基于变异系数的EWM-G1管制运行效率主客观综合赋权评价方法

杨 非，张建平，谢方泉，吴卿刚

基于变异系数的EWM-G1管制运行效率主客观综合赋权评价方法

杨 非1，张建平2，谢方泉2，吴卿刚2

（1. 中国民用航空局，北京 100710；2. 中国民用航空局第二研究所，成都 610041；）

对管制运行效率进行科学合理地评价，是提升管制运行效率的前提条件。本文针对管制运行效率评价问题，充分考虑投入、产出、资源利用以及资源配置等因素，建立管制运行效率评价指标体系；之后，基于指标变异系数对主客观赋权信息进行综合，提出基于变异系数的EWM-G1管制运行效率主客观综合赋权评价方法；最后，选择某区管中心六片管制扇区，作为六个管制单位，验证本文所提出的管制运行效率评价方法的可行性。

管制运行效率；指标体系；变异系数；组合赋权

0 引 言

国际民航组织（ICAO）在《全球航行绩效手册》中将效率作为一个关键绩效领域[1]。近年来我国民航运输量和航班保障架次年增长率长期保持在10%左右的高位[2]，而管制员数量年均增长只有2.1%[3]。在民航运输业务量高速增长的形势下，管制运行单位应在坚守民航安全底线的同时提升管制运行效率。对管制运行效率进行科学合理地评价，有助于识别影响管制运行效率的关键因素[4]，及时发现运行过程中的短板，为制定提升管制运行效率方案提供指导[5]。

由于影响管制运行效率的因素众多，根据单一因素对其进行评价缺乏全面性。则通常在对管制运行效率进行评价时，会建立一个可量化的评价指标体系，通过结合各指标信息对其进行评价。因此，对管制运行效率进行评价的一个关键问题就是对指标进行赋权，按照赋权原理的不同，评价方法可分为主观赋权评价法和客观赋权评价法。夏正洪等人分析了影响管制中心运行效能的各类因素，利用层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）对管制中心系统效能进行评价[6]，该评价方法属于主观赋权评价法。王梦丽等人利用主成分分析方法获得机场管制系统运行效率综合评价指标[7]，其所使用评价方法属于客观赋权评价法。两类方法各有优势，主观赋权评价法能充分考虑行业专家给出的判断，客观赋权评价法能较大程度利用指标数据本身的特性。因此，将主客观赋权评价方法进行结合，对管制运行效率进行综合评价，能使两类评价方法优势互补，进而使得评价结果更加科学合理。主客观赋权综合评价方法的关键是确定主客观两种方法的赋权结果在综合评价模型中的权重，一种较为简单的处理方式为最终权值取主观赋权和客观赋权的算数平均值，即0.5：0.5[8]。这样的取值较为单一固化，未能充分利用主客观评价法的赋权信息。孙佳琦等人采用博弈论的方法将通过层次分析法确定的主观权值和熵权法（Entropy Weight Method，EWM）确定的客观权值相结合，建立终端区管制运行效率评价模型，为针对管制运行效率的主客观综合评价提供了新的思路[9]。

本文针对管制运行效率评价问题，充分考虑投入、产出、资源利用以及资源配置等因素，建立了管制运行效率评价指标体系；接着，运用客观赋权法EWM[10]和主观赋权法G1法[11]，分别对所建立指标体系中各项指标进行赋权；之后，基于指标变异系数[12]对主客观信息进行综合，提出基于变异系数的EWM-G1管制运行效率主客观综合赋权评价方法；最后，运用本文所提出的管制运行效率主客观综合赋权评价方法，对某管制单位6片管制扇区的管制运行效率进行评价，并对评价结果进行分析。

1 管制运行效率评价指标体系

关于管制运行效率的具体内涵，部分学者给出了相应的定义。罗贯中等人在文献[13]中指出“管制运行效率是指在管制运行系统中，一定的管制投入对管制服务需求的满足程度，即运行活动中所消耗的劳动量与所获劳动效果的比率”。杜实等人在文献[14]中指出“管制运行效率是指一定的管制资源投入与获得的劳动效果的比率。”参考上述定义，本文充分考虑投入、产出、资源利用以及资源配置等因素，建立管制运行效率评价指标体系。其中，投入在管制运行方面主要涉及人力资源、时间资源、空域资源等；产出主要是指正常运行的管制指挥架次、航空器冲突解脱次数、运行可预测性等。

在加入单架次平均保障时间之后，管制工作量表征更加具体，更能贴切反映实际管制工作情况。

最后，综合考虑指标的典型性和可采集性，本文构建如图1所示的管制运行效率评价指标体系。

图1 管制运行效率评价指标体系

2 基于变异系数的EWM-G1管制运行效率主客观综合赋权评价方法

本文选用EWM和G1法获得指标的客观和主观权值。EWM是一种客观赋权法，其基本原理是通过度量评价指标体系中指标数据所蕴含的信息量来计算各指标的权重。当评价对象在某项指标上的值相差较大，熵值较小，说明该指标提供的有效信息量较大，指标的权重也应较大；反之，若某项指标的值相差越小，熵值较大，说明该指标提供的信息量较小，指标的权重也应较小。G1法相较于常用的AHP法，不用构造判断矩阵，即无需进行一致性检验，计算量较AHP成倍减少，且具有保序性，便于后续指标集扩充[15]，因此本文选用G1进行主观赋权。最后，本文基于变异系数，对客观权值和主观权值进行加权组合，所得到的综合权值能同时体现主客观信息集成特征。

2.1 EWM赋权

（3）计算各个管制单位指标对于全部样本的比重：

2.2 G1法赋权

Tab.1 Assignment reference table of

2.3 基于变异系数的主客观赋权信息综合

变异系数被定义为一组数据的标准差与均值的商，反映一组数据的离散程度。利用指标变异系数，构造如下式子：

式中：为指标变异系数加权和，体现评价对象之间的整体差异，其值越大，则主客观综合评价的区分度就越大。由此得到下面的最优化模型：

利用Lagrange极值原理求解上述最优化问题，构造Lagrange函数如下：

3 评价实例及分析

3.1 管制扇区管制运行效率评价示例

基于本文所建立的管制运行效率评价指标体系和基于变异系数的EWM-G1管制运行效率主客观综合赋权评价方法，可对管制运行单位的管制运行效率进行评价。本节选择某区管中心六片管制扇区，作为六个管制单位，对本文所提出的评价方法的评价具体流程进行说明。

步骤1 指标数据采集和标准化处理。对应本文所建立的管制运行效率评价指标体系，采集2015年11月19日到2016年1月15日共六周某区管中心对应运行数据，得到管制运行效率评价指标数据集，如表2所示。

表2 管制运行效率评价指标数据集

Tab.2 Dataset of air traffic control operational efficiency evaluation index

步骤3 运用G1法对各个指标进行主观赋权。邀请行业内9位资深专家，对本文所构建的管制运行效率评价指标进行主观排序赋值，根据2.2节G1法的赋权原则，先要对专家给出的序关系进行分类。经整理，共得到4种不同的序关系，4种序关系下指标重要程度之比的专家赋值结果如表3所示。

表3 专家主观排序赋值结果

Tab.3 Expert’s subjective ranking assignment results[吴25]

表4 管制扇区管制运行效率综合评价得分

Tab.4 Air traffic control operational efficiency evaluation scores of control sectors

3.2 评价结果分析

根据表4的加权评价得分，6片管制扇区的运行效率由高到低排序为ACC01>ACC05> ACC02>ACC08>ACC09>ACC04，即ACC01扇区的管制运行效率最高，ACC04扇区的管制运行效率相对最低。从表2可以看出，虽然ACC04扇区的航班延误情况和环保指数都是参与比较的扇区中最高的，但由于人力资源利用率指标和空域利用率指标较低，且管制复杂度也相对较低，因此管制运行效率偏低。

4 结 论

本文针对管制运行效率评价问题，充分考虑投入、产出、资源利用以及资源配置等因素，建立了具有典型性和可操作性的管制运行效率评价指标体系，进而提出基于变异系数的EWM-G1管制运行效率主客观综合赋权评价方法。该方法能充分综合主客观两种赋权方法的信息，既能反映专家所给出的经验知识，也能利用指标数值之间的客观差异。最后将本文所提出的管制运行效率综合评价方法运用到实际运行单位的效率评价当中，验证了该方法的可行性。

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EWM-G1 Objective and Subjective Comprehensive Evaluation Method for Air Traffic Control Operational Efficiency Based on Variation Coefficient

YANG Fei1，ZHANG Jian-ping2，XIE Fang-quan2，WU Qing-gang2

（1. Civil Aviation Administration of China，Beijing 100710，China；2. The Second Research Institute of Civil Aviation Administration of China，Chengdu 610041，China）

A scientific and reasonable evaluation of air traffic control operational efficiency is a prerequisite for improving it. Based on such an evaluation , this study fully considers the factors of input, output, resource utilization, and allocation, and establishes an evaluation index system. The subjective and objective information is combined and empowered based on variation coefficient, and the EWM-G1 subjective and objective comprehensive evaluation method for the aforementioned efficiency based on variation coefficient is proposed. Finally, six control sectors of an ACC are selected as control units to verify the feasibility of the proposed air traffic control operational efficiency evaluation method.

air traffic control operational efficiency; index system; variation coefficient; combination empowerment

V355

A

10.3969/j.issn.1672-4747.2020.03.015

1672-4747（2020）03-0126-07

2019-08-27

四川省重大科技专项项目（2019YFG0390）

杨非（1972—），男，北京人，正处级调研员，硕士研究生，主要研究方向为空管运行、无人机管理、航空安全管理，E-mail：yangfei@caac.gov.cn

张建平（1976—），男，安徽南陵人，研究员，博士，主要研究领域为空中交通安全管理，E-mail：zhangjp@caacsri.com

杨非，张建平，谢方泉，等. 基于变异系数的EWM-G1管制运行效率主客观综合赋权评价方法[J]. 交通运输工程与信息学报，2020，18（3）：126-132

（责任编辑：李愈）