机场塔台管制员工作负荷及席位配备研究

何昕，吕学波

(1.西南交通大学，四川 成都 610031;2.中国民航飞行学院，四川 广汉 618307)

0 引言

随着我国机场的不断发展，对塔台管制员的工作提出了更高的要求。因此，科学准确地评估管制员的工作负荷，根据工作负荷合理安排管制席位数量，对于减轻繁忙机场和空中交通流量给管制员造成的工作压力，保证飞行安全具有重要的意义。

1 研究背景及意义

针对管制员工作负荷的评估，国外学者进行了一系列的研究。Reaux等人［1］提出建立模型和评估工具(预测管制员分析模型PATCAM)，预测管制员工作负荷;Manning，C.A.等人［2］推出了POWER软件，该软件可以对管制员工作负荷和绩效进行客观测量;Majumdar A.等人［3］对管制员工作负荷进行了复合评估;Daniele Cloarec等人［4］在实时的主观工作负荷和各种情况下提供定量工作负荷的基础上建立管制员工作负荷模型，即RAMS模型。

国内在管制员工作负荷方面的研究相对较少。邢诒吉［5］采用修改的 MBB方法，评估扇区内管制员管制一架飞机的工作负荷。万莉莉等［6］采用对管制员工作内容进行分类的方法，评估每个扇区内管制员的工作负荷。国内的研究大多集中于管制员工作负荷的研究，而本文采用DO-RATASK方法，根据机场塔台管制员在管制过程中发出指令的种类和时间来统计其工作负荷，将工作负荷值量化，进而再对所需的管制席位进行配备。这样可以有效降低管制员的工作压力，提高机场运行的效率和安全。

2 机场塔台管制员的工作负荷

2.1 DORATASK方法概述

DORATASK方法是通过专家主观评估管制员工作负荷，进一步评估管制扇区主观容量的方法。该方法着重对雷达管制员所承担的工作负荷进行评估，将管制员的工作负荷划分为“看得见部分”和“看不见部分”。所谓“看得见部分”是指管制员进行常规管制工作、解决冲突的通讯和填写进程单等能够被观察员记录和记时的工作;而“看不见部分”是指管制员监控雷达屏幕、对照进程单、思考计划等工作，这部分工作不便进行记录和记时。此外，DORATASK方法认为必须为管制员留有一定的恢复时间，并且管制员平均工作负荷强度必须小于负荷上限的80%，这对扇区的安全运行极为重要。

2.2 DORATASK方法实际应用

DORATASK方法把管制工作负荷分解，并以“时间”为单位来定量分析。

2.2.1 DORATASK方法中“看得见”的工作负荷

根据DORATASK方法，通过统计不同气象条件下的雷达、陆空通话的数据或对实际管制工作进行计时和统计，可得出相应通话种类的工作负荷的期望值。扇区内的架次量可由通话指令时间的长短来反映，以时间为量纲，单位是s。［7］

对客观部分中某类假设为k类的管制动作进行第j次计算，管制员的工作负荷为Tkj，把k类管制动作取N次求和，k类管制动作工作负荷可表示为:

求平均值得:

于是便有了管制执行k类管制动作的理论工作负荷。

再将管制动作设为M类，这样DORATASK方法中“看得见”的工作负荷:

管制动作(指令)按席位的不同有很大的差别，本文针对机场管制席位，因此将管制动作分为进场、离场和起落。

2.2.2 DORATASK方法中“看不见”的工作负荷和恢复时间

DORATASK方法工作负荷的主观评估操作方便，容易执行，国际民航组织也通过规范性文件［8］向各国推荐，但是DORATASK方法在“看不见”的工作负荷和恢复时间上却难以统计和量化。

在刘永欣和聂润兔［9］的《管制员工作负荷分析方法》及解耘知［10］的《基于 DORATASK方法的复杂气象条件下民航区域管制工作负荷评估》中都认为“看得见部分”应当占整个工作负荷的50%左右，即总工作负荷为“看得见的工作负荷”的2倍左右。本文也采用这一标准进行评估，因此工作负荷:

3 机场管制员席位配备及应用

3.1 单位航空器进、离场及起落航线产生工作负荷的统计

以武汉机场为例，经过统计，结合式(3)，求出单位进、离场及起落航线飞机所产生的工作负荷，如表1所示。

3.2 机场流量的评估及管制员席位配备的实现

DORATASK方法认为管制员平均工作负荷强度必须小于80%，因此，管制员在1 h内的负荷上限为:

3 600 s×80%=2 880 s

机场流量所产生的工作压力:

单位时间内管制员人数R=T/2 880，并向上取整。

已知:T进场=34.550 s，T离场=56.317 s，T起落=109.957 s。经过统计计算，表2给出机场管制员数量配备。

表1 单位进、离场及起落航线飞机所产生的工作负荷

表2 机场管制员数量配备

3.3 管制员工作压力的实时评价

人数向上取整的方法会造成管制员压力分配不合理。如，当某一机场1 h内流量产生的工作压力为2 881 s，根据上文所述，需要2名管制员，每人承受的工作压力为1 440.5 s。如果工作压力为2 880 s，需要1名管制员，承受的工作压力为2 880 s。工作量减小了1 s，工作压力几乎翻倍，这显然是不合理的。

因此，当管制员工作压力过高时，可以根据实际情况增加管制员。如果每位管制员在单位时间内所承受的压力大于2 300 s时为高工作压力状态(阈值的具体大小可以根据实际情况由管制单位自行决定)，便建议添加1位管制员。基于该原则，表3给出了需要增加机场管制员数量配备的时间段。

表3 调整后的机场管制员数量配备(例)

4 结论

本文以武汉机场为例，运用DORATASK方法对塔台管制员工作负荷进行了评估，实现了机场管制员席位的分配。基于管制员承受的工作压力，结合DORATASK方法，给出机场管制员数量配备方案，这样既降低了单位管制员的工作压力，也提高了机场的运行安全，使机场管制员数量配备更加合理。

［1］Reaux，Murphy，Stewart.Building a Modeling and Simulation A-nalysis Tool to Predict Air Traffic Controller Workload and Performance［J］.Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting，1989，10(33):52-56.

［2］Carol A Manning，Scott H Mills.Investigating the Validity of Performanceand ObjectiveWorkload Evaluation Research(POWER)［R］.Federal Aviation Administration，2001.

［3］Arnab Majumdar，Ochieng Washington Y.Factors Affecting Air Traffic Controller Workload:Multivariate Analysis Based on Simulation Modelling of Controller Workload［J］.Transportation Research Record:Journal of the Transportation Research Board，2002(1):58-69.

［4］Cloarec D，Purves K，Vergne F.Cospace 2003 Controller Model Based Study Assessment of Airborne Spacing Tasks in the Extended TMA［R］.Eurocontrol Experimental Centre，2003.

［5］邢诒吉.空中交通流量管理战术分析［C］//2003年川大智胜杯全国民航空管论文大赛，2003:11-16.

［6］万莉莉，胡明华.管制员工作负荷及扇区容量评估问题研究［J］.交通运输工程与信息学报，2006，5(1):70-75.

［7］张明，韩松臣.管制员工作负荷量化研究［J］.江苏航空，2005(1):19.

［8］ICAO.B0094WV518，ICAO Doc9426-AN/924，Manual for Air Traffic Service Plan［S］，1984.

［9］刘永欣，聂润兔.管制员工作负荷分析方法［J］.中国民航大学学报，2007，25(1):33-35.

［10］解耘知.基于DORATASK方法的复杂气象条件下民航区域管制工作负荷评估［J］.科技促进发展，2012(7):90-92.