双岗制下不同席位管制员工作负荷差异性研究

袁乐平，刘 露，孙瑞山（中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室，天津 300300）

双岗制下不同席位管制员工作负荷差异性研究

袁乐平，刘 露，孙瑞山
（中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室，天津 300300）

双岗制是中国民航空管基层安全管理的重要措施，合理分配指挥席与协调席任务是确保双岗制有效实施的前提，因此分析不同席位管制员工作负荷是一项有意义的工作。本文以时间线分析方法为基本思路，结合DORATASK方法建立管制员工作负荷评价模型，利用该模型对指挥席工作负荷和协调席工作负荷进行测量。通过对某管制室实时数据的采集和分析，得出两个席位上的工作负荷存在显著差异，并且这种差异性在该管制室主要受协调航班量的影响。

管制员；工作负荷；DORATASK；时间线分析

1997年，中国民航局空管局从提高管制安全保障水平的角度出发，提出了实施“双岗制”要求，即各空管单位在区域、进近、塔台管制室安排管制人员值班时，每一管制席位在值班时间内不得少于两名正式管制员。其中，一名管制员负责管制指挥，主要负责对所辖范围内的空中及地面航空器的管制指挥、监督、准确掌握航空器的位置，正确调配飞行冲突等；另一名管制员负责管制协调，主要负责管制移交协调、通报等工作，同时还负责对管制指挥的监督检查[1]。

双岗制是中国民航空管基层安全管理的重要措施，合理分配指挥席与协调席任务是确保双岗制有效实施的前提，是保障管制员履行职责的一个重要条件。因此准确评定不同岗位管制员工作负荷、分析两者差异是一项有意义的工作。

1 管制员工作负荷研究

近些年来，国内外的学者对管制员工作负荷开展广泛深入的研究，在理论和实际应用方面取得了许多重要的研究成果。国外对管制员工作负荷的研究比较成熟，如英国的DORATASK方法，德国的MBB方法，都是较成熟的管制员工作负荷评估方法[2]。

1978年，Schmidt提出用排队论方法分析管制员工作负荷[3]。1979年，Robertson等人对管制员工作负荷模型有效性进行了论证[4]。1989年，Reaux等提出建立模型和评估工具（预测管制员分析模型PATCAM），来预测管制员工作负荷[5]。1999年，澳大利亚的Ambidji公司推出测量工作负荷的工具，该软件工具可以设计扇区大小和确定扇区容量，实现空域和扇区的优化[6]。2001年，Manning等推出了POWER软件，该软件可以运用空域系统和系统分析记录的数据对管制员工作负荷和绩效进行客观测量[7]。2002年，Majumdar 和Ochieng对管制员的工作负荷进行了复合评估[8]。2003年，Daniele Cloarec等人在实时的主观工作负荷和各种交通情况下提供定量的工作负荷尺度的基础上建立管制员工作负荷模型，即RAMS模型[9]。

中国在管制员工作负荷研究方面起步相对较晚，主要集中于对国外方法的应用研究，如“管制员工作负荷评估问题研究”[10]、“管制员工作负荷评估方法研究”[11]、“管制员工作负荷评估系统及扇区容量问题研究”[12]。上述研究从管制员心理负荷主观评价、任务时间消耗、次要任务时间消耗、空域复杂度等方面对管制工作负荷的测量进行了研究，利用各种工作负荷评价模型应用到扇区划分等方面，但对不同席位管制员工作负荷的测量和分析未见有相应成果。

2 管制员工作负荷评价

工作负荷受到任务要求、人和环境三方面的影响，对于给定环境下的特定任务，不同的人会产生不同的工作负荷。评价工作负荷的一个常用方法是时间线分析，该方法假设工作负荷与操作时间占总有效时间的比率（时间占有率）成正比。假如某人在某一时间片段内花费100%的有效时间操作某些可测量的任务，则他在该时间片段内承受了100%的工作负荷。这样，通过在图片上为不同的活动划出不同的线段，使线段的长度与这些活动的持续时间成正比，然后将所有线段的长度相加，再除以总有效时间，就可以计算出某一工作任务的工作负荷，如图1所示。利用这种方法，设计者可以对班组内各成员的工作负荷进行预测和比较，并在不同成员的工作负荷出现不平衡时对任务作重新分配。此外，通过这种方法还可以找出峰值工作负荷或工作超负荷（即负荷超出100%）的区域，将其作为潜在的作业瓶颈加以处理[13-14]。

参照时间线分析方法，将管制和协调两个席位上的相关工作任务进行分类。根据管制员工作任务，引用DORATASK方法将不同席位的工作负荷分为看得见、看不见和恢复时间，然后再对这3类工作进行细分，如图1所示。对应扇区在给定时间段△t内指挥席和协调席工作负荷分别为：

图1 时间线分析Fig.1 Timeline analysis

指挥席工作负荷

式中：i=1，2，3，4。

协调席工作负荷

式中，j=1，2，3，4，5，6，7。

式（1）、（2）中各参数的含义如表1所示。实际操作中，除通话外其他任务耗时极短，因此一般以通话时间作为管制员工作负荷测评的唯一输入。

表1 管制席、协调席工作任务分类Tab.1 Task classification of executive and co-ordination positions

3 不同席位管制员工作负荷分析

3.1 数据采集

根据上一节中提出的管制员工作负荷评价模型，2011年某日对某进近管制区11：00—12：00、13：30—14：30以及15：00—16：00三个时间段的数据进行现场采集，其中11：00—12：00为有通用航空飞行的情况，通航起降架次为5架。13：30—14：30为该管制区大流量情况，总起降架次为18架。采集的数据包括航班量、通话记录等。

3.2 数据分析

以1小时为单位统计时间段，该进近管制区指挥席管制员和协调席管制员在当日07：00—19：00期间各时间段内的工作负荷如下表所示：

表2 各时间段内管制员通话时长及工作负荷Tab.2 Communication span and workload of two position

3.2.1 不同管制席位的工作负荷差异性分析

为分析不同管制席位的工作负荷是否存在差异，本研究将采用两配对样本t检验对所获得的数据进行分析处理。所有数据采用SPSS17.0统计软件进行分析处理。

图2为2011年某日07：00—19：00时间段内指挥席管制员与协调席管制员工作负荷的雷达图。

图2 指挥席工作负荷与协调席工作负荷对比Fig.2 Comparison of workload of two positions

以管制席位作为分组变量，工作负荷作为检验变量进行两配对样本t检验。

检验结果表明，相伴概率值为0.000，小于显著性水平0.01，可以认为应该拒绝零假设，认为指挥管制员与协调管制员的工作负荷存在显著差异，并且协调管制员的工作负荷大于指挥管制员的工作负荷。

3.2.2 指挥、协调席位工作负荷差异原因分析

表4给出了指挥席管制员与协调席管制员工作负荷的差异性统计，其中协调架次为本时间段与下一时间段的通用飞行架次之和（对于通航飞行任务，管制员提前一个小时左右就要进行协调）。

表3 成对样本t检验结果Tab.3 Result of paired samples t Test

表4 指挥管制员与协调管制员工作负荷差异性统计Tab.4 Variation of workload of the two position

为了分析协调管制员与指挥管制员工作负荷存在显著差异的原因，本研究采用Pearson简单相关系数分析指挥协调工作负荷差值和正班架次、通用航空架次、总航班架次以及协调架次之间的相关程度。分析结果如表5所示。

表5 相关性分析结果Tab.5 Result of correlation analysis

由表5可以看出，协调与指挥工作负荷差值与协调架次显著相关，而与正班架次和总架次基本没有相关性，与通航架次的相关性不显著，说明指挥管制员与协调管制员工作负荷的差异主要受协调架次的影响，通航飞行架次对其也有一定的影响，但不是很显著。

该结论与管制员实际工作情况是吻合的。指挥管制员的工作负荷主要由陆空通话量决定，而协调管制员的工作负荷主要包括与相关单位进行协调产生的工作负荷和监控工作负荷两大部分，并且监控工作负荷值与指挥管制员的陆空通话量相当。因此，管制协调工作负荷的差值基本就等于协调管制员与相关单位进行协调所产生的工作负荷。该工作负荷直接受协调架次的影响，协调管制员在实际工作中，对于正常航班基本不需要管制员进行协调，当有通航任务时，管制员往往在活动开始前1个小时左右就要与相应的单位进行协调。因此，协调架次由本阶段与下一阶段的通航架次之和决定。这也就是为什么对应阶段的通航架次对管制协调工作负荷的差值存在一定的影响，但是影响不显著的原因。

4 结语

本文利用时间线分析方法上，结合中国管制员“双岗制”的情况建立了管制员工作负荷评定模型。利用该模型对某进近管制室的工作负荷进行测量。通过数据分析得出，指挥管制员工作负荷与协调管制员工作负荷之间存在显著差异，并且协调管制员工作负荷大于指挥管制员工作负荷。这种差异主要受所需协调航班量的影响。当航班流量较大，所需协调的航班量又很多时，协调席管制员会比指挥席管制员提前超过其工作负荷极限。在这种情况下协调管制员往往无法很好的完成监控和协调工作，因此在繁忙空域有必要设立单独的监控席位，履行监督职能。

[1]张 燕．探讨“双岗制”的执行问题[J]．空中交通管理，2006（2）：8-9.

[2]国际民用航空组织．空中交通服务计划手册[G]．国际民航组织，1999.

[3] SCHMIDT D K.A queuing analysis of the air traffic controller′s workload[J].IEEE Transaction On Systems，Man and Cybernetics，1978，8 （3）:492-498.

[4]ROBERTSON A，GROSSBERG M，RICHARDS J.Validation of Air traffic Controller Workload Models[R].FAA-RD-76-146，1979.

[5]REAUX R A，MURPHY E D，STEWART J.et al.Building a Modeling and Simulation Analysis Tool to Predict Air Traffic Controller Workload and Performance[C]//Proceedings of the Human Factors Society 33rd Annual Meeting，Perspectives，1989，33（2）：52-56.

[6]GAHANM.Development of an Air Traffic Controller Workload Model [C]//44th Annual Air Traffic Control Association Conference Proceedings，1999.

[7] CAROL AM，SCOTTH M.Investigating the Validity of Performance and Objective Workload Evaluation Research（POWER）[R].Federal Aviation Administration，2001.

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[9]DANIELE C，KIRSTEEn P.Controller Model Based Study Assessment of Airborne Spacing Tasks in the Extended TMA[R].Eurocontrol Experimental Centre，2003:1-68.

[10]万莉莉．管制员工作负荷评估问题研究[D]．南京：南京航空航天大学，2005.

[11]姚虹翔．管制员工作负荷评估方法研究 [J]．江苏航空，2006（4）：14-15.

[12]张 蕾．管制员工作负荷评估系统及扇区容量问题研究[D]．南京：南京航空航天大学，2006.

[13] WICKENS C D.Situation awareness and workload in aviation[J]. Current Directions in Psychological Science，2002，11（4）：128-133.

[14]威肯斯．人因工程学导论[M]．上海：华东师范大学出版社，2007.

（责任编辑：黄 月）

Study on variation of controller workload between different positions

YUAN Le-ping，LIU Lu，SUN Rui-shan
（National Key Laboratory of Air Traffic Operation Safety Technology，CAUC，Tianjin 300300，China）

It has been regarded as a remarkable front-line safety management measure，dual position system implemented in China requires a balance between the executive controller and the co-ordination controller on the basis of air traffic controller′s workload.An assessment model of controller workload has been established by using timeline analysis and the DORATASK method.The whole workload of the sector is divided into controlling workload and coordinating workload in this model.Data collected from real environment has been analyzed and processed.Results reveal the presence of significant differences between two positions，which is mainly affected by the amount of coordinated flight.

controller；workload；DORATASK；timeline analysis

V355；V321

A

1674－5590（2013）01－0032－04

2012-05-04；

2012-08-20

天津市高等学校人文社会科学研究项目（20092120）；中央高校科研基本业务费专项资金（ZXH2010A001）

袁乐平（1978—），男，云南泸西人，硕士，助理研究员，研究方向为空中交通安全技术与航空人因工程.