交通流量增加环境下的空中管制风险与预警技术分析

张刊

摘 要：在我国经济水平快速发展、科技水平不断提高的环境下，我国交通建设获得较大进步，同时也促进国民经济的快速发展，提高了人们的生活水平。与其他交通方式相比，民用航空交通发展起步较晚，但近几年其发展速度越来越快。随着发展速度的不断加快，交通管制风险也在不断加大，交通流量在不断增加。文章针对交通流量增加环境下出现的空中管制风险进行分析，并探究有效的预警技术。

关键词：交通流量增加；空中管制；风险；预警

自从飞机诞生后，其安全问题一直被人们所关注，尤其是受到飞行错误、失误等因素影响导致出现的安全事故更为人们所重视。随着人们对飞行安全重视程度的不断增加，需要采取积极、主动、有效的管理方式加强安全风险的监管，真正将安全管理重点放到预防事故的管理中。通过构建空中管制安全风险预警模型，不仅能够准确地对风险事件发生频率进行准确计算，而且还能够发现设备故障。

1 交通流量增加环境下空中管制风险问题的研究

1.1 在空中管制风险中系统动力学具备的优势

在动力学系统中，其不仅能够科学、系统的对反馈信息进行分析，而且还是一门具有交叉性、综合性的学科，能够认识、解决系统问题，集社会科学、自然科学于一体，是一门横向性学科。基于该方面，其能够有效、及时解决高阶性、非线性以及时变较为复杂的系统性问题。另外，有效运用系统动力学，能够进行仿真实验，进行实验时，主要对系统中各个不同变量存在的变化规律进行定量性研究。充分利用动态力学优点，并将这些优点充分应用到实验研究中，能够大大增强实验效果，发挥出的优势明显优于传统方式。以往运用的计量预警模型，需要运用到大量数据信息，但是优于控制安全监管发展缓慢，不具备丰富的历史数据，不能更好满足构建模型的要求。在构建空中管制预警模型中，运用动力学系统，不需要运用大量历史数据，且其函数之间关系较为灵活，能够灵活运用统计、拟合以及综合性的评价，且实现该组方法的有效结合，将其优势充分发挥出来。此外，能够有效建立系统流图和其因果关系，均能够对交通流量增加环境下空中管制风险的作用规律直接描述。

1.2 构建以系统动力学为基础的空中管制风险预警模型

近年来，随着民用航空交通的不断发展，人流量在不断增多。因此，需要构建有效风险预警模型对其作用进行分析，如通过构建系统动力学。为有效将系统动力学作用充分发挥出来，需要做好以下几方面：

（1）深入调查，调查时收集相关数据信息进行研究参考，并掌握交通流量增長实际情况，了解到安全隐患状况后，确定合理性建设。

（2）排除、筛选假设，确定最主要的风险对象，并确定模型边界。

（3）分析存在的风险因素，绘制系统流图，依据数据来源和完善情况构建函数关系动力学方程，然后根据流图构建空中管制风险预警模型。

（4）有效利用数据信息，进行模拟调试，并研究、分析模拟结果，保障空中管制风险预警模型正确操作，最后运用模型。

2 交通流量增加环境下的空中管制风险的预警技术分析

2.1 空中管制风险预警模型的假设

为进一步有效简化分析过程，并对系统内部存在的变量进行合理确定，需要在构建空中管制风险预警时提出假设，假设主要包括以下四种：

（1）在考虑到近年航空运输量每年不断增加的前提下，管制单位在对航空飞行器流量进行管制的过程中，要注重考虑管制的空域利用率和空域管理能力，并在预设的时间和范围中保持其持续性增长。

（2）管制风险要将整体存在风险的最终状态变量作为非量刚性变量，主要对在系统要素中风险流的变化情况进行考虑，不存在系统内的风险防范措施不需要考虑。

（3）将环境相关变量和管理子系统的相关变量作为辅助性变量进行计量，不需要将其作为状态变量给予计量。

（4）在飞行流量的不断增长下，管制行为一定程度会存在延迟情况。

2.2 空中管制风险预警模型的构建

以上所列出的四种假设，主要将机械、人员、管理以及环境等各个子系统存在的风险作为基础，根据系统中风险流存在的传导、演化等运动规律，需要确定系统模型的边界。通常情况下，确定系统模型边界，需要遵循特定原则，首先确定与其具有相关性的状态变量，然后排列、归类确定后的状态载体，上述步骤结束后，对所有研究的变量进行确定，主要对其受到哪些状态变量的控制进行了解。受到认知具有的局限性，不能全部分析所有模型，所以界定模型边界要着重考虑外生、内生以及不考虑因素等三方面。

2.3 构建空中管制风险系统流图的主要步骤

对空中管制风险预警模型进行构建时，绘制系统力学模型是其中最重要的环节。对空中管制风险预警模型进行绘制时，首先要做好访谈调研工作，然后对系统运行情况进行深刻、细致的描述，这样有利于将各个风险要素之间存在的逻辑关系准确刻画出来，并确定其中存在的相关变量，进而实现对反应系统行为进行控制和反馈。另外，对于系统行为产生影响的风险变量进行预警和监控；并将空中管制风险类型、风险特征以及模型边界点的设置产生影响的相关因素相结合，通过安全风险的环境、人员、机械以及管理之间发生的作用构建系统流图。系统流图的构建主要包括九个流速变量、六个流位变量、二十八个辅助变量。

2.4 确定系统动力学预警模型变量函数的方法

预警模型中变量的确定主要对各个相关变量之间产生作用的关系进行精确确定，交通流量增长环境下空中管制风险预警模型的变量函数主要运用以下方法确定：

（1）根据基本存量和速率变量确定

系统动力学的基本方程为水平方程，考虑到流量与存量之间存在的关系，存量主要运用积分公式进行描述，是流量变化产生的时间积累。速率方程指的是在一个单位时间间隔内形成流量的方程式，是流量变化发生的自然规律或者调整存量的重要决策规则。

（2）以表函数关系为主要表征的变量

表函数指的是一个变量对另一个变量产生影响后，建立出两个变量之间存在的非线性关系，尤其是软变量之间。其较为复杂，主要运用专家经验、仿真调试以及文献总结的方式确定。首先实现两个变量的归一性和规整化，然后依据经验绘制大致关系图。

3 结束语

总之，伴随着空中管制交通流量的不断增加，空中管制风险监控已成为重要关注内容。为有效降低空中管制风险率，减少设备故障率，保障飞行安全，需要通过构建积极、有效的空中管制风险预警模型，能够一定程度预防空中风险的发生，促进民用航空交通事业的健康、快速发展，更好的为人们服务。

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