沈璐

[摘 要] 隨著空中交通流量的激增和管制運(yùn)行規(guī)模的擴(kuò)大，管制員工作負(fù)荷在不斷增加，工作負(fù)荷量在實(shí)際工作中直接或間接地決定了管制扇區(qū)容量及運(yùn)行安全與效率。管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)科學(xué)量化分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)管制員工作量及承受壓力的合理評(píng)價(jià)，可綜合提升管制安全運(yùn)行的整體水平。該系統(tǒng)的合理應(yīng)用為保障飛行安全，提高運(yùn)行效率，科學(xué)評(píng)定管制員工作績(jī)效提供了技術(shù)手段。

[關(guān)鍵詞] 管制員；工作負(fù)荷；安全與效率

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 13. 065

[中圖分類號(hào)] V351.36 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2017）13- 0154- 03

1 管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)架構(gòu)及功能

管制員在進(jìn)行對(duì)空指揮中，大部分時(shí)間是與機(jī)組進(jìn)行陸空通話。管制員通話負(fù)荷情況及指揮的航班架次，可作為監(jiān)控和分析空管單位安全狀態(tài)和保障能力的重要依據(jù)。民航華北空管局使用的管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)是由成都民航空管科技發(fā)展有限公司研發(fā)并建設(shè)的，系統(tǒng)型號(hào)為：ATCCLMAS V1.0，于2016年3月投入運(yùn)行。

根據(jù)采集到的單位時(shí)間通話次數(shù)、通話時(shí)長(zhǎng)、波道占用率、單架次管制指揮平均地空通話量等大量數(shù)據(jù)，建立的管制員通話負(fù)荷評(píng)價(jià)機(jī)制，對(duì)地空波道通話占用情況和指揮架次進(jìn)行計(jì)算和分析，反映各類管制單元的通話負(fù)荷狀況。通話負(fù)荷量越多，波道占用率越高，表明管制工作的繁忙程度越高，管制員出錯(cuò)的可能性也就越大，相對(duì)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加。

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)總體框架分為四層，包括：數(shù)據(jù)引接層、數(shù)據(jù)處理層、功能實(shí)現(xiàn)層和界面呈現(xiàn)層。規(guī)范的系統(tǒng)架構(gòu)與現(xiàn)有運(yùn)行系統(tǒng)有效銜接，接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，整合了北京終端區(qū)和區(qū)管中心兩地的主備自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、內(nèi)話系統(tǒng)、語(yǔ)音記錄儀、電子值班數(shù)據(jù)以及GPS時(shí)鐘等系統(tǒng)信息資源，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)之間的有效銜接和信息共享。

民航華北空管局管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)屬于運(yùn)行級(jí)系統(tǒng)，主要分布在華北空管局本部的區(qū)管中心管制大廳、終端區(qū)進(jìn)近管制室和西區(qū)塔臺(tái)明室，引接了綜合航跡數(shù)據(jù)、場(chǎng)監(jiān)融匯數(shù)據(jù)、電子進(jìn)程單數(shù)據(jù)、內(nèi)話系統(tǒng)語(yǔ)音和GPS時(shí)鐘等運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、存儲(chǔ)、分析和顯示。整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)依托現(xiàn)有的空管信息網(wǎng)，將計(jì)算出的通話負(fù)荷數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)上傳到民航局空管局技術(shù)中心的管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)服務(wù)器。技術(shù)中心的系統(tǒng)為管理級(jí)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)各地?cái)?shù)據(jù)的匯總與訪問(wèn)。目前，華北空管局和西北空管局作為試點(diǎn)單位，已將本地管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳至技術(shù)中心的服務(wù)器。

華北空管局管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)不與生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)物理連接，保證數(shù)據(jù)的單向傳遞，有效避免了網(wǎng)絡(luò)攻擊，確保了運(yùn)行數(shù)據(jù)和生產(chǎn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

運(yùn)行數(shù)據(jù)采集處理平臺(tái)采集空管各類生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括：內(nèi)話系統(tǒng)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)、空管自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、綜合航跡數(shù)據(jù)、場(chǎng)面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、電子值班數(shù)據(jù)以及GPS時(shí)鐘數(shù)據(jù)，將采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化格式進(jìn)行存儲(chǔ)，為管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)提供監(jiān)控分析的原始數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與空管不安全事件快速檢測(cè)報(bào)告系統(tǒng)共享相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2 系統(tǒng)功能

管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)需采集管制員對(duì)空通話錄音，用于通信負(fù)荷分析以及管制語(yǔ)音的實(shí)時(shí)播放和歷史回放。華北空管局管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)在語(yǔ)音信號(hào)采集方法上另辟蹊徑，雖然理論上可以從北京終端區(qū)內(nèi)話系統(tǒng)和北京區(qū)域管制中心內(nèi)話備用系統(tǒng)引接語(yǔ)音信號(hào)，但由于內(nèi)話系統(tǒng)配線架采用的是多重并線方式，已無(wú)多余接口，且多重并線會(huì)使信號(hào)衰減嚴(yán)重，對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)產(chǎn)生一定影響。經(jīng)多次研討驗(yàn)證，為了保障內(nèi)話系統(tǒng)安全性，最終采用從語(yǔ)音記錄儀引接語(yǔ)音信號(hào)到系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，語(yǔ)音通道與席位（扇區(qū)）對(duì)應(yīng)，解決了語(yǔ)音數(shù)據(jù)采集問(wèn)題。系統(tǒng)軟件終端通過(guò)向語(yǔ)音記錄儀發(fā)送席位信道錄音回放請(qǐng)求，語(yǔ)音記錄儀應(yīng)答后，向終端發(fā)送該信道語(yǔ)音信號(hào)，實(shí)現(xiàn)席位語(yǔ)音的回放。這樣既不影響語(yǔ)音記錄儀錄音質(zhì)量，同時(shí)也可滿足通話負(fù)荷系統(tǒng)語(yǔ)音檢測(cè)分析的需求。另外，該系統(tǒng)采用與語(yǔ)音記錄儀一致的回放端口，將語(yǔ)音記錄儀的話音統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過(guò)二次計(jì)算可以得到更詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)結(jié)果，方便用戶查詢、分析和利用。

該系統(tǒng)引接了自動(dòng)化系統(tǒng)輸出的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將接收到的分合扇信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和解析，解析后的數(shù)據(jù)以統(tǒng)一格式存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的引接和處理包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)解析模塊、數(shù)據(jù)紀(jì)錄存儲(chǔ)模塊。系統(tǒng)進(jìn)行管制員工作負(fù)荷指標(biāo)值計(jì)算時(shí)，通過(guò)自動(dòng)獲取的分合扇信息，可以準(zhǔn)確計(jì)算出管制員指揮的航班架次，進(jìn)而得到席位單架次航空器平均通話時(shí)間和席位陸空通話量。實(shí)現(xiàn)對(duì)管制員工作負(fù)荷和工作狀態(tài)進(jìn)行更準(zhǔn)確的分析和判斷。

引接場(chǎng)面監(jiān)視數(shù)據(jù)，獲取航空器在場(chǎng)面上的活動(dòng)信息（包括航班號(hào)、位置信息、滑行時(shí)間、放行時(shí)間等信息），用于塔臺(tái)席位管制工作量（架次）的計(jì)算。引接電子進(jìn)程單數(shù)據(jù)，獲取機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面航班狀態(tài)信息（包括放行、推出、開(kāi)車、滑行、進(jìn)跑道、等待、起飛等信息），用于塔臺(tái)席位管制工作量（架次）的計(jì)算。通過(guò)電子進(jìn)程單數(shù)據(jù)為計(jì)算管制員工作負(fù)荷，提供具體上崗時(shí)間，用以量化每一位管制員實(shí)際的管制工作負(fù)荷，為管制員管制工作品質(zhì)評(píng)價(jià)和工作績(jī)效考核，提供可量化的依據(jù)。

系統(tǒng)引接GPS時(shí)鐘設(shè)備輸出的時(shí)鐘數(shù)據(jù)，用于校準(zhǔn)語(yǔ)音采集服務(wù)器時(shí)間，實(shí)現(xiàn)管制地空通話時(shí)間的同步，確保地空通信負(fù)荷數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

通過(guò)解析采集的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，獲得席位語(yǔ)音通話的通話時(shí)長(zhǎng)等信息，通過(guò)對(duì)甚高頻信道數(shù)據(jù)、信道負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)測(cè)及記錄，并將通話信息進(jìn)行解碼，分析聲音波形。通過(guò)對(duì)綜合航跡數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和計(jì)算，統(tǒng)計(jì)席位對(duì)應(yīng)扇區(qū)管制指揮航空器的架次，實(shí)現(xiàn)對(duì)管制員通話負(fù)荷和扇區(qū)流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。

系統(tǒng)對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行截取后，將每個(gè)語(yǔ)音片段的結(jié)束時(shí)間和開(kāi)始時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，獲取通話時(shí)長(zhǎng)。對(duì)單位時(shí)間內(nèi)的所有通話片段的通話時(shí)間進(jìn)行累加，得出單位時(shí)間通話時(shí)長(zhǎng)。

設(shè)第i段通話的開(kāi)始時(shí)間為starti，結(jié)束時(shí)間為endi，starti和endi以秒為單位，則本段通話時(shí)長(zhǎng)為：

lengthi=endi-starti（開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間為同一天）endi-starti+24×3600（跨天的情況）

對(duì)所統(tǒng)計(jì)時(shí)間單位內(nèi)的每段通話時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行累加，即可得到總的通話時(shí)長(zhǎng)：

lengthtotal=■lengthi

計(jì)算單位：秒

系統(tǒng)根據(jù)人員的值班時(shí)段，從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取該時(shí)段內(nèi)所有通話記錄，將所用通話記錄的通話時(shí)間進(jìn)行累加，得出該值班時(shí)段的通話總時(shí)長(zhǎng)，將通話總時(shí)長(zhǎng)除以值班時(shí)段長(zhǎng)度得到通話飽和度。瞬時(shí)通話飽和度為通話時(shí)長(zhǎng)和單位時(shí)間（5-10分鐘）之比，設(shè)單位時(shí)間內(nèi)某管制單元的總通話時(shí)長(zhǎng)為lengthtotal，單位時(shí)間的時(shí)間長(zhǎng)度為lengthunit，該管制單元內(nèi)當(dāng)前時(shí)間單位的瞬時(shí)通話飽和度為Punit，則

Punit=lengthtotal ÷ lengthunit×100%

瞬時(shí)通話飽和度峰值：值班時(shí)段內(nèi)瞬時(shí)通話飽和度最高值。

平均通話飽和度：所有席位瞬時(shí)通話飽和度平均值，反映整個(gè)運(yùn)行單位瞬時(shí)通話飽和度的整體情況。

2 管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

華北空管局管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)分布在區(qū)域管制中心和北京終端區(qū)內(nèi)，其中區(qū)域管制中心有四套終端，分別安裝在每個(gè)管制室的主管席；流量管理室有一套終端；北京終端區(qū)有兩套終端，分別安裝在進(jìn)近管制室主任席和西區(qū)塔臺(tái)放行席，方便值班領(lǐng)導(dǎo)隨時(shí)查看狀態(tài)信息。通過(guò)該系統(tǒng)對(duì)管制人員的通話時(shí)長(zhǎng)、通話次數(shù)、管制架次數(shù)量等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，可以有效監(jiān)控管制員的工作量和工作強(qiáng)度，科學(xué)、客觀、公正地測(cè)算管制員的工作負(fù)荷，提高管理部門對(duì)管制員實(shí)時(shí)工作狀態(tài)的掌控能力。通過(guò)建立管制工作強(qiáng)度評(píng)價(jià)機(jī)制，對(duì)保障航班架次指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并結(jié)合工作時(shí)長(zhǎng)等相關(guān)指標(biāo)，可以為管制員工作績(jī)效量化評(píng)價(jià)提供技術(shù)基礎(chǔ)。

該系統(tǒng)具體應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。

2.1 有效監(jiān)控通話負(fù)荷量，作為分離或合并扇區(qū)的依據(jù)

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控每一個(gè)管制席位（扇區(qū)）通話負(fù)荷量。以區(qū)管中心西南扇為例，扇區(qū)內(nèi)航班流量大，尤其是在高峰時(shí)段9：00-11：00和14：00-18：00期間，帶班主任可利用系統(tǒng)具有的超負(fù)荷工作告警功能，對(duì)流量大的扇區(qū)和長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷工作的人員進(jìn)行關(guān)注，合理調(diào)配管制資源和管制員的工作時(shí)間，有效緩解管制員的工作壓力，保障安全運(yùn)行。

（2）可實(shí)時(shí)采集陸空通話語(yǔ)音數(shù)據(jù)和雷達(dá)綜合航跡數(shù)據(jù)，將管制席位的負(fù)荷情況通過(guò)系統(tǒng)終端進(jìn)行實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，對(duì)于超過(guò)設(shè)定閾值的情況，可通過(guò)語(yǔ)音、圖像等多種方式進(jìn)行實(shí)時(shí)告警，從而進(jìn)行合理調(diào)配。系統(tǒng)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和歷史統(tǒng)計(jì)后，仍保留原始雷達(dá)綜合航跡數(shù)據(jù)和語(yǔ)音數(shù)據(jù)，做到所有數(shù)據(jù)有據(jù)可依，有據(jù)可查，確保系統(tǒng)安全可靠。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，為管制員工作量評(píng)估提供依據(jù)

運(yùn)行管理部門用戶可通過(guò)對(duì)塔臺(tái)、進(jìn)近和區(qū)域等部門的通話負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為管制席位地空通話負(fù)荷的評(píng)價(jià)、席位工作量評(píng)估等提供依據(jù)。具體統(tǒng)計(jì)功能包括：按小時(shí)、天、周、月、季度、年等不同時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；按不同通話負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；按不同的統(tǒng)計(jì)方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)方式包括：累計(jì)統(tǒng)計(jì)、均值統(tǒng)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)以及指標(biāo)的變化率環(huán)比、同比統(tǒng)計(jì)、繁忙時(shí)段統(tǒng)計(jì)等；以統(tǒng)計(jì)表格、曲線、柱形圖的形式呈現(xiàn)通話負(fù)荷統(tǒng)計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)。

運(yùn)行管理部門對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)出的管制單位通話負(fù)荷指標(biāo)狀況進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，系統(tǒng)提供分析評(píng)價(jià)窗口，并生成分析報(bào)告，以表格、曲線、柱形圖、文字描述的形式呈現(xiàn)通話負(fù)荷分析結(jié)果。具體功能包括：根據(jù)系統(tǒng)檢測(cè)出的管制通話負(fù)荷狀況，對(duì)相應(yīng)管制席位工作量進(jìn)行評(píng)價(jià)；對(duì)管制通話負(fù)荷的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)；分析扇區(qū)或某航路流量情況，進(jìn)行扇區(qū)合理調(diào)配以及提出管制員調(diào)整建議和措施，降低管制通話負(fù)荷。

2.3 席位語(yǔ)音和雷達(dá)綜合航跡回放，為生產(chǎn)運(yùn)行提供支持與幫助

系統(tǒng)終端軟件針對(duì)某一管制席位，實(shí)現(xiàn)扇區(qū)的綜合航跡和管制通話錄音同步播放。當(dāng)查看系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果時(shí)，若發(fā)現(xiàn)某席位某時(shí)間段的工作負(fù)荷較高，點(diǎn)擊播放按鈕，呈現(xiàn)綜合航跡界面，在顯示某扇區(qū)內(nèi)航空器飛行態(tài)勢(shì)的同時(shí)，同步播放對(duì)應(yīng)席位的管制員通話語(yǔ)音。運(yùn)行管理部門用戶通過(guò)功能查找問(wèn)題所在，從而為實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行提供支持與幫助。

2.4 與績(jī)效考核、評(píng)優(yōu)工作相結(jié)合，提高工作效率

參照管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可以更好地了解管制員工作狀態(tài)，客觀評(píng)價(jià)他的工作效率，合理計(jì)算勞動(dòng)力投入與產(chǎn)出比。數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以作為員工績(jī)效考核和評(píng)優(yōu)依據(jù)，進(jìn)行工資再分配，從而提高管制員工作的積極性和主動(dòng)性，可側(cè)面推進(jìn)民航空管系統(tǒng)工資改革步伐。

3 結(jié) 語(yǔ)

管制員通話負(fù)荷監(jiān)控分析系統(tǒng)的有效應(yīng)用，可合理調(diào)配管制資源和管制員的工作時(shí)間，使航班流量與管制員工作負(fù)荷相平衡。通過(guò)優(yōu)化管制資源，可減輕管制員工作壓力，綜合提升管制運(yùn)行工作整體水平，更好地保證飛行安全。