基于管制联合运行的雷达管制课程改革与实践

宋祥波, 黄贻刚, 杜 实, 杨 越, 赵德斌

(中国民航大学 空中交通管理学院, 天津 300300)

基于管制联合运行的雷达管制课程改革与实践

宋祥波, 黄贻刚, 杜 实, 杨 越, 赵德斌

(中国民航大学 空中交通管理学院, 天津 300300)

为解决当前民航院校“雷达管制”课程只以进近雷达管制为教学重点,缺少管制程序、扇区间协作、管制单位间协调等内容,中国民航大学空中交通管理学院雷达管制课程组对“雷达管制”课程进行了持续的课程改革,从管制联合运行的角度出发,对雷达管制教学知识要点进行了重新的梳理与总结,并对当前教学中单一进近运行环境进行了空域的优化与拓展,构筑了雷达管制联合运行平台。通过对雷达管制模拟练习体系的重新规划与设计,最终形成一系列标准化教学材料。

管制联合运行； 雷达管制； 课程改革

目前我国民航各相关院校及培训部门对“雷达管制”课程所设置的教学内容基本相似,均是以单一进近雷达管制为教学的重点,只是培养学生的管制技能与意识,缺少管制程序、扇区间协作、管制单位间协调等内容。而在一线实际运行中,管制工作是以班组为单位,由多个席位、多名管制员共同完成的,期间需要各席位、各管制单位以及军民航空管制部门间进行密切的协调与配合,管制员的沟通协调能力以及对管制程序的理解与遵守在管制工作中具有非常重要的作用[1-2]。学校教学中这些内容的缺失以及与实际运行结合的不足,容易使学生与管制一线单位脱节,学生毕业进入生产一线后达不到运行单位预期的要求,造成培训周期较长、上手较慢等问题,导致院校人才培养质量不能满足空管岗位能力需求的现象[3]。

1 雷达管制教学改革研究思路

多年来,中国民航大学在“雷达管制”的课程教学实施中,一直坚持聘请岗位一线管制教员与本校教师共同授课的方式,通过这一有利机会,课程组总结了大量一线岗位运行要求。同时,借助卓越计划中我校与法国国立民航大学(ENAC)联合教学的契机,学习吸收民航发达国家雷达管制课程的教学理念,以模块化教学为目标,对雷达管制理论知识要点及管制技能要点进行梳理与整合，形成相应教学大纲及体系。

在此基础之上,结合管制实际运行需求,拓展与优化雷达管制仿真环境。随着我国空管高空接管工作的不断深入,未来会有越来越多的学生在毕业后进入区域管制部门工作,本次教改也将以往并未涉及的区域雷达管制部分纳入教学内容之中。同时,构筑管制联合运行平台并撰写雷达管制仿真环境的管制协议,通过进近与区域之间的管制联合运行,使学生能够全面体会管制协调、移交、管制信息通报、管制交接班等工作程序及其重要性。雷达管制模拟练习是训练和培养管制学生的重要工具,它依托于雷达管制模拟机,通过不同主题、不同阶段、不同层次的模拟练习,使得学生掌握雷达管制的原理、方法、程序及技巧。本次教改对雷达管制模拟练习进行了重新规划、设计、运行与调试,结合总结、归纳的教学知识要点,最终形成相应标准化教学材料。具体技术路线如图1所示。

图1 技术路线图

2 雷达管制教学改革总结

2.1 雷达管制教学知识要点的梳理与总结

课题组人员通过检索查阅国内外相关文献资料,以及在管制一线单位实习调研的同时,对雷达管制(进近、区域以及联合运行等部分)理论知识与管制技能教学要点进行了仔细梳理。

期间,2014年10～12月,课题组利用民航局空管行业管理办公室在我校举办雷达管制基础模拟机教员培训班的机会,向5期培训班的各地区管制教员共计150余人发放课题相关调查问卷,期间还举行过3次小型座谈,总结了各地区管制教员对于雷达管制联合运行中相关理论知识要点与管制技能要点的意见与建议。

经过总结,基本形成了比较完善的雷达管制教学知识点体系,主要包括管制技能、运行程序、管制协作等三大主要方面,如图2所示。这一工作克服了以往教学中课程设置过于侧重技能训练、管制程序部分有所弱化以及缺少管制协作训练等的不足,为实现我校管制专业雷达管制课程优化的目标打下了较好的基础。

此外,通过与法国国立民航大学(ENAC)教师联合对中国民航大学2011级空管专业卓越班进行“BASIC ACC”授课的机会,课题组成员对ENAC大学雷达管制课程中的教学内容(如管制运行程序、协调移交等)进行了总结。相比较国内现在的教学现状,法方课程主要侧重于学生对管制运行程序的学习与培养,在此过程中加入相应的管制规则与管制技能的教学环节。课题组借鉴其中对于管制运行程序教学的设计方法与技巧,将其设计进了管制联合运行模拟练习中[4]。

图2 雷达管制模拟训练教学知识点体系图

2.2 雷达管制模拟训练环境的拓展与优化

长期以来,国内院校及各管制培训机构在对学生及管制学员进行雷达管制基础培训时所使用的模拟空域,一直是以川大智胜公司提供的武汉空域为蓝本[5],如图3所示。

图3 雷达管制基础培训模拟空域

该空域自上世纪90年代使用至今,已有近20年时间,随着空管新概念、新方法的应用以及空域环境的不断变化,该空域存在的问题也越来越明显,已经无法满足当前空管形势下培训的新要求。主要问题如下:

(1) 净空环境过于简单,与一线实际运行情况不符,容易造成学生概念混淆；

(2) 只有进近模拟空域,未设计区域模拟空域,学生无法进行区域部分模拟训练以及管制联合运行练习；

(3) 终端内只设计有一个机场,与我国当前部分终端下具有或规划有多机场的实际运行情况不符；

(4) 终端区内未设计进离场分离的管制移交点,这与我国当前绝大多数终端区运行情况不吻合。

针对以上情况,课程组对国内空管运行进行调研总结后,根据管制技能教学要点及管制联合运行的需求,对当前本科教学中单一进近运行环境进行了空域的优化与拓展。在2011年第三届中国民航空管(管制)岗位职业技能大赛时所设计使用的雷达管制模拟环境成功应用的基础之上,构筑形成了多扇区、多管制单位联合运行平台,为学生更好地掌握管制运行程序、体现空管团队协作精神创造了有利环境,如图4所示。

图4 改进后的雷达管制联合运行模拟训练综合环境

改进设计的新空域具有以下特点:

(1) 空域结构易于记忆,使用简单。在保证合理的航路、航线的同时尽量减少导航台的使用,简化空域结构；在导航台和定位点的发音上,采用ICAO标准拼读法或常见易读的单词命名,航路的命名也做到了简洁并使得设计航路与实际航路实现无缝连接,方便学生记忆,减轻其不必要的学习负担。

(2) 空域结构大小适中,适合教学使用。按照每个教学课时50 min的安排,再加上练习的前期准备工作以及练习后的讲评时间,每个模拟练习的时长一般为30～40 min。考虑到常见航空器在终端区内及区域阶段的飞行速度,在空域设计时将单扇区航路的长度定在了150～200 km之间,终端区的大小设计在东西方向约为150 km、南北方向约为120 km。

(3) 空域结构依托于当前空中交通管制工作背景,紧贴管制运行实际。该模拟环境的区域管制区由3个扇区组成,每个扇区功能设计各有差异。教学时,选择其中的单个扇区可以实现基础的、单项技能的训练；另外还可以选择多个扇区与终端管制区组合训练,进行扇区、管制单位之间的联合运行综合训练。不但突出了管制基本技能培养所需的核心内容,还强调了移交、协调等管制相关方面能力培养所需的条件,与当前管制运行实际比较相符。

(4) 空域结构将多种冲突方式融合到一起,使课堂教学能够对管制技能进行全面模拟仿真。在各个扇区的设计中,课程组将其中的点、线、相关航路、机场和管制规定的关系等进行了从顶层到细节的一体化设计,形成的空域结构包含了航空器的汇聚分散、同向和逆向飞行,以及RVSM程序、高度层转换、策略偏置飞行、跨境飞行的管理和特殊区域的设置等情形,冲突类型丰富,考察点全面。

2.3 雷达管制模拟练习的设计与编写

课题组根据ICAO Doc.4444《Air Traffic Management》、《民用航空空中交通管理规则》、《民用航空空中交通管制培训管理规则》、《民用航空空中交通管制和情报基础专业培训大纲》等规章文件中对于雷达管制的要求,参考国内外相关培训机构的标准,同时考虑实际的教学需求,对雷达管制模拟练习体系进行了重新的规划与设计。在模拟练习规划过程中,除了考虑民航局对管制方向学生培养计划模拟练习训练时数要求,还要使练习能达到由易到难、循序渐进、层次分明的效果,以满足学生认知规律。从2012年至今,通过逾600学时的教学检验,课程组不断进行改进与优化,规划后的模拟练习主要分4个部分,见表1。

在练习设计中,为了使课堂实施更加规范,还对教学内容、课堂组织以及教学实施进行了规定。为每一个练习撰写了练习说明、练习目的、练习要求、重点与难点、飞行计划、航空器呼号发音、相关术语、进程单使用标准和练习总结等。不仅规范了上课内容,也对上课组织进行了规范,如在练习说明中对练习前后是否需要讲评、讲评内容为哪些、重难点是什么、哪些练习需要一线管制教员或教师进行示范等进行了详细的阐述,形成了标准化教学,有效克服了以往教学中不同教师讲授进度不同、教授内容有差异等不足。

3 雷达管制教学改革下一步的任务与方向

对雷达管制课程的改革不是一朝一夕可以完成的,而应该根据管制程序、管制技术的发展不断调整培训计划、完善教学内容,使培训更具有针对性和实效性。结合当今管制工作的实际要求,在雷达管制教学规划中,课程组下一步需要重点推进的工作主要有:

(1) 推进雷达管制模拟练习评判的研究。雷达管制模拟练习是培养和提高管制学员雷达管制技能的有效方法,学生在雷达管制模拟练习中,其学习效果的评判标准和方法对于雷达管制教学具有很强的导向作用,会直接影响雷达管制的教学与培训效果。目前,在管制员培养及培训过程中,主要还在采用教员主观打分的方式来进行[6-8]。这种方式存在着主观因素多、标准难以统一等不足,对雷达管制模拟练习的教学效果造成了很大影响。因此,在教学实践中需要不断探索雷达管制效能的评判工作。

(2) 提高管制教师实际管制工作能力。教师作为教学工作的主要参与者与实施者,在雷达管制的教学中发挥着重要作用。由于空中交通管制员培养的特殊性,要求教师不仅要掌握扎实的理论知识,同时还应具备丰富的实际管制工作能力[9-11]。按照民航局要求,承担雷达管制教学任务的教师应具有管制执照,因此,下一步可以从制度或形式上探索院校教师定期管制岗位实践的可能,使得教师真正进入一线指挥,确保其管制实践能力满足教学需求。

(3) 深化管制联合运行平台建设。本次教学改革所搭建的管制联合运行平台,使得学生了解了管制协调、管制移交以及交接班等工作程序和管制协作的重要性,并全面理解了管制工作职责,填补了以往雷达管制教学中的空白。下一步课程组仍需深化管制联合运行平台的建设工作[12-14],最终可以为广大学生、一线管制员以及专业教学搭建一个全新的综合运行仿真平台,使教学与科研相互促进、协同发展,满足学科发展和行业发展的共同需要。参考文献(References)

[1] 王超,闫少华.空中交通管制专业的教学质量调查及改革建议研究[J].教育教学论坛,2014(42):115-118.

[2] 马莉.基于管制员任务分析的管制教学研究[J].科技信息,2011(21):144.

[3] 张健,刘永欣,杨新湦,等.“大工程观”理念下的民航院校雷达管制教学模式改革研究[J].实验技术与管理,2012,29(4):21-23.

[4] EUROCONTROL.EUROCONTROL Specification for the ATCO Common Core Content Initial Training[S]. EUROCONTROL-SPEC-0113,2008.

[5] 任成锁.雷达服务[M].北京:兵器工业出版社,2006.

[6] 陈亚青,唐卫贞,罗晓利.空中交通管制雷达管制训练分类考核方法研究[J].中国安全科学学报,2007,17(12):5-8.

[7] 刘永欣,黄贻刚.雷达管制模拟练习绩效模糊综合评价研究[J].中国民航大学学报,2010,28(4):55-59.

[8] 谢春生,卢飞,张兆宁,等.基于区间数的管制员综合素质评价研究[J].科学技术与工程,2014,14(32):302-308.

[9] 陆琴谦,于婷婷.民航高校空中交通管制模拟机教学探析[J].江苏航空,2012(1):48-50.

[10] 缪志新,刘永欣,张健.民航院校管制模拟机训练的教学现状分析[J].空中交通管理,2010(9):32-35.

[11] 张健,杜实,刘永欣,等.雷达管制校企联合教学模式[J].西安航空技术高等专科学校学报,2012,30(1):91-93.

[12] 王建忠.面向协同运行的空管专业实践教学探索[J].内蒙古师范大学学报:教育科学版,2014,27(7):162-164.

[13] 张健,杨新湦,钟涵,等.基于协同运行的空管实践仿真体系构建与实施[J].实验技术与管理,2013,30(8):141-144.

[14] 刘永欣,王含柏.雷达管制班组协作模型[J].中国民航大学学报,2014,32(4):5-8.

Reform and practice of Radar Control course based on air traffic control collaborative operation

Song Xiangbo, Huang Yigang, Du Shi, Yang Yue, Zhao Debin

(College of Air Traffic Management, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China)

At present, the Radar Control course at most civil aviation universities is focused on single approach control and lack of control procedures, collaborations between sectors, and co-ordinations between control units and so on. In order to solve these problems, the research group of Radar Control in College of Air Traffic Management in Civil Aviation University of China conducts a curriculum reform of Radar Control course. From the view of air traffic control collaborative operation, the research group collates and summarizes the radar control knowledge points over again; optimizes and develops the operation environment, and builds a radar control operating platform; through the re-planning and re-designing of the simulation training system for radar control, finally a series of standard teaching materials are completed.

air traffic control collaborative operation；radar control；curriculum reform

2015- 04- 20 修改日期：2015- 05- 28

中国民航大学教育教学改革项目(CAUC-ETRN-2014-47) ；中国民航大学教育教学改革项目(CAUC-ETRN-2013-30)

宋祥波(1981—),男,山东,硕士,讲师,主要从事空中交通管理方向的教学与科研工作.

E-mail：xbsong@cauc.edu.cn

G642.0

B

1002-4956(2015)12- 0212- 05