建系統(tǒng)力學空中管制安全風險預警模型時，關鍵環(huán)節(jié)是繪制系統(tǒng)動力學流圖。在繪制過程中，首先要進行一定的訪談和調查工作，然后在此基礎上，我們必須對系統(tǒng)操作的狀態(tài)做一個更詳細，更深刻的描述，并用這種方法將各風險要素有效地聯(lián)系起來，識別相關變量，從而反映系統(tǒng)。最后，有必要結合所有類型的模型邊界點的設置，空中交通安全風險類型和特征相關因素，根據(jù)空中交通安全風險人員，環(huán)境，管道和機械的相互作用，在空中交通安全風險流動規(guī)律中，由飛行器（即飛機）交通量增加引起的風險狀態(tài)變化作為起點，由監(jiān)管控制誤差導致的監(jiān)管空中安全風險作為終點去構建空中安全風險預警系統(tǒng)流程圖。其中包含28個輔助變量，9個流速變量以及6個流位變量。

3.3 確定變量函數(shù)

模型中參數(shù)的確定是模型應用和模擬的基礎，是相關變量之間關系的精確定義。在交通流量加大情況中，以下的幾種方法可以用于確定空中交通安全風險預警模型的變量關系：①表函數(shù)關系確定為表征的變量關系。表函數(shù)是指兩個變量函數(shù)之間的非線性關系，尤其是軟變量。由于確定了非線性關系，兩個變量函數(shù)之間的非線性關系相對難以確定。有必要使用文獻綜述，模擬調試和專家經驗等方法。因此，在實際過程中通?？梢詫蓚€變量進行歸一化，然后根據(jù)經驗繪制一般關系圖。②確定基本存量和速率變量參數(shù)，研究可以采用積分公式表達流量和存量之間的關系。③以回歸統(tǒng)計為依據(jù)確定變量關系。利用多元線性回歸進行顯著性檢驗以及擬合優(yōu)度檢驗等檢驗，為動力學預警模型提供數(shù)據(jù)支持。

4 小 結

交通流量加大情況下的系統(tǒng)動力學空中管制安全風險預警模型的構建有助于有效的監(jiān)管空中安全風險。在系統(tǒng)動力學中的空中管制安全風險預警模型可以直接有效地描述各種監(jiān)管安全風險因素的作用規(guī)律以及其未來的變化趨勢；可以在缺乏數(shù)據(jù)的基礎下仍然有效地分析系統(tǒng)的行為。在交通流量加大情況下的系統(tǒng)動力學空中管制安全風險預警模首先要做出合理的假設然后確定系統(tǒng)邊界，其次是構建系統(tǒng)流程圖和確定變量函數(shù)。在交通流量加大情況下，空中管制安全風險預警模型幫助監(jiān)管空中交通風險，減少風險事件的發(fā)生，有助于我國航空航天事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1]羅 帆，楊 智.交通流量增長下的空中管制安全風險預警及閾值確定[J].科技導報，2012，30（4）：61～64.

[2]劉堂卿，羅 帆.空中交通安全風險構成及耦合關系分析[J].武漢理工大學學報（信息與管理工程版），2011，3（23）：88～89.

[3]張 刊.交通流量增加環(huán)境下的空中管制風險與預警技術分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2014（18）：288.

[4]韋 騰.以交通流量增長為基礎的空中管制安全風險問題分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2013，10（14）：36～37.

收稿日期：2018-8-14

作者簡介：楊永宏（1972-），男，工程師，本科，主要從事空中交通管制工作。