空中交通管制人员排班软件的系统设计

祝刚　杜志良

【摘要】随着民航业的飞速发展，空中交通管制部门的作用凸显，管制工作的席位越来越细化、协作性越来越强，管制员数量呈几何级数增长。排班工作作为管制班组资源管理的一个重要组成部分，需要更加科学化、制度化。而目前大多管制单位通过手工方式来完成排班，费时费力且容易出错，本文作者通过对广州进近管制现场排班进行实践研究，自主开发了一套排班系统软件，旨在实现通过排班系统的信息化、自动化，提高排班工作的质量和效率。软件的核心功能是：管理员通过自动排班功能准确快速地生成排班表，也可以手动调整和打印导出排班表，并提供值班计数的统计查询功能，对休假进行管理：管制员用户通过日历界面查看自己的日程信息，提出休假申请。

【关键词】四班倒 自动排班

【中图分类号】X913 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0491-02

一、项目背景和定义

1、项目背景

广州进近从成立之初的三十余人发展至今，已经拥有了近九十人的庞大空管队伍。一直以来，进近都是指定专人负责整个进近人员的排班和休假。由于工作场所变动、人员流动、新增扇区，进近尝试了数种不同的排班制度：三班倒、大轮班，以及目前正在实行的四班倒，经过几年的运作，已经逐渐成熟并固定下来。这也为软件开发提供了排班规则和算法基础。

随着进近的人员数量增加，人工排班出现了以下问题：各组休假不均衡；排班有错漏；排班效率低下；排好的值班表还需要根据人员状况的变化（临时的出差、学习任务）进行实时的修改和调整，增加了排班的工作负荷；对休假的安排和批复无法做到及时、合理；缺乏完整、系统的值班记录，影响排班结果的公平合理性；管制员工资改革需要对管制员的工作时长进行统计，而传统的数据统计方法自动化不强，容易出错；排班人员必须对每个管制员的能力非常了解，才能安排合适人员以确保各个班次的管制保障力量，解决席位人员搭配的问题。

由于人工排班存在不足，广州终端管制中心的领导提出了使用计算机排班的想法，并支持管制员自主开发了适用于广州进近的排班软件系统。本系统采用ASP.NET技术进行界面设计开发，利用SQL SERVER存储数据库，通过网页的形式显示，操作界面简单易学，用于生产运行时，效果良好。以下对该软件系统进行简要的需求分析，介绍软件设计思路和界面实现效果。

2、定义和相关说明（对应附图1）：

1）级别Grade：体现了管制员的级别，用于判断该管制员是否具备具体的席位工作资格，分为领班、教员、普通管制员、学员（S、I、C、T）

三、核心功能

1、排班功能：根据人员信息、席位信息，按一定的规则进行自动排班；现场领班可以根据当天实际人员配置修改排班。

人员资料为自动排班算法提供人员信息，包括：姓名、代号、级别、技能等等。

排班模板为自动排班算法提供席位信息，按班次分为：早晚班模板、中班模板、夜班模板、白班模板。每个模板包括：模板类别、模板名称、席位、每段工作的起始结束时间、技能要求、分组、角色等等。每个排班模板在使用前需要根据实际情况（扇区划分、值班力量等要素）进行设计。

具体的排班算法可以分解为：

1）根据日期、班次和模板，以及当天休假人员，确定待排班的人员：

2）将人员按级别、技能以及之前排班或休假等情况，以预定规则进行排班（即角色与人员姓名一一对应）；

2）角色Role：角色由排班模板定义，根据该角色所需的工作技能要求，抽取不同级别的人来担任，例如：s1、s2、11、12、c1、T1等等。

3）技能Ability：用于判断该人员是否具备某角色所要求的工作能力，例如某排班模板中的角色代码c1要求具备AN Ec、AE Ec、AE PLC、AW PLC、TFM的席位工作能力和ICA03英语等级。

4）扇区Sector：角色和技能的物理定义，或称席位配置（AAIAD/AE/AW/AN，EC/PLC），表示进近扇区的配置情况，通过时间设置确定各扇区的开放和关闭时间，管制员按规定时间上岗和交接班。例如，一个AW扇区包括了两个AW Ec席位和一个AW PLC席位，在某一时段（例如08：40-10：10）角色（例如T1）在AE扇区的AE PLC席位工作。

5）排班模板ShiftTemplate：排班模板体现了每个班次的席位配置和人员配置，以及每个人员的工作岗位安排，管制员通过查看当天自己的角色代码以及该角色代码的席位确定自己的工作岗位和上下岗时间。每个排班模板描述了一天的工作所需人员列表。三班倒或四班倒每天有“早、中、晚、夜”四个班次。大轮班则是一整天的排班。

3、“四班倒”制度

目前进近管制室的排班制度为四组轮班制（即：四班倒），每组21人左右（今后还会持续新增人员），一个值班循环为：早、晚班——中班（部分人员上夜班）——第一天休息（或备份）——第二天休息。现场运作使用17人排班模板，如果有人员出差、培训、休假而无法保证现场运行的最低人员配置时，要通过“非本组人员轮班”的方式进行排班。

4、休假制度

进近根据行政规定，按“各月均衡、各组均衡”的原则，在年底制定全体人员下一年的休假计划，确定假期天数。管制员需要休假时，提前2周左右提出申请，由排班人员统筹安排休假开始时间。

二、系统架构

3）管理员查看人员配置、排班结果，手动调整，确认无误后进行保存；

2、休假管理功能：管理员可以为管制员分配假期（包括假期类型和休假天数）、安排休假（确定具体的假期和起止日期）、批复休假申请；

3、统计功能：将统计结果通过报表的形式提供给管理员，如小时数、夜班统计、休假统计；

4、网络互动功能：管理员与普通用户进行互动，如休假申请批复，轮换班申请，公告栏、留言板；

5、报表打印功能：可以打印指定日期的排班表、各种统计表格。

四、数据库与算法逻辑

1、整个软件系统包含13张数据表，其中“人员日程表”是整个数据库的核心表，每个管制员的排班、休假等日程信息都存储在这张表中，统计功能、休假管理功能、报表打印功能都需要从这张表中读取数据。它与其他表的关系可以参考下图：

2、软件系统中最核心的逻辑是排班和休假，为保持数据库中数据的完整性和结构的稳定性，作者对这两个逻辑做了详细的研究，下面是两个功能模块的逻辑图。

五、结束语

本文作者通过对广州进近排班工作的实践研究，归纳了具体的排班规则和排班工作的具体流程，完成排班系统的需求分析，并进行了系统的软件设计工作。整个软件系统界面友好，操作简单，系统实用性强，经过一年的调试、完善、使用，得到了管制员的一致认同，在日常排班、休假管理工作中，发挥了重要作用。