交通流量增长下的空管安全预警系统研究

禹顺涛

[摘 要]随着我国民航运输量的不断增长，空管安全面对的挑战也越来越大，在这样的前提下要进一步完善空中管理体系，加强安全预警系统的研究，才能保障民航运输的安全性。空管安全预警系统的研究，具体就是要构建空管安全风险动态预警模型，在研究与实践的过程中，逐渐形成完善的预警系统，实现预警系统动态性和安全性的提高。文章将围绕空管安全预警系统展开详细研究。

[关键词]交通流量；空管安全；预警系统

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.36.166

1 前 言飞机的产生和普及给人类的生活带来了巨大的改变，尤其是给人类长距离出行提供了方便。但是，自从飞机诞生起到现在，飞机运行的安全问题一直是航空领域工作的重中之重，针对如何保障飞机安全运行的问题，航空公司进行了大量的研究，尤其是在如何避免飞行失误的方面。起初，专家仔细研究空中飞行的安全管理体系，发现尽管严格按照规定来运行，飞机在飞行的过程中还是会出现各种各样的问题。之后国际民航组织提出了航空安全战略，重新审视了飞行安全问题，将重点转移到飞行事故的预防阶段，这可以说是航空安全领域的一个重大的发现。这种安管体系的形成，给国际民航的发展注入了新的动力，同时也给飞机运行的安全性提供了一定的保证。

从我国的实际情况来看，近几年来，民航交通流量快速增长，航班起降次数也已经突破500万次大关，但是在这样的背景下，空管安全也面临着更大的压力。由此看来，仔细分析我国交通流量大幅度增长的现状，正确认识交通流量与空管服务之间的矛盾，逐步构建完善的空管安全预警系统是航空领域非常迫切的一项任务，这对于促进我国民航的进一步发展以及完善空管安全管理体系都有着非常重要的作用。下面本文将围绕空管安全预警系统的相关问题展开详细的研究。

2 研究方法

2.1 系统动力学的优势

系统动力学是一门研究信息反馈的学科，其在空管安全预警系统的研究中发挥了不可替代的作用，在此基础上能够构建结构、功能的因果关系模型，对空管安全的非线性、时变性等复杂的问题都能够提供很好的解决方法。系统动力学软件可以提供仿真模拟功能，通过仿真模拟，可以更好地把握一些复杂的系统中各个元素的变化规律以及元素之间的联系，把这样的优势运用在空管安全预警系统的研究过程中，会使研究工作更加顺利，比传统的研究方法更加省时省力。与传统的研究方法相比，系统动力学能够进行更为详细的系统分析，即使是在空管安全数据库还不是十分完善的前提下，也能够正常进行研究。除此之外，系统动力学在进行仿真模拟时，能够综合一些重要的主观因素与意见，以达到更好的研究效果。

2.2 空管安全预警模型的构建方法

上文中分析了系统动力学的研究优势，在交通流量增长的情况下，如何将这种优势充分应用在空管安全预警系统的研究之中，是又一个重要的问题。进行安全预警模型的构建，首先要做的就是要深入调研，在获得正确完善的信息的基础上，才能够进一步进行研究。在获得完整的信息资料后，根据具体的实际情况进行合理的假设，对假设的情况进行进一步的分析，深入研究确定出来的风险对象。在此基础上，根据在风险对象研究过程中得出的因果关系图绘制出系统流图，再进行预警模型的构建。在预警模型构建之后，还要再一次运用系统动力学进行仿真模拟，要对仿真模拟过程中得出的结果进行分析，确定空管安全系统的实用性和有效性。

2.3 安全风险指标告警阈值的确定方法

在空管安全预警系统的研究过程中，风险阈值的确定也是一个十分重要的环节，风险阈值的确定，对整个预警模型的构建都有着不可替代的影响。风险阈值一般分为两种，单指标告警阈值以及系统整体风险评估阈值。一般情况下，风险阈值都是根据专家的相关经验再与实际的情况相结合而确定下来的，这种确定方法会导致确定值包含一些主观因素，准确性上会有一定的欠缺。因此，通过系统定力学的仿真模拟功能，就可以帮助提高风险阈值的准确性，通过将单指标风险阈值和整体风险阈值的结合，能够将不同风险因素中的风险阈值确定下来。这样的确定方法，提高了风险阈值的准确性，而且成本较低，可谓一举两得。

3 空管安全风险的动力学预警模型构建

3.1 预警模型假设及系统边界确定

在空管安全风险预警模型构建的过程中，提出合理的模型构建假设有利于简化分析过程，促进模型构建的有效性与安全性的提高，一般情况下，模型构建的假设从以下几个方面来进行：航空飞行器的流量以及空域管理能力、风险流在系统要素内的变化以及系统外其他风险、环境及管理子系统相关变量、管制行为的实现等。在对模型构建进行假设之后，在此基础上，以行为人管制差错为风险终端，进行系统边界的确定。在系统边界的确定过程中，要通过内生因素、外生因素以及不考虑因素三个方面进行确定。其中不考虑因素包括政策因素、社会因素等，内生变量则包括飞行流量、管制压力、执行能力等几个方面，外生变量则由工作环境、空域使用、突发事件等众多因素构成。

3.2 风险系统流图的构建

系统动力学的流图的绘制是空管安全预警系统研究中的一个重要的环节，这项环节要对系统的运行状态进行更加准确的把握与研究，对风险要素之间的关系以及各种变量的变化规律等都要进行严格的把关，尤其是对影响系统的风险因素要进行预警监控。才能够保证飞机运行的安全性的稳步提升和长久发展。在系统绘图环节结束之后，还要得出所有的反馈回路。空管安全系统中的风险因素众多，因此得出的反馈回路也会有很多，这就要求工作人员对反馈回路之间的关系进行详细分析，以便更好地对空管安全系统进行管理。

3.3 预警模型中变量函数关系的确定方法

在空管安全预警系统模型的研究与构建过程中，对参数的确定是整个环节的基础，也是对各种变量之间关系的一种确定。尤其是在近几年我国的空中交通流量不断增长的前提下，参数的确定更是尤为重要，就目前的情况来看，我国航空领域采取的主要的变量关系确定方法主要有以下几种：基本存量及速率变量参数确定、表函数关系为表征的变量参数确定、以赋权法进行的函数关系确定、以统计回归进行的变量关系确定。这些方法都是十分有效的变量函数关系的确定方法，其应用对预警模型的构建起到了非常重要的积极作用。

总之，在我国的空中交通流量不断增长的前提下，进行空管安全预警系统研究是非常重要的也是必要的一件事情，其研究主要以系统动力学为基础，通过仿真模拟等方法进行深入的实践，为预警系统模型的构建提供了很大的便利。

参考文献：

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