交通流量增加環(huán)境下的空中管制風(fēng)險(xiǎn)與預(yù)警技術(shù)分析

張刊

摘 要：在我國經(jīng)濟(jì)水平快速發(fā)展、科技水平不斷提高的環(huán)境下，我國交通建設(shè)獲得較大進(jìn)步，同時(shí)也促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，提高了人們的生活水平。與其他交通方式相比，民用航空交通發(fā)展起步較晚，但近幾年其發(fā)展速度越來越快。隨著發(fā)展速度的不斷加快，交通管制風(fēng)險(xiǎn)也在不斷加大，交通流量在不斷增加。文章針對交通流量增加環(huán)境下出現(xiàn)的空中管制風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，并探究有效的預(yù)警技術(shù)。

關(guān)鍵詞：交通流量增加；空中管制；風(fēng)險(xiǎn)；預(yù)警

自從飛機(jī)誕生后，其安全問題一直被人們所關(guān)注，尤其是受到飛行錯(cuò)誤、失誤等因素影響導(dǎo)致出現(xiàn)的安全事故更為人們所重視。隨著人們對飛行安全重視程度的不斷增加，需要采取積極、主動(dòng)、有效的管理方式加強(qiáng)安全風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)管，真正將安全管理重點(diǎn)放到預(yù)防事故的管理中。通過構(gòu)建空中管制安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，不僅能夠準(zhǔn)確地對風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生頻率進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，而且還能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。

1 交通流量增加環(huán)境下空中管制風(fēng)險(xiǎn)問題的研究

1.1 在空中管制風(fēng)險(xiǎn)中系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)具備的優(yōu)勢

在動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中，其不僅能夠科學(xué)、系統(tǒng)的對反饋信息進(jìn)行分析，而且還是一門具有交叉性、綜合性的學(xué)科，能夠認(rèn)識、解決系統(tǒng)問題，集社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)于一體，是一門橫向性學(xué)科?；谠摲矫?，其能夠有效、及時(shí)解決高階性、非線性以及時(shí)變較為復(fù)雜的系統(tǒng)性問題。另外，有效運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，能夠進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要對系統(tǒng)中各個(gè)不同變量存在的變化規(guī)律進(jìn)行定量性研究。充分利用動(dòng)態(tài)力學(xué)優(yōu)點(diǎn)，并將這些優(yōu)點(diǎn)充分應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)研究中，能夠大大增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，發(fā)揮出的優(yōu)勢明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方式。以往運(yùn)用的計(jì)量預(yù)警模型，需要運(yùn)用到大量數(shù)據(jù)信息，但是優(yōu)于控制安全監(jiān)管發(fā)展緩慢，不具備豐富的歷史數(shù)據(jù)，不能更好滿足構(gòu)建模型的要求。在構(gòu)建空中管制預(yù)警模型中，運(yùn)用動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，不需要運(yùn)用大量歷史數(shù)據(jù)，且其函數(shù)之間關(guān)系較為靈活，能夠靈活運(yùn)用統(tǒng)計(jì)、擬合以及綜合性的評價(jià)，且實(shí)現(xiàn)該組方法的有效結(jié)合，將其優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。此外，能夠有效建立系統(tǒng)流圖和其因果關(guān)系，均能夠?qū)煌髁吭黾迎h(huán)境下空中管制風(fēng)險(xiǎn)的作用規(guī)律直接描述。

1.2 構(gòu)建以系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型

近年來，隨著民用航空交通的不斷發(fā)展，人流量在不斷增多。因此，需要構(gòu)建有效風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型對其作用進(jìn)行分析，如通過構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。為有效將系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)作用充分發(fā)揮出來，需要做好以下幾方面：

（1）深入調(diào)查，調(diào)查時(shí)收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行研究參考，并掌握交通流量增長實(shí)際情況，了解到安全隱患狀況后，確定合理性建設(shè)。

（2）排除、篩選假設(shè)，確定最主要的風(fēng)險(xiǎn)對象，并確定模型邊界。

（3）分析存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，繪制系統(tǒng)流圖，依據(jù)數(shù)據(jù)來源和完善情況構(gòu)建函數(shù)關(guān)系動(dòng)力學(xué)方程，然后根據(jù)流圖構(gòu)建空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型。

（4）有效利用數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行模擬調(diào)試，并研究、分析模擬結(jié)果，保障空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型正確操作，最后運(yùn)用模型。

2 交通流量增加環(huán)境下的空中管制風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警技術(shù)分析

2.1 空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的假設(shè)

為進(jìn)一步有效簡化分析過程，并對系統(tǒng)內(nèi)部存在的變量進(jìn)行合理確定，需要在構(gòu)建空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警時(shí)提出假設(shè)，假設(shè)主要包括以下四種：

（1）在考慮到近年航空運(yùn)輸量每年不斷增加的前提下，管制單位在對航空飛行器流量進(jìn)行管制的過程中，要注重考慮管制的空域利用率和空域管理能力，并在預(yù)設(shè)的時(shí)間和范圍中保持其持續(xù)性增長。

（2）管制風(fēng)險(xiǎn)要將整體存在風(fēng)險(xiǎn)的最終狀態(tài)變量作為非量剛性變量，主要對在系統(tǒng)要素中風(fēng)險(xiǎn)流的變化情況進(jìn)行考慮，不存在系統(tǒng)內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)防范措施不需要考慮。

（3）將環(huán)境相關(guān)變量和管理子系統(tǒng)的相關(guān)變量作為輔助性變量進(jìn)行計(jì)量，不需要將其作為狀態(tài)變量給予計(jì)量。

（4）在飛行流量的不斷增長下，管制行為一定程度會(huì)存在延遲情況。

2.2 空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的構(gòu)建

以上所列出的四種假設(shè)，主要將機(jī)械、人員、管理以及環(huán)境等各個(gè)子系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)作為基礎(chǔ)，根據(jù)系統(tǒng)中風(fēng)險(xiǎn)流存在的傳導(dǎo)、演化等運(yùn)動(dòng)規(guī)律，需要確定系統(tǒng)模型的邊界。通常情況下，確定系統(tǒng)模型邊界，需要遵循特定原則，首先確定與其具有相關(guān)性的狀態(tài)變量，然后排列、歸類確定后的狀態(tài)載體，上述步驟結(jié)束后，對所有研究的變量進(jìn)行確定，主要對其受到哪些狀態(tài)變量的控制進(jìn)行了解。受到認(rèn)知具有的局限性，不能全部分析所有模型，所以界定模型邊界要著重考慮外生、內(nèi)生以及不考慮因素等三方面。

2.3 構(gòu)建空中管制風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)流圖的主要步驟

對空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，繪制系統(tǒng)力學(xué)模型是其中最重要的環(huán)節(jié)。對空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型進(jìn)行繪制時(shí)，首先要做好訪談?wù){(diào)研工作，然后對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行深刻、細(xì)致的描述，這樣有利于將各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)要素之間存在的邏輯關(guān)系準(zhǔn)確刻畫出來，并確定其中存在的相關(guān)變量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)系統(tǒng)行為進(jìn)行控制和反饋。另外，對于系統(tǒng)行為產(chǎn)生影響的風(fēng)險(xiǎn)變量進(jìn)行預(yù)警和監(jiān)控；并將空中管制風(fēng)險(xiǎn)類型、風(fēng)險(xiǎn)特征以及模型邊界點(diǎn)的設(shè)置產(chǎn)生影響的相關(guān)因素相結(jié)合，通過安全風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境、人員、機(jī)械以及管理之間發(fā)生的作用構(gòu)建系統(tǒng)流圖。系統(tǒng)流圖的構(gòu)建主要包括九個(gè)流速變量、六個(gè)流位變量、二十八個(gè)輔助變量。

2.4 確定系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)預(yù)警模型變量函數(shù)的方法

預(yù)警模型中變量的確定主要對各個(gè)相關(guān)變量之間產(chǎn)生作用的關(guān)系進(jìn)行精確確定，交通流量增長環(huán)境下空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的變量函數(shù)主要運(yùn)用以下方法確定：

（1）根據(jù)基本存量和速率變量確定

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基本方程為水平方程，考慮到流量與存量之間存在的關(guān)系，存量主要運(yùn)用積分公式進(jìn)行描述，是流量變化產(chǎn)生的時(shí)間積累。速率方程指的是在一個(gè)單位時(shí)間間隔內(nèi)形成流量的方程式，是流量變化發(fā)生的自然規(guī)律或者調(diào)整存量的重要決策規(guī)則。

（2）以表函數(shù)關(guān)系為主要表征的變量

表函數(shù)指的是一個(gè)變量對另一個(gè)變量產(chǎn)生影響后，建立出兩個(gè)變量之間存在的非線性關(guān)系，尤其是軟變量之間。其較為復(fù)雜，主要運(yùn)用專家經(jīng)驗(yàn)、仿真調(diào)試以及文獻(xiàn)總結(jié)的方式確定。首先實(shí)現(xiàn)兩個(gè)變量的歸一性和規(guī)整化，然后依據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制大致關(guān)系圖。

3 結(jié)束語

總之，伴隨著空中管制交通流量的不斷增加，空中管制風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控已成為重要關(guān)注內(nèi)容。為有效降低空中管制風(fēng)險(xiǎn)率，減少設(shè)備故障率，保障飛行安全，需要通過構(gòu)建積極、有效的空中管制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，能夠一定程度預(yù)防空中風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，促進(jìn)民用航空交通事業(yè)的健康、快速發(fā)展，更好的為人們服務(wù)。

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