摘 要：近年来我国民航事业发展蒸蒸日上，由此也带来了不断增加的空中交通流量，与有限的空域资源之间的矛盾也日益增加。缓解矛盾的方法主要有两种，一是增加可利用的空域，与军航协调增大民航可用空间，缩小垂直间隔，增大空间利用率。另一种方法则是合理的规划扇区，提升空域容量。
关键词：空中交通管理；空域规划；扇区优化；管制工作负荷量化
引言：近年来，随着我国经济的不断发展，民航业发展十分迅速，民航飞机的数量不断增加，飞行流量也是逐渐加大，各个地区的航班量都出现井喷式的激增现象，但是民航飞行可用的空域却没有随之扩大。随着增加的航班量而增设的航路渐渐增多，使得原先划设的扇区开始变得不太合理，同一地区不同管制单位过多也使得移交协调变得不方便，管制员的工作负荷不断增加，给飞行的安全带来了很大的隐患。
一 管制扇区划设的方法
管制扇区的划设可以采用以下方法：
(1)平面几何象限划分。该方法以主要机场或者主要导航设施（如VOR/DME)为中心，根据空中交通流量分布特点，将整个区域采用几何划分的办法划设管制扇区，合理分配工作量，属于二维空域划分。
(2) 按照高度划分管制扇区。该方法根据上升、下降和飞越的高度，选定区域内的高度界定值，在该值附近确定管制扇区的高度范围，属于三维空域划分。
(3) 按照航路、航线的繁忙程度、使用性质和飞行特点划分管制扇区。该方法根据进离场航线的单向进出特点和航路飞行交叉冲突矛盾点的分布，选定比较繁忙的几条航路、航线，将这些航路、航线合理地分配至相应的管制扇区，使得管制员的注意力能够集中在这些主要的航路、航线上，做到工作负荷比较平均，属于功能性扇区划分。管制扇区通常应当明确开放使用的时间。各区域应当根据本区域空中交通流量随着时间变化的特点，确定各个管制扇区的开放使用的起止时间，做到管制扇区的灵活使用。
二 基于管制负荷的扇区划设方法
飞行流量的增加，在塔台、进近、区调范围内都有不同程度的体现。塔台主要体现为机场起降繁忙程度的增加，滑行道拥挤，跑道不够用。进近主要体现为进离港航空器增多，初期规划的进离港航路不合理，造成拥挤冲突多发。而区域主要体现为初期扇区划设少，管制员压力增加，与相邻扇区协调移交增多，安全隐患增加。因此，应当根据当地情况来适当调整扇区数量，扇区边界范围，地区内区域管制单位数量，从而降低管制员压力，减少安全隐患。
对扇区的划分要考虑飞行流量和管制员的压力负荷。由于压力负荷跟飞行流量和时间有关，从而需要对管制范围内的各条航路或是航线进行流量统计，将各个指令量化，从而确定负荷的大小。
2.1 管制员工作负荷
管制员在管制工作过程中会受到管制扇区内的各种内在外在因素的影响，从而导致管制员工作负荷变化。Arad、Buckley等人已经提出了很多不同的管制员工作负荷的影响因素。结合实际管制工作操作情况，可以得到以下三大比较重要的影响因素：
（1）管制工作部分：上升、下降航空器的数量；航空器的类型和飞行规则的复杂程度；交叉飞行的航空器数量；需要的行动准则文件和必须执行的程序；军航飞机的数量；与相邻管制扇区单位的协调；天气，特别是雷雨天气影响的范围对空中交通管制的操作上的影响；限制区、危险区、禁区的数量和分布；扇区的大小；对纵向排序和间隔的要求；雷达和信号的覆盖能力；频率阻塞的次数等等。
（2）管制员的个人因素：年龄；管制能力如预测、分析、理解、决策、应变、协调、自控、表达能力；业务水平；专业知识水平；工作经验；疲劳状况等。
（3）管制设备的质量：机载设备和雷达设备的可靠性；自动化系统设计的科学性；空域内管制设备的稳定性及先进程度；雷达信号的覆盖能力；频率阻塞频率；管制方式；导航模式( NDB 、VOR) 等。
2.2 管制工作负荷的计算
可以用一个简单的经验公式来表达管制员的工作负荷：
（5-1）
在公式5-1中，Workload表示管制员的工作负荷，N表示任务的数量，P表示任务的价值或者权重，T表示可用时间。我们把N任务的数量定义为飞机的数量，P任务的价值权重定义为任务的难易程度，例如航迹的复杂程度、交通形势的复杂性、任务的相对重要性。T可用时间指在当前处境下容许管制员你做出判断和实施决策的时间。时间的紧迫性用T可用时间与T0需要时间之比来表示。
由公式5-1可以看出，任务的数量越多，带来的管制负荷就越大；任务的难度越高，权重也就越高，带来的管制工作负荷也越大。
2.3 管制员压力负荷量化
压力负荷是需要经过量化以后才能用于计算的。将管制工作用语的时间作为依据，统计《中国民用航空无线电通话手册》中的标准陆空通话用语，通过对实际管制工作录音统计，求平均值得出各个管制指令需要的通话时间T0：
表2-1 标准陆空通话指令时间值
从现场的情况来看，管制员在实际工作中需要观察雷达，填写进程单，与相关单位协调沟通等，因此需要额外考虑时间：
三 小结
管制工作负荷的计算仅考虑时间的量化，并未考虑到其他的误差，如管制员本身工作经验的差距，空域的复杂度，空域内的气象条件，军方活动等因素，只做了简单的量化处理，今后还需对管制员负荷做更完善深入的研究。
在做扇区划设时，并没有完全的考虑所有扇区划设约束条件，如方便管制员之间移交，扇区连续性约束与凸约束，军方活动限制约束等，仅考虑了航路不连续穿越多个扇区的约束条件。
在今后的研究中，以上的不足之处都将是空域规划的研究重点之一，希望本人能在今后的学习中不断完善，解决和弥补自身不足之处，继续对扇区划设做更深入的研究。
参考文献
[1] 中国民用航空局.中国空域缩小垂直间隔的政策和程序[S]中国民用航空总局,2007.11.
论文作者:杨喻晨
论文发表刊物:《科技中国》2018年3期
论文发表时间:2018/8/6
标签：管制论文; 扇区论文; 负荷论文; 空域论文; 航路论文; 工作论文; 时间论文; 《科技中国》2018年3期论文;