空中交通管制员排班研究

刘清元

摘 要： 随着经济和空中交通的迅速发展，管制员压力剧增，人手紧、压力大、倒班疲劳，传统的人工排班模式费时费力，且不能为客观分析统计管制员执勤情况提供数据化的支撑。本文分析了国内目前的排班现状和基本规则，提出基于学习历史排班数据统计分析的自动排班算法的思路和评价方法，为自动排班系统的应用提供理论基础。

关键词： 智能排班;资质;管制员

【中图分类号】V355     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）04-0275-01

1 管制员排班系统现状

所谓排班，就是根据工作计划，产生一段时间内，满足一定约束条件的工作时间表的过程，公平合理的排班结果对于调动工作人员的工作积极性、提高工作效率具有重要意义。经调研，获取了全国部分典型管制单位的排班现状，基本都是人工排班，表现形式为excel表格或者word文档。由于各管制单位的情况不同，管制员上班的周期也不同，排班模式更是不尽相同，如有上1休2，上2休2，上1休1，上3休2多种模式，但大体可分为两类。一类大型管制单位，如华东地区，由于人手紧、上班地点离市区较远，为了减少管制员的通勤时间，通常将管制员分为3个小组，各小组轮流上1天休2天。一类为中小型管制单位，如中南地区某管制单位，人手相对较充足，通常将管制员分为4个小组，各小组轮流上2天休2天。调研结果表明，规模较大的管制单位，管制员人数多，人工排班复杂度高，费时费力，在遇到临时替换班和突发情况时，人工排班的不便更加凸显。规模较小的管制单位，排班复杂度虽然不高，但也缺乏对班组值勤情况的客观统计，不便于进行宏观分析。综上，国内管制员排班现状，主要存在问题如下：（1）适应能力差，应变能力弱;（2）存在人为偏差、不公平性;（3）不具备自动统计功能，人工统计费时费力;（4）人数多时，排班复杂度高。

2 管制员排班制度改进建议

2.1 排班规则

（1）管制员必须满足执照签注、英语资质、体检合格证有效期要求，任意一项不满足不能排班。（2）管制员必须具备所要执勤岗位能力，不具备该岗位能力不能在该岗位值班。（3）管制员能力值=当前日期-放单日期，按年取整，即管制员放单年限数值，刚放单管制员能力值为0，之后每年加1。（4）执勤时间要求。每名管制员连续值班时间不能超过120min，两次执勤时间间隔要大于30min。（5）扇区搭配能力值。每个扇区由主班管制员和副班管制员共同搭配值班。扇区搭配能力值=主班管制员能力值+副班管制员能力值。扇区搭配能力值必须大于等于系统指定的数值（参数可调整），这两名管制员才可以在一起值班。

2.2 层次分析法

层次分析法（AnalyticHierarchyProcess，AHP）是美国运筹学家萨迪教授基于在决策中大量因素无法定量表达出来，而又无法回避决策过程中决策者的选择和判断所起的决定作用，于20世纪70年代初提出的。层次分析法将评估目标分解成一个多级指标，对于每一层中各因素的相对重要性给出判断，将与决策有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。该方法具有系统、灵活、简洁的优点。该计算过程主要包括判断矩阵的建立和层次单排序及一致性检验，层次总排序计算及其一致性检验。

2.3 自动化排班

目前在大学排课、飞行员排班、地铁交通运行排班都有过很多自动排班系统的实际应用，但在空中交通管制员行业里还从未真正实际应用过，这是因为相比较于其他系统，管制员排班涉及分组、倒班、组内席位多、席位对管制员的要求各不同、席位间搭配等复杂因素，最重要的是，自动排班算法排出来的结果，即使理论上合理，但若与人工排出的相差太大，相当于隐形的增加了空管安全风险，也就无法真正投入使用。但随着民航事业的高速发展，管制员人数会增多，负荷会增大，实现管制员自动排班仍然是势在必行的。根据调研，以往的管制员自动排班系统之所以没有真正投入使用，一个主要原因是排班结果不合人意，与人工排班差距太大。因此，在开发自动排班系统时，除了满足必须满足的基本规则外，还应对历史排班数据进行全面的统计分析，例如管制员间的配合默契度、性格是否搭配等，这些经验虽然难以量化描述，但是却完全的存在于历史的排班数据中，所以可以通过计算机去自动学习历史排班数据，进行统计分析，模拟人进行排班，并设置评估标准不断改善自身性能，实现自我完善，最终优于人工排班。

2.4 班组值班模板

排班人员根据实际值班情况，先设定是“四班倒”还是“三班倒”，再设定值班时间段，如上午班需要设置成08：00-09：00、09：00-10：00、10：00-11：00、11：00-12：00四段值班时间。设定上述参数后，系统根据管制员基本信息和排班规则对该班组人员进行预排班。之后管理员可以手工进行修改，在手工修改过程中，如果系统发现值班人员不符合排班规则，会提醒是什么原因不能排班，并要求重新排班。如果符合排班规则，系统通过并保存。

结语：在经济增长和社会进步的推动下，中国民航业获得巨大的发展，运输总周转量已稳居世界第二，仅次于美国。空管是航空运输这个复杂系统中不可或缺的一部分，肩负着保障航空安全的职责。运输量的快速增长必然带来了管制工作量的急剧增长。在我国的很多地方，管制员所面临的空域环境的复杂程度和单位时间内指挥航空器的数量等指标常常大于美国管制员。同时，伴随管制技术的更新，新设备的使用，管制界面的扩展，管制工作负荷高，脑力劳动强度大。此外，空中交通管制工作是需要24小时提供服务的工作，需要倒班，倒班会影响管制员的疲劳程度，疲劳状态会导致认知能力和警觉水平下降，进而造成决策差错、记忆遗漏、违章操作等不安全行为。人手紧、压力大、倒班，安全风险高，管制员的工作性质决定了管制員的排班尤为重要，科学合理的排班可以有效控制管制员的疲劳风险，提高管制单位的工作效率，本文将对我国管制员排班现状进行分析与研究。

参考文献

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