一种管制负荷管理系统及其管制员工作负荷的评估方法技术方案

本发明专利技术提供了一种管制负荷管理系统及其管制员工作负荷的评估方法，通过实时采集空域航班架次分布、通话录音、管制区内的运行条件、岗位人员分布以及天气情况等方面的数据，计算出管制扇区负荷并进行管制负荷分配，从而得到每一个管制员的管制个体负荷。本发明专利技术较全面真实的量化影响管制工作的因素，将管制负荷结果精确分配到每一个管制员个体，通过管制扇区负荷分配分析，设定二级负荷标准，二级负荷的提出和应用更好的为管制员的二级评定提供数据支持，本发明专利技术还将管制负荷数据应用于管制员绩效薪金管理、管制员职级以及疲劳管理、管制员能力评估、见习培训管理、管制运行组织指导、管制运行品质管理等管理工作中，从而实现对管制员的有效管理。

【技术实现步骤摘要】
一种管制负荷管理系统及其管制员工作负荷的评估方法
本专利技术涉及一种空中交通管制系统，具体涉及一种管制负荷管理系统及其管制员工作负荷的评估方法。
技术介绍
伴随着航空业的持续发展，航班量持续高位增长，给航空的安全带来很大压力，为科学研究这种形势，从而控制、缓解其中的风险，目前国内外开始以计量管制工作负荷为基础，进行上述研究。根据管制员的工作内容，管制员工作负荷可定义为：由于空域内航空器的飞行对管制员形成了客观任务需求，管制员为满足这些需求而在身体和精神上产生的消耗即为管制员工作负荷。从理论上讲，空域特点、扇区结构、航班密度以及天气等都可能是影响管制负荷变化的因素。国际上，早在上世纪九十年代就有人开始研究，并形成一定的方法，如英国运筹与分析理事会提出的“DORATASK”方法，德国梅塞施密特、特尔科和布卢姆的“MBB”研究方法等。国内，在近两年也有通过对某影响因素进行分析、建模，并使用回归等算法得出管制工作负荷计算或预测模型的研究，管制负荷的研究有助于充分利用空域资源、保障飞行安全，而这些研究在理论研究与实际应用中都有很大的突破，一些学者在某些地方的管制区也实施了一系列管制负荷定量研究，并应用了地空通话时间等因素进行计算，成功取得了管制单架飞机的工作负荷的成果。中国专利文献中，公开号CN103093650A、名称是一种管制运行质量诊断系统及方法(参见该申请说明书具体实施方式部分)，公开了一种管制运行质量诊断系统及方法，该系统包括用于采集AFTN电报数据和综合航迹数据的数据采集服务器、用于采集内话语音信号的语音采集工控机、用户访问客户端、服务器和系统管理PC机，其管制运行质量诊断方法通过所述管制运行质量诊断系统实现。该现有技术只是收集综合航迹、飞行计划、语音通信实时数据这些基础要素，没有考虑管制实时运行状态、管制运行环境以及气象条件等因素，使得影响计算管制负荷的重要因素缺失，不能真实反应管制工作中的难度变化，因此，该统计方法不够全面、精确，同时该方法为提及负荷变化在时间单位上的设计，以及在实际工作中的应用等。系统管理PC机用于计算管制扇区的负荷，但是该系统仅限于以扇区组织为单位，由于缺乏人员-岗位时间分布数据，无法将管制负荷精确到个人，也无法实现对管制员个体的研究。在管制工作中，对于管制员个体来说，由于个人能力存在差异，甚至对于同一人，在不同情况或精神状态下，其承受压力的限度也会存在差异，这些不确定性因素都会给飞行安全带来不利的影响，因此，管制员个体负荷对安全影响的研究非常重要。目前，现有技术对于管制负荷的研究多用扇区容量评估，并未在管制运行的管理方面有所建树。因此，为了解决现有技术中存在的问题，在对管制业务进行组织管理的同时，研究一种全面、真实、精确的量化影响管制工作因素的管制负荷管理系统，对管制业务以及该业务的主要实施者进行研究，已经成为一项重要任务。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种管制负荷管理系统，目的是通过实时采集空域航班架次分布、通话录音、管制区内的运行环境因素、岗位人员分布以及天气情况等方面的数据，来计算获得扇区负荷产品，在此基础上，结合管制员的精确的在岗时间数据，根据预先设定的岗位权重系数、带新系数以及合作系数等分配关系，以分钟为统计基本单位，计算出每分钟各在岗管制员实际承受的负荷，再对每个管制员在预定的统计周期内每分钟分配到的负荷进行累加，从而得到每一个管制员的管制个体负荷产品。扇区负荷产品是一个针对扇区客观存在的，不以受人员变化影响的组织产品，用于对班组对扇区管理等组织行为的研究，而管制员个体负荷产品是对管制员已经承担过的工作负荷的历史统计，是一个能够体现管制员个体属性、历史成绩，是一个对管制员进行个体管理研究的量化基础。本专利技术的技术方案为：为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种管制负荷管理系统，包括数据采集模块、数据同化模块、管制扇区负荷计算模块，所述系统还包括管制负荷分配模块和管制负荷应用模块，所述数据采集模块，用于采集分拣原始数据并将数据进行存储，供数据同化模块调用，包括通话采集子模块，用于通过管制语音记录仪提取管制员通话信息；自动化系统动态飞翔数据采集子模块，用于通过管制雷达提取空域航班的飞行数据；管制运行信息采集子模块，用于通过管制班组资源管理系统提取管制扇区的空域环境、运行模式和岗位人员分布信息；气象采集子模块，用于通过气象系统提取气象因素中的跑道风向变化等信息；数据采集模块通过管制语音记录仪、管制雷达、管制班组资源管理系统以及气象系统提取了管制员通话信息、航班的飞行数据、管制扇区的空域环境、运行模式、岗位人员分布信息以及气象条件等多种影响管制员指挥工作的因素，其中运行模式是指管制运行中随时间或航班密度变化而进行的分扇区、合并扇区的运行方式，岗位人员分布信息是指各个时刻各个管制岗位上的人员分布信息，相对于现有技术能够涵盖更多管制负荷的影响因素，一旦扇区运行模式或是气象发生变化，所有的管制负荷数据都会发生变化，从而影响管制负荷的精确性；与现有技术相比，数据采集模块还提取了管制扇区的空域环境、运行模式、岗位人员分布信息以及气象信息，使得管制负荷的计算结果更加准确，有助于充分利用空域资源来保障飞行安全；数据采集模块还将采集分拣的原始数据进行存储，供数据同化模块调用，以便对采集的原始数据进行预处理。所述数据同化模块，用于以统一的数据处理时间单元为单位预处理数据采集模块采集分拣的原始数据，生成符合预定数据接口数据规范的管制负荷影响因子数据集并提供给管制扇区负荷计算模块，包括饱和度同化子模块，用于将由管制语音记录仪提取的管制员通话信息根据系统数据接口规范要求，处理成统一的扇区、时间规范的通话饱和度-时间二维数据集产品，作为中间数据参与扇区负荷计算；航班流量同化子模块，用于预处理航班的飞行数据并获取统一的扇区、时间规范的各扇区航班架次的统计值；B系数同化子模块，用于预处理管制扇区的空域环境信息并获取统一的扇区、时间规范的空域复杂度值；管制扇区运行模式子模块，用于根据管制扇区人员席位分布变化获取管制扇区运行时的扇区分、合状态以及所在状态对应数据组合对应的结果值；气象条件子模块，用于预处理气象因素中的跑道风向变化等信息并获取复杂气象条件给管制难度带来的影响系数；数据同化模块中的饱和度同化子模块、航班流量同化子模块、B系数同化子模块、管制扇区运行模式子模块以及气象条件子模块分别调用数据采集模块采集分拣的原始数据以一分钟为单位进行预处理，预处理后生成统一的扇区、时间规范的管制负荷影响因子数据集，统一的扇区、时间规范包括系统的扇区使用规范和时间使用规范，扇区使用规范遵循管制的扇区称谓与管制通话面板的对应关系；时间使用规范是指系统统一数据处理时间单位，即以固定的时间单元为单位进行数据预处理，该系统设置的时间单位为一分钟；以一分钟为单位对原始数据进行预处理后，从而得到统一数据规范下的影响管制员工作负荷的各个影响因子。所述管制扇区负荷计算模块，用于将预处理后得到的管制负荷影响因子数据集根据管制负荷公式以管制扇区为单位加权计算获得管制扇区负荷；现有技术只是收集综合航迹、飞行计划、语音通信实时数据这些基础要素，没有考虑管制实时运行状态、管制运行环境等因素，使得计算偏理论化，与实际运行数据脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管制负荷管理系统，包括数据采集模块、数据同化模块、管制扇区负荷计算模块，其特征在于：所述系统还包括管制负荷分配模块和管制负荷应用模块，所述数据采集模块，用于采集分拣原始数据并将数据进行存储，供数据同化模块调用，包括通话采集子模块，用于通过管制语音记录仪提取管制员通话信息；自动化系统动态飞翔数据采集子模块，用于通过管制雷达提取空域航班的飞行数据；管制运行信息采集子模块，用于通过管制班组资源管理系统提取管制扇区的空域环境、运行模式和岗位人员分布信息；气象采集子模块，用于通过气象系统提取气象因素中的跑道风向变化信息；所述数据同化模块，用于以统一的数据处理时间单元为单位预处理数据采集模块采集分拣的原始数据，生成符合预定数据接口数据规范的管制负荷影响因子数据集并提供给管制扇区负荷计算模块，包括饱和度同化子模块，用于将由管制语音记录仪提取的管制员通话信息根据系统数据接口规范要求，处理成通话饱和度‑时间二维数据集产品，作为中间数据参与扇区负荷计算；航班流量同化子模块，用于预处理航班的飞行数据并获取各扇区航班架次的统计值；B系数同化子模块，用于预处理管制扇区的空域环境信息并获取空域复杂度值；管制扇区运行模式子模块，用于根据管制扇区人员席位分布变化获取管制扇区运行时的扇区分、合状态以及所在状态对应各数据组合对应的结果值；气象条件子模块，用于预处理气象因素中的跑道风向变化信息并获取复杂气象条件给管制难度带来的影响系数；所述管制扇区负荷计算模块，用于将预处理后得到的管制负荷影响因子数据集根据管制负荷公式以管制扇区为单位加权计算获得管制扇区负荷；所述管制负荷分配模块，以管制扇区负荷为基础，结合岗位人员分布信息进行管制负荷分配计算，获得每个管制员的管制个体负荷；所述管制负荷应用模块，用于通过获得的扇区负荷进行管制运行组织的指导工作，通过每个管制员的管制个体负荷进行人员管理。...

【技术特征摘要】
1.一种管制负荷管理系统，包括数据采集模块、数据同化模块、管制扇区负荷计算模块，其特征在于：所述系统还包括管制负荷分配模块和管制负荷应用模块，所述数据采集模块，用于采集分拣原始数据并将数据进行存储，供数据同化模块调用，包括通话采集子模块，用于通过管制语音记录仪提取管制员通话信息；自动化系统动态飞翔数据采集子模块，用于通过管制雷达提取空域航班的飞行数据；管制运行信息采集子模块，用于通过管制班组资源管理系统提取管制扇区的空域环境、运行模式和岗位人员分布信息；气象采集子模块，用于通过气象系统提取气象因素中的跑道风向变化信息；所述数据同化模块，用于以统一的数据处理时间单元为单位预处理数据采集模块采集分拣的原始数据，生成符合预定数据接口数据规范的管制负荷影响因子数据集并提供给管制扇区负荷计算模块，包括饱和度同化子模块，用于将由管制语音记录仪提取的管制员通话信息根据系统数据接口规范要求，处理成通话饱和度-时间二维数据集产品，作为中间数据参与扇区负荷计算；航班流量同化子模块，用于预处理航班的飞行数据并获取各扇区航班架次的统计值；B系数同化子模块，用于预处理管制扇区的空域环境信息并获取空域复杂度值；管制扇区运行模式子模块，用于根据管制扇区人员席位分布变化获取管制扇区运行时的扇区分、合状态以及所在状态对应各数据组合对应的结果值；气象条件子模块，用于预处理气象因素中的跑道风向变化信息并获取复杂气象条件给管制难度带来的影响系数；所述管制扇区负荷计算模块，用于将预处理后得到的管制负荷影响因子数据集根据管制负荷公式以管制扇区为单位加权计算获得管制扇区负荷；所述管制负荷分配模块，以管制扇区负荷为基础，结合岗位人员分布信息进行管制负荷分配计算，获得每个管制员的管制个体负荷；所述管制负荷应用模块，用于通过获得的扇区负荷进行管制运行组织的指导工作，通过每个管制员的管制个体负荷进行人员管理。2.如权利要求1所述的管制负荷管理系统，其特征在于：所述管制扇区负荷计算模块包括区域扇区负荷计算子模块、进近扇区负荷计算子模块以及塔台负荷计算子模块。3.如权利要求1所述的管制负荷管理系统，其特征在于：所述管制负荷分配模块包括管制负荷分配自动计算子模块以及二级负荷计算子模块，所述管制负荷分配自动计算子模块，用于通过获得的扇区负荷自动计算管制员个体负荷，所述二级负荷计算子模块，用于计量在管制扇区负荷高峰时段的运行情况，通过获得的扇区负荷计算扇区二级负荷，并通过扇区二级负荷计算管制员个体二级负荷。4.如权利要求1所述的管制负荷管理系统，其特征在于：所述管制负荷应用模块分别与管制扇区负荷计算模块和管制负荷分配模块相连，包括管制个体负荷应用子模块和管制扇区负荷应用子模块，所述管制个体负荷应用子模块，用于通过管制个体负荷进行人员管理，所述管制扇区负荷应用子模块，用于通过管制扇区负荷进行管制运行组织的指导。5.如权利要求1所述的管制负荷管理系统，其特征在于：所述管制负荷管理系统还包括分别与数据采集模块、数据同化模块、管制扇区负荷计算模块、管制负荷分配模块和管制负荷应用模块相连的监控模块，用于监控管制负荷管理系统的运行，所述监控模块包括程序监控子模块和数据监控子模块。6.如权利要求1所述的管制负荷管理系统，其特征在于：所述统一的数据处理时间单元为一分钟。7.采用如权利要求1-6任一所述的管制负荷管理系统进行管制员工作负荷的评估方法，其特征在于：采用管制负荷管理系统提取整合影响管制员指挥工作的管制负荷影响因子，根据管制负荷影响因子计算出管制扇区负荷F(负荷)，再通过管制负荷分配计算出每个管制员的管制个体负荷S(负荷)，即S(负荷)＝F(负荷)*Ps*Pl*Pc，其中，Ps为岗位权重系数，与管制员所在席位相关，Pl为带新系数，与管制员职能相关，Pc为合作系数，与每个席位的在岗人数相关。8.如权利要求7所述的管制员...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克迪，王学智，王策，韩阳，杨新柱，刘寿鑫，李翯，
申请(专利权)人：青岛民航空管实业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37