王金

(中國(guó)民用航空西南地區(qū)空中交通管理局云南分局,云南昆明 650200)

空中交通管理中的交通行為復(fù)雜性研究

王金

(中國(guó)民用航空西南地區(qū)空中交通管理局云南分局,云南昆明 650200)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的交通運(yùn)輸事業(yè)也獲得了十分迅速的發(fā)展，尤其是空中交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展在近年來(lái)十分顯著。然而航空飛機(jī)數(shù)量的增多以及航空班次的密集，使得航空運(yùn)輸事業(yè)安全運(yùn)行的難度也進(jìn)一步增加。在這樣的背景下，自動(dòng)化空中交通管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，這一系統(tǒng)的應(yīng)用在很大程度上緩解了空中交通運(yùn)輸事業(yè)安全堪憂的現(xiàn)狀。為此，本文將對(duì)空中交通管理中的交通行為復(fù)雜性進(jìn)行細(xì)致的分析與研究。

空中交通管理 交通行為 復(fù)雜性研究

航空運(yùn)輸作為一種快速、便捷的交通運(yùn)輸模式，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)具有十分重要的作用與意義。然而航空運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，使得我國(guó)的航空交通運(yùn)輸安全保障系統(tǒng)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，為了避免航空交通運(yùn)輸事故的發(fā)生、提高航空交通運(yùn)輸?shù)捻槙承耘c安全性，人們研制出了空中交通自動(dòng)化管理系統(tǒng)。而本文將主要對(duì)空中交通行為的復(fù)雜性進(jìn)行研究。

1 靜態(tài)空中交通行為復(fù)雜性分析

1.1 劃分聚類分析方法的評(píng)分函數(shù)和算法描述

本節(jié)主要是為了利用自動(dòng)化空管系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空中交通管理中的交通行為的重構(gòu)與精煉指標(biāo)體系的劃分聚類，并希望藉此來(lái)幫助空中交通行為管理者更好的對(duì)空中交通行為的指標(biāo)差異進(jìn)行辨識(shí)，從而提高空中交通系統(tǒng)靜態(tài)交通行為的綜合描述與刻畫(huà)水平。由于在對(duì)空中交通管理中交通行為指標(biāo)體系的指標(biāo)進(jìn)行歸類和劃分時(shí)，不能將之前各個(gè)操作環(huán)節(jié)的交通信息丟棄，而需要保留那些相關(guān)數(shù)據(jù)信息，因此，在后期對(duì)靜態(tài)空中交通行為進(jìn)行分析與研究時(shí)能夠較為容易的獲得成體系的知識(shí)線索，從而為靜態(tài)空中交通行為不同層次的數(shù)據(jù)處理與決策應(yīng)用提供預(yù)留的數(shù)據(jù)接口。

聚類分析方法是統(tǒng)計(jì)學(xué)中最為基礎(chǔ)的研究范疇，其主要原理是將目標(biāo)對(duì)象集合劃分或分解為不同的簇，并且每一個(gè)簇中的各個(gè)對(duì)象具有著相似的特征，并且不同簇之間的對(duì)象不存在完全一致的情況。根據(jù)這一原理，筆者將根據(jù)空中交通管理中交通行為框架模型屬性的不同來(lái)將其分為兩個(gè)差異簇，并且將交通構(gòu)成性指標(biāo)分別劃分為數(shù)量為m的聚類C={C

1、C2、L、Ci、L、Cm}，任意挑選出一個(gè)交通構(gòu)成性指標(biāo)分配給唯一聚類Ci（1≤i≤m）。通過(guò)一系類的相關(guān)運(yùn)算后，人們就可以得出靜態(tài)空中交通行為的評(píng)分函數(shù)[1]。

1.2 靜態(tài)空中交通行為的特征分析

通過(guò)對(duì)空中交通管理中靜態(tài)空中交通行為的指標(biāo)體系進(jìn)行劃分聚類，人們能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)空中交通形勢(shì)雙層特征信息的感知，而根據(jù)此，人們則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空中靜態(tài)交通行為模式的透視分析，從而對(duì)空中靜態(tài)交通行為的變化情況進(jìn)行全面的刻畫(huà)，為空中交通管理者各種決策的下達(dá)提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

在宏觀層次上，對(duì)靜態(tài)空中交通行為指標(biāo)進(jìn)行聚類劃分，從而最終得出的聚類數(shù)量m、聚類間差異bc與聚類內(nèi)差異wc[2]。通過(guò)對(duì)這些量值的分析與處理，我們能夠最終實(shí)現(xiàn)對(duì)該聚類濃縮成像的勾畫(huà)，從而得出靜態(tài)空中交通行為指標(biāo)體系中所有指標(biāo)的總體關(guān)系。而這十分有利于空中交通管理決策者得出真實(shí)可靠的靜態(tài)空中交通行為的系統(tǒng)交通總體情勢(shì)圖像，概要的掌握靜態(tài)空中交通行為在不同時(shí)間片內(nèi)的差異及其形成的簡(jiǎn)要過(guò)程。由于這一過(guò)程并不涉及到靜態(tài)空中交通行為的具體細(xì)節(jié)信息情況，因此所得的所有聚類量值都具有著較強(qiáng)的普遍性特征，可以對(duì)多維度空中交通行為進(jìn)行最為系統(tǒng)概括的描述。

2 動(dòng)態(tài)空中交通行為復(fù)雜性分析

2.1 差異函數(shù)和多維特征量

要想有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)空中交通行為特征的刻畫(huà)，最基本需要做的就是要對(duì)不同時(shí)間階段內(nèi)的靜態(tài)空中交通行為的差異與共同點(diǎn)進(jìn)行描述與區(qū)分。這是做好靜態(tài)空中交通行為特征刻畫(huà)工作的前提條件。我們知道，空中交通行為的指標(biāo)體系能夠很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)某一時(shí)間片內(nèi)靜態(tài)空中交通行為的全面刻畫(huà)。其中，聚類數(shù)量M與聚類間差異bc兩者能夠?qū)Σ簧婕凹?xì)節(jié)信息的靜態(tài)空中交通行為在不同時(shí)間片中交通行為的總體異同關(guān)系進(jìn)行記錄與勾畫(huà)，并將得到的結(jié)果當(dāng)作交通行為的一般特征量，并根據(jù)此實(shí)現(xiàn)對(duì)不同時(shí)間片內(nèi)靜態(tài)空中交通行為的對(duì)比。而劃分聚類則能夠得出靜態(tài)空中交通行為的具體指標(biāo)框架，并利用這些相關(guān)的信息對(duì)空中交通行為模式的細(xì)節(jié)特征進(jìn)行推衍，得出有價(jià)值的信息數(shù)據(jù)[3]。

2.2 動(dòng)態(tài)空中交通行為的復(fù)雜性分析

在缺少相關(guān)具體信息的情況下，人們很難得出某一客觀對(duì)象的復(fù)雜性特征與信息，所以，當(dāng)人們更多的以主觀的猜測(cè)來(lái)對(duì)空中交通管理的動(dòng)態(tài)空中交通行為的復(fù)雜性進(jìn)行定義時(shí)，這一工作就缺少了其根本的意義。然而在能夠?qū)?dòng)態(tài)空中交通行為的多指標(biāo)體系的多組時(shí)間片的劃分聚類集合數(shù)據(jù)進(jìn)行掌握的情況下，對(duì)獨(dú)立的研究對(duì)象在不同時(shí)間片內(nèi)的動(dòng)態(tài)空中交通行為進(jìn)行比較分析也具有重要的意義與作用。數(shù)以我們說(shuō)，動(dòng)態(tài)空中交通行為具有著一定實(shí)質(zhì)性的復(fù)雜內(nèi)涵。

通常來(lái)說(shuō)，有六個(gè)特征變量能夠?qū)?dòng)態(tài)空中變化交通行為在不同層次上的多維度概觀進(jìn)行表現(xiàn)，所以我們認(rèn)為動(dòng)態(tài)空中交通行為至少擁有六個(gè)層面的復(fù)雜性涵義。動(dòng)態(tài)空中交通行為的基底層次復(fù)雜性——CF能夠通過(guò)這六個(gè)特征變量來(lái)對(duì)其客觀層面進(jìn)行反應(yīng)。鑒于人的處理對(duì)象關(guān)系能力十分有限，因此可以借助信息自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)對(duì)這六種特征變量進(jìn)行提煉和深度精煉[4]。并根據(jù)自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)這六種特征變量動(dòng)力學(xué)相似性在動(dòng)態(tài)空中交通行為信息層中的相互關(guān)系與反應(yīng)，來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)空中交通行為的同調(diào)復(fù)雜性（CS）進(jìn)行構(gòu)建。

3 結(jié)語(yǔ)

分別對(duì)空中靜態(tài)與動(dòng)態(tài)交通行為的復(fù)雜性進(jìn)行了分析，希望能夠提高我國(guó)航空運(yùn)輸?shù)陌踩耘c可靠性，推動(dòng)我國(guó)航空交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展。

[1]托馬斯·B·謝利丹,胡寶生譯.人與自動(dòng)化：系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研究問(wèn)題[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,2010,68-69.

[2]埃弗雷姆·特班，杰伊·E·阿倫森,梁定澎,楊東濤,錢峰譯.決策支持系統(tǒng)與智能系統(tǒng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009,14-15.

[3]Murray Gell-Mann著,楊建鄴,李湘蓮譯.夸克與美洲豹—簡(jiǎn)單性和復(fù)雜性的奇遇[M].長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2012,216-218.

[4]趙嶷飛,張德.空中交通復(fù)雜性的概念及方法研究[C].中國(guó)航空學(xué)會(huì)航空電子與空中交通管理分會(huì),中國(guó)航空通信導(dǎo)航監(jiān)視及空管學(xué)術(shù)會(huì)議論文集,北京:航空工業(yè)出版社,2010,155-160.

王金(1982.5—),男,漢族,籍貫:湖北廣水。2004年畢業(yè)于中國(guó)民航大學(xué),交通運(yùn)輸專業(yè)。2004年就職于中國(guó)民用航空西南地區(qū)空中交通管理局云南分局,航空管理助理工程師,研究方向:空中交通管理。