航空管制员工作疲劳监测研究

摘要：本文通过对于现有的管制员工作疲劳监测手段进行分析对比，结合管制员工作运行实际情况，提出了基于声音监测的管制员疲劳监测方式。客观、有效的前提下尊重管制员个人隐私，为促进管制工作安全运行提出了有效的建议。

关键词：管制员；疲劳监测；声音监控

中图分类号：[U8]文献标识码：A

对于特定岗位的特殊人员来说，疲劳是威胁到自己与他人生命财产安全的重大问题。国内外研究表明，至少有70%空管人为差错事件直接或间接由疲劳导致，并有研究指出管制员疲劳工作的趋势将随着民航业的快速发展进一步加大。

目前，民航业正处于高速发展阶段，ARJ21顺利运行，国产大飞机C919稳步推进，再伴随着中低空的逐步开放，空中交通流量会进一步增加，空域会更加拥挤，管制员的工作量与工作压力迅速增加。2014年某机场塔台管制员在席位上睡着，导致航班复飞，造成了巨大的安全隐患和极差的社会影响。许多信息表明，国内管制员疲劳工作的频率已有明显增加，已对空管工作安全和高效运营构成极大威胁。

1 疲劳

疲劳是指工作过程中人体工作能力和绩效下降、错误和事故发生概率增大的现象。常见表现为：反应迟钝、判断不准、作业机能下降、疲倦感等症状出现，是一种自然的人体防御反应。

国际民航组织（ICAO）将疲劳定义为：由于睡眼不足、长时间清醒、所处的昼夜节律阶段或者工作负荷（脑力和/或体为活动）过重而导致开展脑为或体为活动的能力降低的生理状态，这种状态会损害机组成员的警觉度及其安全的操作航空器或者履行安全相关职责的能力。

空中交通管制岗位具有工作压力大、轮班、熬夜等特点，这些都容易引起管制员工作疲劳。加上我国航空运输业发展迅猛，管制岗位工作负荷随之增加，所以说管制员疲劳现象具有一定的普遍性，应引起重视[1]。

2 现有管制员疲劳监控措施

国内外对于航空管制员疲劳检测已经有较多研究，可选择的方法也较多，主要分為主观测评和客观测评。主观测评是通过问卷调查表、斯坦福睡眠尺度表等来进行测评。客观测评主要是通过测量生理指标而进行。

管制员疲劳检测中，对于生理指标的检测研究较多，包括：脑电测量法、心电测量法、肌电测量法、皮电测量法、血液/汗液测量法、眼电测量法、唾液测量法、动态心率法、语音频率分析法、面部状态识别法。其中脑电、心电、皮电、肌电、眼电、血液、汗液、唾液因测量需要设备与管制员接触且测量方法相对复杂，理论研究有一定开展，实际中几乎没有应用。目前主要的研究应用方向为面部状态识别，具体又分为面部综合状态识别和眼睛状态识别[2]。

眼睛状态识别细分为眼球转动监测、瞳孔尺寸变化监测、眨眼频率监测、眨眼平均时间监测、闭眼时间监测。面部综合状态识别则同时监测眼睛状态和嘴巴打哈欠状态从而进行判断。

现管制一线单位应用的管制员疲劳监测方法包括上岗前问卷调查和面部综合状态识别两种。但是，问卷调查方式的主观性导致结果参考性很差，且管制员所填问卷经过一段时间的使用后，因管制员大多记住了标准答案，结果几乎无实际意义。而填写问卷本身也使得管制员感觉身心略疲。面部综合状态识别法需要在管制员座位前方安置一枚专用摄像头，用以捕捉管制员面部数据。该方法一方面需要专用的系统，包括软件和硬件。另一方面也给管制员工作带来隐形压力。在工作中，一只“眼睛”时刻盯着管制员，不停捕捉管制员面部信息，使得不少管制员较难适应，且不间断的摄像头监控严格影响到管制员的隐私。

3 基于声音监测的管制员疲劳监测

管制员管制工作开展的直接方法是通过语音系统下发管制指令。管制指令的下发包含了对当前信息的认读、理解和对将来形势的预判。每一句管制指令的下发需要较为大量的思考和决策。一方面会造成管制员疲劳的发生，另一方面管制员发布的语音信息也显示着管制员当前的工作状态。

当人处于疲劳状态时，情绪会比较低沉，而且反应较为迟钝。表现为声音的强度一定程度上会降低，且反应的节奏会变慢。经过一线调研，因为长时间的工作习惯，管制员在疲劳状态下，说话的速度不会有明顯变慢，但是说话的节奏会有明显放缓。通过对管制员发布指令节奏和声音强弱的监控可以实现有效的疲劳监测。

管制在席位上工作时，通过话筒传入语音设备，再由甚高频系统发送给空中的飞机。并且，每次管制员在发布指令时，需要按下手中的发话器指令才可以有效发出。发话器的存在，使得话筒接受的都是有效的管制指令，与管制无关的语音则不会进入系统。语音经过话筒后由震动信号转为电信号，电信号则由计算机处理后再转化为甚高频系统信号发送给空中的飞机。只需在语音系统计算机中植入相应程序即可有效地对管制员的疲劳状态进行监测。

可见，通过声音监测进行管制员疲劳监测，固然存在管制员不发指令就无法监测的情况，但是管制员的工作开展方式就是通过指令引导飞机安全飞行，坐在席位上但是却一句指令都不发布的情况基本不存在。相较于传统的问卷调查和面部监测手段，通过声音进行监测无需增加额外的硬件设备，不涉及管制员隐私且更加科学、客观。

4 总结

本文结合运行实际，提出基于管制员声音监测的管制员疲劳监测方法。既考虑到管制员隐私，又具有科学性、客观性、有效性，且不需要额外增加设备，过在语音计算机中植入一段程序即可实现对管制员的工作疲劳状态的监测。对于保障民航运输安全、有序、高效的开展具有积极的现实意义和应用价值。

参考文献：

[1]孙涛，陈宇.空中交通管制的疲劳管理和预防[J].空中交通管理，2005，（5）：410.

[2]汪磊，孙瑞山.基于面部特征识别的管制员疲劳状态实时监测方法研究[J].中国安全科学学报，2012，22（7）：6671.

作者简介：袁江（1988），男，山西朔州人，研究实习员，主要从事民航空管方向教学与研究工作。