浅谈空中管制中动态扇区划分及管制员指派优先

李佳君

摘 要：文章分析了动态空域扇区划分管制员指派优化模型，探析了降低训练成本的有效措施，以供参考。

关键词：动态空域扇区划分；管制员；优化

前言

近几年，我国的航空事业得到前所未有的发展，并且保持持续增长的态势，导致空中交通流量不断的增加。但是，我国现有的基于通道设施、网络布局以及空域结构的交通流量管制系统已经远远不能满足现代空中管制的实际需求。通过设置动态空域扇区，能够将空中交通科学的分配给多名空中交通管制人员，由各个空中交通管制员负责各自区域的责任，通过各个扇区之间的协调与配合，能够有效的降低空中交通管制员的工作量，以此提高空中交通管制安全。然而，我国空域扇区划分管理存在固定、灵活性不高的缺点，同时由于空中交通管制员不熟悉空域情景，给空中交通管制带来许多安全风险，亟需对动态空域扇区划分管制员指派进行优化，以此提高空中交通管制员的技术水平，加快动态变动效率，提高适应性。

1 动态空域扇区划分管制员指派优化模型分析

1.1 问题表述

扇区没有发生变动之前，存在n（我国采用双岗制，因此总人数为2n）组管制员，管理扇区数量为n（总人数为2n），扇区发生变动之后，存在m组管制员，管理扇区数量为m，扇区数量变化主要包括以下几种情况：（1）n=m，即扇区数量没有发生变化，人力资源成本不会发生变化；（2）nm，即扇区数量减少，m个扇区的所有扇区都能够找到足够的管制人员进行管理，因此人力资源成本相对较少。为了降低情景意识失控风险发生的概率，空中交通管制员需要在边界发生变动的扇区进行模拟训练，边界未发生变动时，第i组空中交通管制员管制的空域扇区表示为s（Vi）；边界发生变动后，第i组空中交通管制员管制的空域扇区表示为s（Vj）。Vj中，第i组空中交通管制员熟悉的空域用Vj1表示，第i组空中管制员不熟悉的空域用Vj2表示，其中上标1、2不是平方，而是标识，当扇区发生变化时，将熟悉空域状况的空中交通管制员分配到相应的空域中，这样能够有效的降低人力资源培训成本。

1.2 指派數学模型标准化处理

在进行指派数学模型标准化处理时，通常包括以下三种情况：即n=m，不需要进行特殊的技术处理，对于nm时，需要采用MNTLNM软件或者LINGO软件进行特殊的技术处理，用X={x1，x2，…，xn，xn+1，…，xm}表示原来的扇区，（1）n=m，即表示平衡指派；（2）m>n时，xn+1-xm都为虚拟扇区，这些虚拟扇区不再空域目标中，并没有与当前的原始扇区相重叠，其集合用Y（变动后的扇区）表示，Y={y1，y2，…，ym}；（3）当n>m时，yn+1-ym都为虚拟扇区，不包括在研究目标空域中，即变动后的扇区与原有扇区并没有重叠，用Aij表示指派变量，其中当Aij=1时，指派原来负责原有扇区xi的空中交通管制员到变动后的扇区yj进行管制，每一个交通管制人员只能进行一次指派，变动之后的所有扇区交通管制工作必须由同一组交通管制人员负责；其中Cij为指派成本，目标函数表达公式为：

（1）

（2）

（3）

（4）

1.3 指派成本量化分析

不同位置关系训练成本分析。空域扇区发生变动之后，Vi表示原有扇区空域的体积，Vj表示变动之后的扇区空域的体积，它们之间的位置关系主要包括以下几种：（1）第1种位置关系，mn，xn+1-xm为虚拟扇区，并且这些虚拟扇区不包含在目标空域之中，原有扇区和变动后的扇区并不存在重叠的部分；（3）第3种位置关系，Vj=Vi，即Vj与Vi重合；（4）第4种位置关系，Vj>Vi，Vj包含Vi；（5）第5种位置关系，Vj

2 降低训练成本的有效措施

动态空域扇区划分管制员指派优化的最终目的在于降低人力资源成本以及保证空中交通安全，为了降低训练成本，空中交通部门应该采取以下措施：

（1）采用扇区周期轮换管理制度，由于我国空中交通管制采用双岗制，一个空中交通管制员保留在原来的扇区从事原有的管制工作，另一个进行交流互换，即动态扇区划分的初期采用单人轮换，当空中交通管制人员熟练之后，再采用周期性的轮换管理制度。

（2）在平时培训的过程中，应该对扇区周边的空域状况进行全面、仔细的观察，更加准确、全面、及时地掌握自身管辖区域范围的实际状况，这样能够更加快速地掌握扇区变动训练的全部内容，并投入到相关管制工作中。

（3）当空中交通管制员熟悉了相关的管制内容和要求之后，应该指派其到相应的空域进行实践，这样既能够降低训练成本，又能够保证空域安全。

（4）针对天气状况制定专门的应急预案，天气变化对空中交通的影响是巨大的，由于天气变化具有不确定、不可预测的特点，因此，应该针对天气变化状况制定专门的变动预案。

（5）针对繁忙空域或者繁忙时段制定扇区变动预案，繁忙空域或者繁忙时段空域管理工作量较大，管理难度相对较高，对空中交通管制人员的要求相对较高，因此应该创建预案并提前训练，尽可能的降低扇区变动所花费的前置时间，以此降低训练费用。

3 结束语

总而言之，随着空中交通流量的不断增加，给空中交通管制工作带来了很大的挑战。通过动态空域扇区划分管制员指派优化，不仅能够提高空中交通管制效率，降低人力资源培训费用，还能够保证空中交通运行的安全性与稳定性。因此，文章针对动态空域扇区划分管制员指派优化的研究具有非常重要的现实意义。

参考文献

[1]叶志坚，王莉莉，荆增强，等.态空域扇区划分管制员指派优化方法[J].数学的实践与认识，2014，44（5）：80-86.

[2]毕虹.基于空域信息的动态扇区划分方法研究[D].北京工业大学，2013（5）.

[3]滕英元，高申坤.基于动态空域管理的安全性研究[J].沈阳航空航天大学学报，2011，28（4）：63-66.

[4]张晨，胡明华，张进，等.基于交通复杂性的扇区资源管理[J].南京航空航天大学学报，2010，42（5）：607-613.