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。     

基于改进的可拓评价模型的安全管制员工作负荷综合评估模型

在综合分析国内外对管制员生理状况测量、人与机器系统环境相互作用和心理分析三方面研究的基础上,建立了基于改进的物元分析的管制员工作负荷综合评价模型。借鉴灰色关联分析方法 (GRA)分辨系数的设定思想对可拓关联函数进行改进,对超出节域范围的情况在函数中增加修正系数,以保证不会出现关联函数的分母为0而无法计算的情况。采用基于改进的物元分析的管制员工作负荷综合评价模型对上海终端区扇区安全管制工作进行评估。结果表明,基于改进的物元分析的管制员工作负荷综合评价模型可获得可靠的评估结果。     

空中交通管制员的情境意识与航空安全

大部分空管不安全事件与空中交通管制员情境意识下降有关，研究管制员情境意识，预防管制员工作中情境意识下降对于预防空管不安全事件具有十分重要的意义。笔者讨论了空中交通管制员情境意识的意义、常见的管制员情境意识问题、管制员情境意识下降的原因以及提高和维持管制员情境意识的方法四个重要的管制员情境意识问题。笔者特别提出，采取积极的措施预防注意力分散、提高专业技术水平、主动管理工作负荷、管理班组资源是空中交通管制员在工作中获得和维持良好情境意识的途径。     

基于扇区动态复杂性因素的航空管制员工作负荷计算

为了更加准确地计算和预测航空管制员的工作负荷,利用雷达管制模拟试验获取的数据,分别采用线性回归、神经网络的非线性回归和基于神经网络的支持向量机方法,建立了基于扇区复杂性因素的管制员工作负荷实时计算模型。结果表明,这3种模型的绝对误差平均值分别为0.969、1.049、0.240;相对误差平均值分别为16.667%、17.979%、6.229%;均方根误差分别为0.186、0.206、0.114。另外,若采用5%作为基准精度,基于神经网络的支持向量机模型可以将相对误差控制在-0.5%~0.5%,表现出较强的误差控制能力。研究表明,可以采用扇区动态复杂性因素来计算管制员的工作负荷,相比线性回归、神经网络的非线性回归方法,基于神经网络的支持向量机方法对管制员工作负荷的计算有更高的精度。     

基于云模型的管制员岗位工效学评价

通过对现有中国民航管制员岗位的工效学评价,减少管制员的人为差错,保障民航的安全运行,结合管制员岗位人机界面的特点,从人机界面构成要素和工效学角度,综合考虑各种影响管制员工作的因素,建立了管制员岗位工效学评价指标体系。基于云模型和模糊综合评价法构建了管制员岗位工效学评价模型,并应用该模型对某机场塔台管制员岗位的工效学现状进行了评价。该模型具有量化分析,评价结果直观的特点,能够反映出系统人机界面中存在的不足,为改进人机界面设计和减少管制员差错提供理论基础。     

管制员认知偏差测评量表的编制与应用

利用信息加工模型,结合管制工作的特殊性,编制出管制员认知偏差测评量表。利用该量表对管制员认知偏差进行测量,结果表明管制员管制过程中存在较大的认知偏差;不同性别及年龄的管制员在认知偏差方面存在显著差异。     

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。     

基于IAHP的管制员综合素质评价方法研究

为合理评价管制员综合素质,保障空管运行安全,提出了一种将群决策、区间数和层次分析法相结合的综合评价方法。基于少数服从多数的原则,给出群决策中专家系数的计算方法,提出两个关于区间数和区间数判断矩阵(Interval Number Judgement Matrix,INJM)的定理并进行了证明,基于区间数理论,给出了一种构造具有一致性判断矩阵的方法,随后给出了评价指标权重的计算方法,最终建立了管制员综合素质评价模型。结果表明,指令准确性、航空器调配合理性、冲突与特情处置能力、听力和团队合作5个因素对管制员综合素质起着主要作用,可为管制员的培养、选拔、测评和培训提供参考。     

民航空管安全文化建设探析

根据民航空管安全发展的客观规律,在综合考虑践行空管持续安全理念、减少空管人为差错、建设空管安全管理体系的基础上,提出要实现我国民航的持续安全,就要构建并不断完善空管安全文化建设的有效手段和途径。对空管安全文化建设的途径展开了深入探索,并提出了相关建议和措施,包括开展技能竞赛等文化娱乐活动、建立管制员心理培训与辅导机制、提升管制员新技术适应能力等。空管安全文化的建设是空管发展的坚强后盾,有效手段和措施建设的推进将成为航空运行安全的有力保障。     

基于飞行航迹数据的飞机发动机排放量估算方法

针对目前缺乏科学、定量的评价技术和手段研究空管运行技术对飞机油耗和污染物排放量影响的问题,建立了基于四维航迹数据的飞机污染物排放量估算模型,采用Visual Studio C#开发了民用飞机油耗及污染物排放量估算软件,能够根据二次雷达记录数据、ADS-B采集数据和管制模拟机记录数据来进行油耗及排放量计算,并以某管制单位雷达记录数据为例进行了计算分析。结果表明,管制员的技能差异对民航节能减排有重要影响;该模型可用来量化分析管制运行新技术及管制员技能差异对民航节能减排的影响,确保在飞行安全及管制容量的前提下更好地兼顾绿色运行的要求,提升空中交通运行质量。     

基于运行数据的管制员工作效能测评方法

针对当前我国空管单位在监测和评估管制员(ATCO)工作效能时普遍存在的主观性强、结果差异性大等问题,首先设计基于飞行航迹、管制空域、设备操作以及指令发布数据的管制效能测评指标体系,从飞行安全、运行效率、管制规则3个方面研究指标的测评流程和计算方法,并基于模糊综合评价法量化指标分值;然后在Matlab平台上开发管制效能测评系统,并应用我国某扇区的模拟运行数据验证系统的有效性。研究结果表明:与传统的检查单评价法相比,用这种基于客观运行数据的效能测评方法能够对管制员的操作技能和决策水平进行集成化、定量化和智能化的综合评估,快速获得准确评价结果。     

基于模糊层次分析法和云模型的非常规情况下空管运行风险评估

非常规情况下空管运行风险评估是一个复杂的多因素综合评价过程,传统的评估方法难以处理其随机性和模糊性。以非常规为研究背景,从"人、机、环、管"四方面构建了非常规情况空管运行风险评估体系。在模糊层次分析法的基础上,结合云模型,建立了风险评估模型,并就迫降对模型进行仿真验算,仿真结果表明,云模型作为空管运行风险评估模型可靠科学。     

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。     

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。     

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。     

基于DORATASK法的标准作业负荷评估模型

为了预防标准作业制度下工人超负荷作业,基于DORATASK方法构建工序标准作业负荷评估模型。综合考虑工作效率和人因工程双因素,提出以时间占用率为主衡量指标、以能量代谢率为修正因子的工作负荷评估量化模型;结合虚拟仿真技术,设计模型求解流程;以某发动机输油件制造企业的标准作业为例,应用上述模型,并进行仿真分析。研究表明:该模型可以量化工作负荷,准确地反映标准作业制度下工人的作业负荷状态;负荷评估能够为优化工序标准作业提供反馈,使标准作业制度兼顾效率性与安全性,进而从制度设计角度保障全体工人的职业健康安全。     

进近管制员工作进程分类及工作负荷研究

空中交通管制员是管制工作的核心,其工作负荷直接决定该管制空域的飞行容量,而管制员的工作负荷包括可观察的客观负荷和认知理解的主观负荷两类。借鉴国外的MBB,DORA原理,将雷达管制的实施细分为18个工作进程,并通过调查、统计,确定每一工作进程的难度系数;通过多角度摄像方式对成都进近管制室雷达管制席位的工作进行长时间的拍摄,参照划分的工作进程对采集的数据进行深入的统计、分析,采用MMBB方法计算出指挥单架飞机的操作时间和思考时间;确定得出管制单架飞机的工作负荷,以及该空域的容量。     

基于系统动力学的空管单位安全与发展研究

为解决航班审批与空管单位运行能力动态匹配的问题,在对空管单位运行过程进行系统分析的基础上,基于"成长与投资不足"系统基模,建立了空管单位安全与发展的动力学模型。通过检验后,利用该模型分别对传统发展、高速发展和协调发展3种模式进行仿真。结果表明:在高速发展模式下,短期内空管单位管制保障架次增长较快,但空管单位运行能力增长不足,在某一时刻管制架次会急剧降低;而在传统发展模式下,管制保障架次增长缓慢,发展后劲不足;在协调发展模式下,通过提高安全投入水平,可以使空管单位运行能力增长,不安全状况保持较好水平,空管单位能够实现持续安全发展。     

基于相依网络模型的扇区航空器分流方法研究

当某个扇区因突发状况而对航空器的管控力度不足时,需要对扇区内的航空器进行分流.依据空中航空器的冲突关系、管制员的移交关系及管制员对航空器的指挥关系构建管制-飞行状态相依网络模型.通过此模型,在综合考虑分流后管制员的负荷及对所有航空器管控难度的前提下设计优化目标,并采用粒子群算法求解找出最佳分流方案.该方案能够使分流后管制员负荷分布更加均匀,有效减少管制员因负荷过大而出现人为差错的安全风险;降低整体的管制难度,提高管制系统的可靠性和稳定性.     

管制员疲劳状态下认知能力差异分析

为监测不同岗位管制员执勤过程中的疲劳状态,利用精神运动能力检测结合空间知觉感知测试仪设计试验方案,研究不同岗位管制员疲劳状态下的认知能力差异.结合试验获取的数据,运用K-means方法将管制员工作状态划分为清醒和疲劳.选取疲劳数据,通过KW检验理论计算并分析不同岗位间管制员疲劳状态下认知能力差异.结果表明:进近与区域管制员疲劳状态下警觉性差异度为75.495,即进近与区域管制员疲劳状态下管制员警觉性存在显著差异;进近与塔台管制员疲劳状态下注意力稳定性差异度为7.881,不存在显著差异.