基于扇区复杂性因素的管制员工作负荷实时计算模型

空域属于稀缺资源，如何更有效地利用是国家安全、经济与社会发展的现实课题，新一代空管系统是当前国内外空中交通管理领域的研究热点。与当前的系统相比，新一代系统有三个明显的变化：(1) 管制员与飞行员以数据链通讯方式取代无线电语音通讯；(2) 管制员的角色由主动控制飞行间隔变为被动监视；（3）飞行员实时、自主选择航空器的航向、高度与速度将导致扇区交通趋于复杂多变。在这些变化之下，如何实时监测管制员的工作负荷、考察管制员能够承受多大的工作负荷是进行扇区容量设计与优化、飞行流量管理必须探讨的问题。本项目采用模拟雷达管制实验的方式获取被式（管制员）在数据链通讯与被动监视条件下的实验数据，借助数学建模与统计分析，探讨依据扇区复杂性因素实时计算管制员工作负荷的可能性与准确性，定量分析扇区管制员能够管理的最大工作负荷，为扇区容量设计、优化与动态调整、飞行流量管理，以及开发和评价辅助决策自动化系统提供支持。

航空管制员工作负荷的评估历来是国内外空中交通管理领域的研究热点。传统的研究很少涉及管制员工作负荷的实时计算，而管制员的工作负荷实时监测、管制员能够承受的适宜工作负荷等问题的探讨，对扇区容量设计与优化、飞行流量管理具有重要的应用价值。近年来逐渐成为研究的重要问题。本项目采用自行研制的雷达模拟，按项目计划申请书确定的研究内容开展工作，主要取得如下成果： . 首先，建立了空中交通管制人因与工效学实验平台，并取得国家版权局颁发的计算机软件著作权登记证书。软件能够中等程度仿真带数据链功能的雷达管制环境。研究者可以灵活地设置扇区的静态和动态交通特性，自动化的显示属性（语音、视觉及其变化）、可靠性、级别，模拟扇区内交通的控制方式（主动控制、被动监视，抑或混合管理），飞行员的化解策略，系统地记录动态的交通数据与被试的操作绩效数据，以及以不同的方式来测量被试的情景意识和工作负荷。目前国际上用于实验室研究的模拟平台相比，我们研制的实验平台更为先进、系统。.其次，我们基于中国民航空中交通运行和管理的实际情况，确定了终端区与航路扇区的复杂性因素指标体系，这些指标的确立为下一步实验情景设计与管制员工作负荷实时计算模型的建立奠定了基础。.第三、我们以认知关联复杂性为基础，运用网络理论分析空管员的认知过程，提出了关联复杂性网络的分析框架。根据这一框架，本研究指出关联复杂性网络的稳定性将对空管员的工作负荷产生影响。在两个实验中，我们发现，稳定性较高的网络（链状网络）产生较大负荷，而稳定性较低的网络（星状网络）产生较小的负荷，且这一差异随着网络连接的数量增加而增加。这一结果表明网络的分析框架对航空管制员工作负荷模型的准确性具有重要潜在意义。.此外，我们正在着手分析另外两个已完成实验的数据与撰写论文，最后一项实验将于今年7月完成。后期这些研究的结果将以学术论文的方式呈报。