基于雷達模擬機訓(xùn)練的扇區(qū)容量評估

李陽

摘 要：本文選取中國民航飛行學(xué)院雷達模擬機訓(xùn)練中武漢天河機場進近管制區(qū)為研究對象，提出了一種基于雷達模擬機的扇區(qū)容量評估方法。主要通過對管制員在雷達模擬機環(huán)境下的工作負荷數(shù)據(jù)和每個時間段內(nèi)的運行數(shù)據(jù)進行分析計算，最終模擬扇區(qū)的容量。該方法首先需要在模擬機平臺上構(gòu)建評估環(huán)境，然后根據(jù)所評估扇區(qū)日常運行情況編排練習(xí)計劃，之后組織管制員進行模擬機管制并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，最后對采集的數(shù)據(jù)進行整理、分析并計算結(jié)果。

關(guān)鍵詞：雷達模擬機;扇區(qū)容量;評估

中圖分類號：V355文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）05-0121-03

Abstract： In this paper， Wuhan Tianhe Airport approach control area in radar simulator training of Civil Aviation Flight College of China was selected as the research object， and a sector capacity evaluation method based on radar simulator was proposed. This paper mainly analyzed and calculated the workload data of the controller in the radar simulator environment and the operation data in each time period， and finally calculated the capacity of the simulated sector. Firstly， the evaluation environment needs to be built on the simulator platform， and then the training plan is arranged according to the daily operation of the evaluated sector. Then， the controller is organized to control the simulator and record the relevant data. Finally， the collected data is sorted， analyzed and the results are calculated.

Keywords： radar simulator;sector capacity;evaluation

1 研究背景及目的

近年來，我國航空事業(yè)發(fā)展十分迅速。隨著民航航班的增加，管制員和培訓(xùn)學(xué)生的壓力較大，合理的空中流量扇區(qū)容量評估是解決相關(guān)人員的壓力管理問題的關(guān)鍵。

2 基于雷達模擬機訓(xùn)練的扇區(qū)容量評估方法

2.1 扇區(qū)概況

扇區(qū)內(nèi)共有9個導(dǎo)航臺和1個強制報告點，其中包括4個內(nèi)臺：WG、XG、SH、QU;4個外臺：ZF、KG、XS、TM，這4個臺也是本扇區(qū)邊界，是與相鄰管制區(qū)的移交點;1個本場臺：WUH;1個強制報告點：SG。進場程序有5個，分別是TM-11A、TM-12A、ZF-11A、XS-11A和KG-11A，離場程序4個，分別是TM-11D、XS-11D、KG-11D、TM-11D。扇區(qū)的最低安全高度為850 m。離場航空器移交時高度限制為：ZF和XS：C/D類4 500 m（備5 100 m），TM和KG：C/D類4 800 m（備5 400 m）。進場航空器移交時高度限制為：ZF和XS：C/D類4 200 m（備4 800 m），TM和KG：C/D類4 800 m[1]。

2.2 數(shù)據(jù)采集

在觀察模擬機訓(xùn)練的過程中，根據(jù)模擬訓(xùn)練的目的，實際上管制員所發(fā)出的指令和所做的工作與真實的管制工作稍有不同。因此，在記錄管制員所發(fā)指令和所做工作的種類以及對應(yīng)的花費時間應(yīng)有較強的針對性[2]。例如，航空器在本扇區(qū)飛行時，沒有偏置運行，航空器的運行航跡一般不嚴格按照規(guī)定的進、離場程序所規(guī)定的航線運行;航空器飛離本管制扇區(qū)時，移交協(xié)調(diào)的步驟較為簡略，離場航空器一般不嚴格要求達到移交高度限制后再進行移交等。數(shù)據(jù)采集時需要采集考慮以下工作負荷種類：①飛進扇區(qū)（協(xié)調(diào)）并雷達識別、雷達看到;②初始聯(lián)系;③下降高度，保持;④上升高度，保持;⑤保持高度;⑥由于沖突，航向改變;⑦由于沖突，調(diào)整高度;⑧由于沖突，調(diào)整速度;⑨與下一扇區(qū)的管制員協(xié)調(diào)，準備移交;⑩離開扇區(qū)，聯(lián)系XX，再見;?填寫進程單[3]。

數(shù)據(jù)是在統(tǒng)計管制員模擬機訓(xùn)練時統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，共統(tǒng)計了10組數(shù)據(jù)。在收集數(shù)據(jù)時，以30 min為一個時間片，記錄下每類工作負荷出現(xiàn)的次數(shù)和每次工作所花費的時間;另外，記錄下對應(yīng)時間片內(nèi)扇區(qū)內(nèi)的飛行流量，所測時間精度以0.5向上取整。為了后續(xù)計算方便，將收集到的數(shù)據(jù)進行整理并集中在一個表格內(nèi)，然后使用Excel軟件計算得到每類負荷所需的平均時間和觀測到的總次數(shù)。

2.3 數(shù)據(jù)處理和容量評估

在實際管制工作中，各個種類的工作負荷出現(xiàn)的頻率不同，因此要對各個種類的工作負荷進行加權(quán)計算，然后才能進行求和算出總的工作負荷。

2.3.1 沖突管制負荷。航空器在某一扇區(qū)飛行時，由于種種原因，航空器之間難免會出現(xiàn)沖突，管制員的重要職責(zé)就是預(yù)見和及時發(fā)現(xiàn)潛在沖突，并避免航空器沖突。通常，管制員會提前采取以下措施來解決沖突：第一，在水平面上引導(dǎo)航空器改變航向以保持水平間隔;第二，在垂直面上對飛行高度加以限制以保持垂直間隔;第三，要求航空器增大爬升率或者下降率以保持或增大間隔等。管制員沖突管制負荷可以描述為：

稍有不同的是，計算[W進入扇區(qū)]和[W離開扇區(qū)]這兩個權(quán)值時，因為這兩個權(quán)值所包含的工作負荷幾乎同時出現(xiàn)，所以計算時只需要將它所包含的工作負荷權(quán)值簡單相加即可。

數(shù)據(jù)整理好后，就可以進行各個類別的工作負荷權(quán)值的計算。需要計算的權(quán)值有[W進程單]、[W高度改變]、[Wcf]、[W進入扇區(qū)]、[W離開扇區(qū)]，將表1中列出的各個工作負荷分別對應(yīng)到這5個權(quán)值中。其中，[W進程單]包括?項;[W高度改變]包括③、④、⑤項;[Wcf]包括⑥、⑦和⑧項;[W進入扇區(qū)]包括①和②項;[W離開扇區(qū)]包括⑨和⑩項。根據(jù)公式（2）和（3）分別計算各個權(quán)值。

特別的是，[W進入扇區(qū)]和[W離開扇區(qū)]兩個權(quán)值中分別所包含的工作負荷幾乎同時出現(xiàn)，因此，對這兩個權(quán)值的計算只對各個工作負荷的值進行相加，而并非取加權(quán)平均值[4]。

2.3.2 不同飛行流量下的工作負荷。本文收集了10組不同飛行流量下的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在根據(jù)上文計算的權(quán)值，計算出每組觀測數(shù)據(jù)對應(yīng)的工作負荷，結(jié)果如表3所示。

各組的工作負荷經(jīng)過計算亦可得出，與對應(yīng)的飛行流量整理在一起后見表4。

3 結(jié)語

本文利用雷達模擬機計算了該扇區(qū)每小時空域容量值為39架次。下一步可以考慮加入機場運行條件的限制進行容量評估，使結(jié)果更加符合實際情況。

參考文獻：

[1]韓松臣，胡明華，蔣兵，等.扇區(qū)容量與管制員工作負荷的關(guān)系研究[J].空中交通管理，2000（6）：42-45.

[2]張蕾.管制員工作負荷評估及扇區(qū)容量問題[D].南京：南京航空航天大學(xué)，2005：1-60.

[3]萬莉莉，胡明華.管制員工作負荷及扇區(qū)容量評估問題研究[J].交通運輸工程與信息學(xué)報，2006（2）：70-75.

[4]田勇，楊雙雙，萬莉莉，等.扇區(qū)動態(tài)容量評估方法研究[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，2014（8）：2163-2169.