空中交通管制定量安全风险调查分析

梅建华

【摘要】文章针对空中交通管制中安全风险的来源进行了分析，创建了基于蒙特卡洛方法的定量风险调查技术，并探析了空中交通管制定量安全风险调查模型及其仿真，旨在为空中交通管制人员提供一定的参考。

【关键词】空中交通；管制；定量安全风险

1.前言

随着我国国防力量的提升以及经济的可持续发展，我国的航空航天事业得到前所未有的发展，对空域的需求量不断的增加，空域结构日益复杂，空中交通管制逐渐向多样化、复杂化方向发展，空中交通运行的过程中安全风险不断的增加，给空中交通管制增加了很大的难度。

2.空中交通管制中安全风险的来源分析

笔者基于多年的空中交通管制经验，针对导致空中交通管制出现安全风险的各种原因进行了分析，具体包括以下几个方面：其一，环境因素，由于空中交通的环境复杂，包括内部环境、自然环境以及空域环境等，随着空中交通流量的增加，增加了空中交通管理的難度，如果在空中交通运行过程中缺乏沟通和管理，会导致出现飞行高度层出错、飞行偏离航线、航空器冲突等问题，再加上自然环境因素的不可预测性和不可控性，一旦出现天气突变的问题，势必会影响空中交通运行的安全性和稳定性；其二，设备因素，由于航空器或者飞机的运行环境非常复杂，在各种因素的影响下导致设备出现各种问题，管制人员失去对设备的有效控制，给空中交通运输埋下许多安全隐患；其三，人员因素，随着空中交通流量的增大，空管人员的工作量和工作强度不断增大，连续工作会导致空管人员在工作的过程中出现疲乏、困顿、反应迟钝等问题，在管制过程中出现错误、遗漏等问题，给空中交通管制带来许多安全风险，影响空中交通管制的安全性和稳定性。

3.空中交通管制定量安全风险调查技术

3.1空中交通管制定量安全风险调查技术。安全风险调查的基础是系统描述，以此识别空中交通管制过程中存在的各种风险，并通过风险分析获得结果，为解决安全风险或者隐患提供可靠的依据。文章创建了基于蒙特卡洛方法的定量风险调查技术，蒙特卡洛方法也称之为随机模拟法或者统计实验法，通过借助计算机进行大量的随机试验，以此研究随机变量的数值，被广泛的应用在解决工程技术、物理、生产以及管理等方面的问题中，蒙特卡洛方法的步骤表现为：

步骤1：利用计算机大量产生服从概率分布的随机数x，然后计算f（s），因为随机数性质，所生成的x的值都不是确定的，为了进行区分，可以对生成的x进行下标，采用xi表示第i个产生的x，通过统计生成x的个数来计算f（x）的值。步骤2：累加f（x），然后计算平均值，假设总共生成了n个x，则用数学公式表示为：

步骤3：设置停止条件，当到达停止条件之后自动退出，目前最常用的停止条件包括两个，一个为检测真实结果与计算结果的误差，如果误差在该范围内，则退出，如果超过该范围则继续；另一个为提前设定x的个数n，当数量足够之后自动退出。

3.2仿真分析。文章以航空器冲突风险为例，所谓航空器冲突是航空器在航行过程中出现航线冲突甚至是相撞的问题，为了便于仿真分析航空器冲突风险，应该定义一个冲突风险区，即航空器可能发生冲突风险的区域，如图1所示，当飞行航迹交叉之后，航迹发散角为0，不同防线航空器从不同方向汇集到相同航线后，很可能会发生冲突风险。采用蒙特卡洛方法对航空器冲突风险进行仿真分析，计算产生服从特定分布的随机数，以此对终端区航线运行过程中航空器发生冲突风险因素导致的航迹偏移的误差进行模拟，同时以实际飞行航迹进行验证，对航空器之间的实际距离进行实时的采集，将间隔距离控制在标准距离以上，通过计算两者之间小于标准距离的时间来分析航空器发生冲突的概率，具体步骤表现为：

步骤1：设定相应的仿真次数，循环次数用i表示，初值为0。步骤2：确定航空器的飞行航迹位置坐标。步骤3：通过利用不确定因素导致的误差，在模型中生产航空器生成分布的服从模型，并形成相应的航空器冲突对。步骤4：将实践作为判断以及验证航空器发生冲突的条件，以此判断在给定的时间间隔内两架航空器是否会发生冲突，如果在给定时间间隔下发生了冲突，则记录1次冲突事件。步骤5：判断和验证循环次数i，如果循环次数i小于SIZE，则继续进行循环计算，如果循环次数i大于SIZE，则退出循环。步骤6：当退出循环之后，最后输出航空器发生冲突的次数以及概率值。

3.3结论。空中交通安全风险发生的可能性不确定，给空中管制安全风险调查分析增加了难度，基于蒙特卡洛方法的定量风险调查技术，能够对航空器发生安全风险的次数、概率值进行精确的计算，为安全风险调查分析提供了可靠的参考。

4.结束语

综上所述，随着我国空中交通行业的快速发展，空中交通流量不断的增加，空中交通管制过程中的安全风险不断的增加，空中交通管制的目的在于提高空中交通秩序，避免航空器出现安全事故，基于蒙特卡洛方法的定量风险调查技术，能够对航空器运行过程中的安全风险进行定量分析，为空中交通管制安全风险的定量调查调查分析提供了可靠的参考，并且通过实践仿真分析，验证了基于蒙特卡洛方法的定量风险调查技术的可行性与可靠性，因此，值得将其广泛的推广和应用在空中交通定量安全风险调查分析中。

参考文献

[1]梅权等.空域安全风险评估方法的比较分析[J].安全与环境工程，2013，（2）：335-336.