基于SHEL模型的中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析

宋曉芳

摘? 要：針對(duì)傳統(tǒng)中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析方法一致性系數(shù)較低，為此提出基于SHEL模型的中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。根據(jù)《中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行管理體系》選取風(fēng)險(xiǎn)類和風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，將選取的風(fēng)險(xiǎn)類和風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)輸入到SHEL模型中，利用SHEL模型計(jì)算出單指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)值和風(fēng)險(xiǎn)類風(fēng)險(xiǎn)值，最后將該兩種風(fēng)險(xiǎn)值綜合評(píng)價(jià)，得到中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行綜合風(fēng)險(xiǎn)值，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)值確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，以此完成基于SHEL模型的中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，此次設(shè)計(jì)分析方法一致性系數(shù)高于傳統(tǒng)方法。

關(guān)鍵詞：SHEL模型? 中小機(jī)場(chǎng)? 空中交通管制? 運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)

中圖分類號(hào)：X949 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2021）03（a）-0140-03

Operational Risk Analysis of Air Traffic Control in Small and Medium Airports Based on SHEL Model

SONG Xiaofang

（Navigation Support Department， Changzhi Airport Co.， Ltd.， Changzhi， Shanxi Province， 046000 China）

Abstract： In view of the low consistency coefficient of the traditional air traffic control operation risk analysis methods of small and medium airports， a SHEL model-based air traffic control operation risk analysis of small and medium airports is proposed. According to the "Small and Medium Airport Air Traffic Control Operation Management System"， select the risk categories and risk indicators， input the selected risk categories and risk indicators into the SHEL model， use the SHEL model to calculate the single indicator risk value and the risk category risk value， and finally The two kinds of risk values are comprehensively evaluated， and the comprehensive risk value of air traffic control operation of small and medium airports is obtained， and the risk level is determined according to the risk value， thereby completing the risk analysis of air traffic control operation of small and medium airports based on the SHEL model. Experiments have proved that the consistency coefficient of the design analysis method is higher than that of the traditional method.

Key Words： SHEL model; Small and medium airports; Air traffic control; Operational risk

空中交通管制是中小型機(jī)場(chǎng)航空系統(tǒng)中一項(xiàng)關(guān)鍵組成部分，是中小機(jī)場(chǎng)安全運(yùn)營(yíng)的重要保證，一個(gè)中小機(jī)場(chǎng)平均每天空中運(yùn)輸飛行將近500架次，時(shí)間累積32萬(wàn)h，其中事故率平均為6.4%每百萬(wàn)h，因此一方面可以看出中小機(jī)場(chǎng)的穩(wěn)定發(fā)展離不開(kāi)一個(gè)完善的空中交通管制，另一方面可能看出中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制存在著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)[1-2]。若要有效控制和減小中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，首要條件就是要準(zhǔn)確分析出存在的風(fēng)險(xiǎn)，才能采取相應(yīng)的解決措施，但是目前應(yīng)用于該方面的風(fēng)險(xiǎn)分析方法一致性系數(shù)較低，無(wú)法滿足中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析需求，為此提出基于SHEL模型的中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。

1? 空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1 運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)類和風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)確定及提取

《中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行管理體系》中將風(fēng)險(xiǎn)歸類為十種，其中包括人為風(fēng)險(xiǎn)、通信負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)、管制設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)、交通特征風(fēng)險(xiǎn)、天氣風(fēng)險(xiǎn)、飛行風(fēng)險(xiǎn)、空中交通流量風(fēng)險(xiǎn)、沖突風(fēng)險(xiǎn)、管制移交風(fēng)險(xiǎn)以及間隔風(fēng)險(xiǎn)，將該十種風(fēng)險(xiǎn)作為待分析風(fēng)險(xiǎn)類。為了更準(zhǔn)確的分析出中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行存在的風(fēng)險(xiǎn)，從該十個(gè)風(fēng)險(xiǎn)類入手，選取中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制實(shí)時(shí)運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，具體如表1所示。

對(duì)于以上確定的風(fēng)險(xiǎn)類和風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)提取，將中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行報(bào)告系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)源，該系統(tǒng)涵蓋所有中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行數(shù)據(jù)，覆蓋范圍比較廣，內(nèi)容比較全面，從該系統(tǒng)中提取到以上提出的風(fēng)險(xiǎn)類和風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)據(jù)，為后續(xù)中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估奠定基礎(chǔ)。

1.2 基于SHEL模型評(píng)估的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)評(píng)估，此次利用SHEL模型分析中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和風(fēng)險(xiǎn)值，SHEL模型是由硬件、軟件、環(huán)境以及人員四個(gè)因素所組合而成[3]。該模型是以人作為核心因素，其他三個(gè)因素均是以人員這一因素相匹配，四個(gè)因素是相互配合的關(guān)系，四個(gè)因素共同協(xié)作才能實(shí)現(xiàn)模型高效運(yùn)行。

將提取到的風(fēng)險(xiǎn)類和風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)分成硬件、軟件、環(huán)境和人件四種類別，將分類后的數(shù)據(jù)輸入到SHEL模型中，利用SHEL模型計(jì)算出各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素和風(fēng)險(xiǎn)類所對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)值，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算出綜合風(fēng)險(xiǎn)值和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

利用SHEL模型計(jì)算出單個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)估值，其計(jì)算公式如下所示：

（1）

公式（1）中，x表示風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)估值;k表示風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)在SHEL模型評(píng)估周期內(nèi)出現(xiàn)的頻次;d表示風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)權(quán)重值[4-6]。利用上述公式對(duì)選取的所有風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)估值計(jì)算，在此基礎(chǔ)上對(duì)風(fēng)險(xiǎn)類評(píng)估值計(jì)算，其計(jì)算公式如下

（2）

公式（2）中，y表示風(fēng)險(xiǎn)類評(píng)估值;n表示風(fēng)險(xiǎn)類包含的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)數(shù)量;表示風(fēng)險(xiǎn)類中風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)估值。利用公式（2）將選取的10個(gè)中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)類的評(píng)估值計(jì)算。在得出單指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值和風(fēng)險(xiǎn)類評(píng)估值后，經(jīng)過(guò)相關(guān)資料和專家咨詢發(fā)現(xiàn)，以上兩種風(fēng)險(xiǎn)值具有一定的相關(guān)性，但是單單以其中一個(gè)作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估依據(jù)，并不能準(zhǔn)確推算出中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。鑒于此，在此基礎(chǔ)上利用SHEL模型深入分析，得出中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估值，其計(jì)算公式如下：

（3）

公式（3）中，z為中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估值。根據(jù)SHEL模型輸出的評(píng)估結(jié)果，確定中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，此次將中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分為低風(fēng)險(xiǎn)、中等風(fēng)險(xiǎn)、高風(fēng)險(xiǎn)、超高風(fēng)險(xiǎn)四個(gè)等級(jí)。SHEL模型會(huì)根據(jù)計(jì)算得到的風(fēng)險(xiǎn)值自動(dòng)判斷出所對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，以及控制風(fēng)險(xiǎn)采取對(duì)應(yīng)措施。

2? 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)以某中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，該交通管制范圍為地面到空中6500m，運(yùn)用此次設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)方法，分析該中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)驗(yàn)中將SHEL模型分析周期設(shè)定為30min，每個(gè)周期內(nèi)調(diào)取交通管制協(xié)調(diào)與移交、通訊設(shè)備和雷達(dá)設(shè)備運(yùn)行、管制工作程序、飛行動(dòng)態(tài)、氣候、交通管制間隔各50分報(bào)告，將其作為數(shù)據(jù)來(lái)源;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)兩種方法分析時(shí)間為2.5h;運(yùn)用公式（1）、（2）、（3）計(jì)算出單風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)估值、風(fēng)險(xiǎn)類評(píng)估值以及綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值;記錄兩種方法分析數(shù)據(jù)，從中隨機(jī)選取五個(gè)時(shí)間點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)分析數(shù)值，將其作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，具體如表2所示。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用JGF軟件計(jì)算出兩種方法的一致性系數(shù)，一致性系數(shù)取值范圍在0～1之間，其表示分析結(jié)果與實(shí)際結(jié)果的一致性程度，系數(shù)值越接近1說(shuō)明分析結(jié)果與實(shí)際結(jié)果越相符合，分析精度越高。實(shí)驗(yàn)將兩種方法的一致性系數(shù)作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)兩種方法對(duì)比。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)JGF軟件計(jì)算得出的兩種方法一致性系數(shù)，對(duì)比兩種分析方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，此次設(shè)計(jì)方法分析結(jié)果的一致性系數(shù)在0.94～0.99之間，高于傳統(tǒng)方法，說(shuō)明此次設(shè)計(jì)方法分析的結(jié)果基本與實(shí)際值相符，能夠準(zhǔn)確描述中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，具有良好的適用性和可行性，能夠滿足中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析精度需求。

3? 結(jié)語(yǔ)

本文以SHEL模型分析理論作為理論依據(jù)，設(shè)計(jì)一個(gè)新的中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析方法，通過(guò)合理篩選風(fēng)險(xiǎn)類和風(fēng)險(xiǎn)因素，利用SHEL模型分析風(fēng)險(xiǎn)值和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)論證，證明本次設(shè)計(jì)分析方法具有較高的可信度，相對(duì)于傳統(tǒng)方法更適用于中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，為中小機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行提供安全保障。本文研究尚有不全面之處，今后會(huì)對(duì)大型機(jī)場(chǎng)空中交通管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析進(jìn)行深入研究，促進(jìn)民航產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。

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