基于HERA-JANUS模型的空管人误认知分析

空管人误分类分析是空管人误研究的基础。为了对管制员人误进行系统的分类研究,结合空管业务知识和认知心理学理论,对欧洲航空安全局和美国联邦航空局合作开发的HERA-JANUS模型的工作原理和流程进行较详细地分析。运用该方法模型,对我国一起空管不安全事件案例进行分析后得到3个由管制员所产生的人误差错,并对这3个人误差错分别从人误类型、人误认知、相关因素3方面进行详尽的分析研究,最后得出该不安全事件的21项人误结果。结果表明,HERA-JANUS模型能较全面地从深层次分析管制员的人误,其分类形式也便于开展空管人误统计。     

疲劳状态下陆空通话语音特征变化研究

为预防空中交通管制不安全事件,利用陆空通话语音数据结合精神运动能力检测(PVT方法,研究管制员的疲劳预警机制。首先,通过处理管制模拟机训练过程中陆空通话的音频文件,截取有效的管制指令信息,提取重新定义的语速、音调等特征;然后,采用PVT方法测试管制员在每次训练前后的反应能力,对比各个语音特征和PVT测试结果;最后,采用箱型图统计观察各时间段语音特征的变化趋势,并通过k-means++算法分析疲劳状态下绝对和相对语音特征区间,观察管制员工作中疲劳的变化过程,提出安全红线。研究表明:所提出的方法可以通过语音特征有效监控管制员的工作状态,为人员疲劳进行预警,从而实现管制不安全事件的预防,提高安全管理水平。     

基于TRACEr的管制员差错风险量化分析

为准确辨识管制员(ATCO)的人为差错风险,量化预测不同认知领域的差错发生概率,根据认知差错回溯与预测分析(TRACEr)中的认知功能框架定义管制差错类型,分析心理差错机制的致因因素,将其作为根节点建立空中交通管理(ATM)不安全事件的贝叶斯网络;引入加权距离计算网络节点的条件概率,分析我国近10年的空管人误数据,以挖掘差错风险因素。研究结果表明:管制员的人为差错产生于各个认知领域,由此导致的不安全事件发生概率为0.040 7;警觉性失效、未充分学习、忽略危险、沟通误解和信息传输不清晰是主要风险因素,产生判断差错和信息传输差错的概率较大。     

基于信息加工模型的管制员差错分类与分析

在Wickens的人类信息加工模型的基础上,加入注意功能、情景意识、内部和外部操作成形因素,建立了管制员信息处理模型。按照该模型,空中交通管制人为差错可按照认知领域分为感知与警觉性差错、短时记忆差错、长时记忆差错、判断与计划差错、响应选择差错和响应执行差错;影响管制员操作的情境条件可分为外部操作成形因素和内部操作成形因素。对以往空管人为差错的分析表明,在信息加工层面分类的人为差错更宜于确定差错的心理致因。基于该理论模型的差错分类系统可以改进人为差错分析的有效性和一致性,从而提高差错管理的有效性。     

基于ISM的空管运行亚健康影响因素研究

探究空管系统运行亚健康的影响因素,对提高空管安全管理水平、促进民航可持续发展具有重要意义。从空管不安全事件分析入手,通过综合分析确定影响空管运行亚健康的15个因素。分析各因素之间的直接影响关系,利用解释结构模型(ISM)方法构建了空管运行亚健康影响因素的多级递阶层次结构模型。基于解释结构模型输出结果,分析了各层次影响因素之间的关系。结果表明:运行效率及效能为顶层直接影响因素,业务技术水平、生理状况、心理状况、气象及地理环境、管制员满负荷工作和交通流复杂程度为间接影响因素;中间层影响因素为容量饱和度、机场及空域环境、班组资源管理和安全文化;可用性为底层重要影响因素,维护可靠性、管制室内工作环境和安全投入为底层根本影响因素。所建解释结构模型可为空管运行亚健康向健康状态转归提供理论基础,保障空管系统安全、有序运行。     

Reason模型在空中交通管制中的应用

指出了Reason模型及人的因素分析与分类系统的不足,提出对Reason模型进行修正的思路;结合中国民航业的实际情况,构建了空中交通管制不安全事件的分析框架;对防御系统失效、不安全行为、不安全行为的条件、管理失效4个层次的缺陷进行了论述,并给予详细的实证分析.研究有助于调查分析民航空管行业不安全事件中的原因以及为空管安全管理中的危险识别提供依据.     

空管威胁、差错与意外状态的贝叶斯模型分析研究

为准确理解民航空中交通管理中各类人为差错数据的可靠性和相关性,为安全决策提供量化依据,对空管威胁、差错和意外状态数据进行贝叶斯模型分析。该方法在先验概率基础上,通过研究空中意外状态发生条件下威胁与差错各自发生的后验概率,获得上述3类安全信息的相关性大小排序。针对收集到的625起数据样本进行了研究,结果表明:与空中意外状态的发生相关性最大的3类差错依次为:管制员对机组的通讯差错、信息差错以及管制员对管制员的通讯差错;与空中意外状态的发生相关性最大的3类威胁依次为:程序威胁、相邻单位威胁和空中交通威胁。空管运行单位的安全管控应重点关注管制员/机组间的通讯差错,并针对各种可能出现的威胁预先制定应对程序。     

空中交通管制员与飞行员通信风险评估指标体系研究

对空管安全风险管理的关键环节——管制员与飞行员的通信过程进行分析,探讨管制员与飞行员通信失误的表现,分析造成通信失误的原因,从人员、设备、环境和管理4个方面探讨通信风险因素。在此基础上,构建管制员与飞行员通信风险评估指标体系,包括总体层、因素层和指标层3个层次及18项评估指标。通过对通信风险进行监测、评价和管控,帮助管理人员发现通信过程存在的安全隐患,增强管制员与飞行员通信工作的可靠性,从而提高空中交通安全水平。     

基于GBO-Markov模型的空管不安全事件预测方法

空管不安全事件的分析和预测是空管安全管理研究的重要内容。结合灰色GM(1,1)模型和马尔科夫模型的优点,利用平均弱化缓冲算子对2004—2012年空管不安全事件的初始数据进行处理,并根据模型的残差分布情况进行状态分类,建立了空管不安全事件的灰色缓冲算子马尔科夫预测(GBO-Markov)模型。通过预测2013、2014年空管不安全事件数,对模型进行了交叉检验,灰色缓冲算子马尔科夫预测(GBO-Markov)模型的平均相对误差从57.31%(传统GM(1,1)模型)降低到15.77%,该模型可用于民航空管的不安全事件预测。     

基于主成分分析法的空管多指标安全综合评估研究

在空中交通管制运行风险识别的基础上,建立反映其安全状况的指标体系,并确定指标的量化方式。运用主成分分析法对指标数据进行处理,建立管制安全综合评价模型;通过实例对管制安全的评价结果进行分析,认为管制员违规操作和技术水平是影响管制安全运行的重要因素,另外空管设备的完好程度对管制安全存在较大的隐患。根据建立的模型,对4个管制单位的安全性进行了评价。综合评估的结果为空管部门制定安全措施及预防对策提供科学的分析依据。     

A model of the air traffic controller's picture

This paper reviews the development of a model of the air traffic controller's mental image, ‘picture’, or situation awareness, used for controlling air traffic. The computerised model's development, origins and theoretical basis are outlined, and the model is described in some detail in the context of current air traffic operations. The model can be utilised to explore the potential impacts of future automation on the cognitive performance of the air traffic controller. The general potential contributions of the area of cognitive modelling to system design and training in accelerating industries such as air traffic control, are also discussed.     

管制员人为差错影响因素及指标权重分析

根据SHELL模型,将影响管制员人为差错的因素从内部因素和外部因素进行分析,内部因素包括管制员生理因素、心理因素、管制员业务技能三个部分;外部因素包括管制员与管制员班组之间、管制员与管制设备之间、管制员与管制程序等软件之间。通过分析和专家咨询,建立了影响管制员人为差错的影响因素指标体系,在模糊层次分析法的基础之上引入0.1-0.9标度法的三角模糊数,通过对各影响因素进行对比分析,得出了影响管制员人为差错的三级指标的重要度排序,排在前八位的因素依次为酒精及药物影响、形势意识、班组人员性格搭配、班组人员能力搭配、疲劳、人机界面、外界压力、情绪状态。为管制员培训和管理层进行安全检查提供了基础理论依据。     

Systemic accident risk assessment in air traffic by Monte Carlo simulation

A systemic accident model considers accidents as emergent phenomena from variability and interactions in a complex system. Air traffic risk assessments have predominantly been done by sequential and epidemiological accident models. In this paper we demonstrate that Monte Carlo simulation of safety relevant air traffic scenarios is a viable approach for systemic accident assessment. The Monte Carlo simulations are based on dynamic multi-agent models, which represent the distributed and dynamic interactions of various human operators and technical systems in a safety relevant scenario. The approach is illustrated for a particular runway incursion scenario, which addresses an aircraft taxiing towards the crossing of an active runway while its crew has inappropriate situation awareness. An assessment of the risk of a collision between the aircraft taxiing with an aircraft taking-off is presented, which is based on dedicated Monte Carlo simulations in combination with a validation approach of the simulation results. The assessment particularly focuses on the effectiveness of a runway incursion alert system that warns an air traffic controller, in reducing the safety risk for good and reduced visibility conditions.     

基于流程图的机场管制塔台风险因素辨识

在对空中交通管制风险模型分析的基础上,确定辨识空管运行过程中风险因素的3条途径。基于运行分析方法建立机场管制塔台航空器放行流程图,结合流程图简表对地面管制准备阶段的风险因素进行分析,提出把鱼刺图与流程图相结合辨识航空器放行过程的风险识别方法。最后,应用上述方法从人-机-环-管方面辨识出机场管制塔台运行过程中的65个风险因素,其中包括40个管制员因素、10个设备因素、9个环境因素和6个管理因素。     

五边到场交通态势安全评估研究

为提高五边到场交通运行的安全性,基于客观、合理的评估五边到场交通态势的重要性,探讨空中交通复杂性在五边到场交通态势评估中的应用,并利用基于五边到场交通的复杂性图示方法,画出五边到场交通复杂性图,通过对复杂性图的分析来描述当前五边到场交通态势的安全特征,包括航空器与航空器之间发生冲突的可能性以及到场航空器允许插入五边的时间和位置等。结果表明:五边到场交通复杂性图能客观、准确地评估五边到场交通中航空器与航空器之间潜在的冲突大小,通过五边到场交通复杂性来对五边到场交通态势进行安全性评估是可行的。     

空中交通管制员职业素质模糊综合评价

提出一种管制员综合素质的评价方法;构建管制员综合素质评价指标体系和模糊综合评价模型;应用专家打分法确定指标的权重判断矩阵数据和隶属度数据;采用层次分析法对判断矩阵进行处理得到指标权重数据;按照评价模型的程序对权重数据和隶属度数据进行处理,最终得到管制员综合素质的评价值,根据评价结果提出了提高管制员综合素质的对策。     

管制员安全能力模型研究

为准确评价管制员安全能力,基于能力的定义和管制员工作职责,界定管制员安全能力的内涵;依据该内涵及其工作特性,建立由身体素质、业务素质和意识3个结构维度组成的管制员安全能力模型。其中,身体素质包括生理状况和心理状况;业务素质包括教育状况、培训状况、技能状况和经验状况;意识包括安全意识和工作意识。在各项指标性质差异较大情况下,利用功效系数法实现评价指标的标准化以减小误差,客观反映指标情况,同时采用G1-法和熵值法集成的主客观综合赋权法确定指标的权重,在一定程度上弥补主客观单一赋权的不足,最后通过逼近理想解排序法(TOPSIS)评价管制员安全能力。结果表明,按照从大到小排序对管制员安全能力的影响因素依次为意识、身体素质和业务素质。就对所论能力的影响而言,心理状况强于生理状况;技能状况强教育、培训和经验状况;安全意识对意识的影响大于工作意识。     

我国道路交通信号控制机认证框架体系探讨

针对目前我国道路交通信号控制机产品存在的质量问题,对信号机生产企业进行深入调研,详细分析信号机发展现状、国内外产品认证制度及信号机强制检测制度等,并结合我国交通信号机产品自身的特点和实际,参考国外产品认证模式、认证流程,提出我国信号机产品以型式试验、初始工厂检查和获证后监督为模式的认证框架体系。信号机产品质量认证框架体系的建立,对提高产品质量,规范行业生产,将发挥积极的促进作用,同时也为我国交通安全产品的质量控制提供了新思路。