基于空中交通管制员工作负荷的对空指挥的管制席位智能配置方法

张勇 王义建 金沙舟 鄢丹青

(1.中国民用航空局第二研究所,四川成都 610041;2.浙江省低空飞行服务中心有限公司,浙江杭州 311600)

0 引言

空中交通管理包括空中交通服务、空中交通流量管理和空域管理,而空中交通服务则直接负责对航空器进行指挥,关乎航空器运行安全。空中交通管制员(以下简称管制员)在空中交通服务的提供中负责与飞行员直接对话,对其发出各种管制指令,管制员的工作状态和发出的指令是否正确直接关系航空器能否安全运行,所以影响管制员安全指挥航空器的因素,不仅包括指挥岗的管制员,还包括负责监控指令正确与否的管制员、负责协调工作的管制员,有可能还包括其他管制辅助设备等。如何对各个岗位(或席位)进行合理配置,使每个管制员能力都能在工作中得以体现,这也是空管资源精细化管理的重要研究方向[1]。

对空指挥的管制席位包括指挥岗、监控岗,以及负责协调的席位,只有三个岗位(或席位)的职责明确、共同协作才能安全完成航空器指挥任务。《民用航空空中交通管理规则》(CCAR-93-R5)取消了“塔台、进近、区域管制室管制席位应当安排2名(含)以上持有执照的管制员值勤”的相关规定,各管制单位可根据所在单位的实际情况和管制运行需求,在确保航空器运行安全的前提下合理配置对空指挥的管制席各个岗位。

1 当前对空指挥的管制席位配置存在的问题

目前,虽然新版《民用航空空中交通管理规则》删除了管制员双岗制的有关描述,但由于没有上位法的依据,各管制单位还是延续之前的管制席配置方式,并没有明确为管制席只配置一名正式管制员。但是,有些管制单位鉴于管制员数量有限,在无法为所有管制席配置两名正式管制员的情况下,对管制员“双岗制”的使用进行了灵活应用,比如在配置管制辅助设备(可以监控管制指令的准确性)的前提下,为两个管制席配置一名专职监控的管制员,或者两个相邻扇区的指挥岗管制员互为监控,没有设置专职的监控岗。

2 管制员工作负荷

影响对空指挥的管制席位的因素很多,包括空中交通流量、空域结构、机场环境和席位上设备配置等,而各管制单位因为所辖空域和实际情况不一样,配置对空指挥管制席位的要求和方法也不一样,综合考虑所有因素进行管制席配置比较复杂,可行性较差。为了使管制席位的配置方法合理且可用,可依据管制员的工作负荷对管制席各岗位进行配置[2]。将管制员进行航空器指挥的工作依据类别分为三类:

(1)管制指挥。也就是管制指挥岗的工作职责,负责与飞行员进行陆空对话,发布管制指令。(2)协调工作。负责与其他单位,包括本单位其他部门、航空公司、机场和军航等单位或公司的协调工作。(3)监控工作。负责监控管制指挥岗的工作,包括发布指令的正确性,点击标牌的准确性等。在不同单位,监控的职责可能不一样,有些单位的监控岗只负责监控指挥岗的工作,不做其他;而有些监控岗需要根据指挥岗的要求进行点击标牌;还有一些单位的监控岗需要和指挥岗的所有动作一样,除了陆空对话外。

管制员工作负荷包括身体方面和精神方面[3],所产生负荷的源头主要包括:与飞行员的陆空对话、与其他单位的协调、辖区内飞行架次、辖区空域的复杂程度、机场环境的难易程度等,其中每个源头都与精神和身体方面有关。总之,管制员工作负荷主要由两种形式表示,一是通话量,即与飞行员和协调单位所产生的通话时长;二是在通话过程中所产生的脑力思考,即由航空器间的水平和垂直间隔调整、冲突调配、应急处置等带来的精神思考。

3 基于管制员工作负荷的管制席位配置方法

对空指挥的管制席位一般情况下有三个职责:管制指挥、监控和协调。按照管制员工作内容和负荷而言,可以对空指挥的管制席位配置大致可分为三个阶段:

首先,管制员在飞行流量少、空域环境较简单、无军航活动、天气条件较好等,即调配航空器间隔较少、潜在冲突很少的条件下进行管制指挥,这时一名合格管制员完全可以胜任该席位的管制工作。其次,随着流量变大、空域结构较复杂,或者出现军航活动等情况,这时管制员工作压力逐渐上升,负荷也越来越大,在该管制员负责管制指挥外,无法再进行协调工作时,需要把协调职责分配给其他人,这时就需多设置一个席位:协调席,但此时的管制员管制指挥航空器思路清晰、指挥得当,不会出现低级失误或潜在的隐患。最后,随着管制指挥压力的增大,飞行流量或调配间隔时可能会让管制员出现一些低级失误,或者随着压力的提升管制员感觉越来越疲惫,这时则需要增设监控岗,以便监控指挥岗管制员发出指令的准确性,同时还可承担一些点击标牌的工作,以减轻指挥岗的压力。

图1 对空指挥的管制席位配置评价指标体系Fig.1 Evaluation index system of control seat configuration for air command

综上所述,各管制单位可以根据管制员工作负荷,结合本单位实际情况进行对空指挥的管制席位配置,利用层次分析法对各个因素构建指标体系、建立数学模型,进行综合评价,确定设置协调席和监控岗的管制员负荷值,具体步骤如下:

(1)确定影响对空指挥的管制席位配置的各个因素。管制员有效通话时长(包括与飞行员和各协调单位的通话)、扇区或管制区复杂度、军航活动范围及频次、重大活动保障的范围及频次、天气条件恶劣程度、航空器飞行架次等。

(2)构建影响对空指挥的管制席位配置指标体系(A)。其中,准则层指标包括通话时长(B1)、空域环境(B2)、其他指标(B3)和辅助设备(B4),并选用12个可量化的子指标进行分析评估(每个管制单位因为所处的环境不一样,可能选用的子指标不一样,但只要符合实际需求都是可行的),如图1所示。

(3)明确各因素的权重。由于每个管制单位实际情况不一样,包括空域环境、管制员能力、军航和重大活动形式等,所以形成权重的条件也不一样,这就需要各个单位根据本单位实际需要,邀请本地一线管制员或资深专家,对本单位的影响对空指挥席位配置的各个因素进行评判、打分,经一致性检验后确定各因素权重。

(4)建立各因素影响席位配置的负荷值体系。各管制单位根据辖区内的实际情况,确定各因素的负荷值,比如:通话时长为30分钟,影响席位配置的负荷值为0.2(假如,下同);通话时长为1小时,负荷值为0.5;通话时长为1.5小时时为0.8;通话时长为2小时以上时,负荷值为1。

(5)各管制单位根据自身情况确定设置协调岗和监控岗的负荷值。不同管制单位因为自身情况不同,应结合本单位的具体情况,在征求各本单位一线管制专家的基础上,通过管制员的实际验证进而合理确定设置协调岗和监控岗的负荷值。

图2 对空指挥的管制席位各岗位(或席位)配置方法的基本流程图Fig.2 Basic flow chart of configuration method for each position (or seat) of control seat of air command

(6)结合以上情况,根据管制员工作负荷的动态变量,合理设置对空指挥席位各岗位。各扇区/管制区的空域结构在某一时间段基本是不变的,机场跑道和滑行道等情况也是不变的,所以这些因素影响席位配置的负荷值在某个阶段是不变的,影响席位配置的动态变量与通话时长、军航活动、天气条件恶劣程度和飞行架次等有关,随着管制员管制指挥的时长增加,管制员工作负荷的值也在变化,当管制员负荷分别达到设置协调岗和监控岗的负荷值,管制单位应设置相应的协调岗和监控岗。

这种对空指挥的管制席位各岗位(或席位)配置方法的基本流程如图2所示。

4 结语

随着民航交通运输的快速发展,飞行流量也是迅猛增长,在有限的空域资源下管制员工作负荷越来越大,扇区划分得越来越多,需要的管制员数量也越多,需要优化配置管制人力资源,以达到合理优化管制人力资源的目的。基于层次分析法的管制席位配置方法,是根据空域环境、飞行架次、管制员工作能力和管制员工作时的动态负荷进行的管制资源合理配置,不仅保证管制运行安全,还将对管制单位对空指挥的管制席位配置、设备和人力资源优化配置具有重要意义。