[发明专利]基于历史轨迹数据的空中交通管制员工作负荷评估方法

说明书

本发明公开了一种基于历史轨迹数据的空中交通管制员工作负荷评估方法，包括以下步骤：历史飞行轨迹的获取与处理；遍历轨迹集合中各个航空器的历史飞行轨迹，对轨迹进行线性拟合；推算可能产生的管制指令、协调信息和管制监控航空器架次；计算总的工作时间即工作负荷，完成空中交通管制员工作负荷评估。本发明从航空器历史轨迹入手，通过分析历史航迹中航空器航行诸元变化的趋势，推算管制指令类型，并根据管制指令次数、发布时机、实际飞行流量分布及变化，量化管制员管制指挥工作业务量，评估单位时间内管制员工作负荷。

技术领域

本发明涉及一种空中交通管制员工作负荷评估方法，尤其涉及一种基于历 史轨迹数据的空中交通管制员工作负荷评估方法。

背景技术

空中交通管制员是空中交通管理直接参与者，通过通信、导航及监视设备 掌握和预测管制空域内的交通态势，以对空中交通运行实施实时、科学的管制 指挥，确保空域内交通安全、有序和高效运行。随着飞行流量递增，管制员工 作负荷也随之上涨甚至使管制员处于超负荷工作状态，导致工作效率骤降，威 胁航空安全。根据统计数据表明，近年以来，由空中交通管制原因所造成的空 中交通事故征候呈逐年上升趋势。2016年10月11日，由于监控不到位，管制 员错发指令导致虹桥机场发生A类跑道侵入事件，为空中交通运行安全敲响警 钟。因此面向管制员技能水平、管制员工作强度量化的相关研究成为近年来民航工作的重点。

目前，管制员工作负荷相关数据方式的差异性可将评定方法分为三大类： 主观评定法、客观评定法、相关指标评定法。

主观评定法主要运用心理学以设计、制作问卷，对空中交通管制员工作负 荷的主观评定进行引导，以问卷调查的方式结合使用李特式量表(常用5点式 或7点式)予以实施，主要包括：空中交通负荷输入技术(Air traffic workload input technique,ATWIT)；主观工作负荷评估技术(Subjective Workload Analysis Technique,SWAT)；NASA的工作负荷指数(Task Load Index,TLX)；库柏-哈柏 修正法(Modified Cooper-Harper Ratings,MCH)。

客观评定法主要在于使用一些可以量化的客观参数表征空中交通管制员一 段时间内的工作负荷，最为主要的可量化客观参数即为时耗，通过对管制员执 行某项管制指挥任务(如：填写进程单、发布管制许可、协调等)的时耗进行 独立重复统计，使用时耗大小反映空中交通管制员工作负荷，该类方法使用的 是客观数据，客观性显著，现存较为成熟的方法包括：英国运筹与分析理事会 的预测管制员工作负荷法(The method developed byCAA’sdirectorate of operational research and analysis,DORATASK)；波_布分析法(Messerschmitt MBB)。

(3)相关指标评定法，使用特定指标测评管制员工作负荷的方法，如工作表 现指标评估法以及生理、心理指标评估法等。

由于管制员对空指挥工作和协调工作等是通过无线电陆空通话向航空器驾 驶员发布管制指令的方式完成。因此目前第二类客观评定法被广泛使用。即将 单位时间内管制员的陆空无线电通话时间总量作为管制员负荷的表征指标。因 此我国空管系统将管制工作负荷定义为单位时间管制工作量，通常以单位小时 内的管制工作时间进行衡量。由此中国国内相关研究多以DORATASK技术为基 础，将管制工作分类，采集并分析管制通话录音，计时量化通话中的指令及协 调信息发布时间，并累加统计得到管制工作符合。此外，也有部分学者采用利 用飞行架次、进出港航班量等飞行流量统计信息，结合空域结构，构造回归模 型预测或推算管制员工作负荷。

管制工作负荷评估是航空人因领域的热点问题，其评估结构能用于评价管 制员工作强度，还可用于空域容量评估、航路布局优化以及管制员培训和管理 的强化等方面。