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摘 要 我国航空业的迅猛发展使得空中交通流通量日益增加，空域交通环境日益复杂，秉承安全为主的行业管理理念，航空交通管制已经成为保障空中交通安全的首要措施。在原有的经验型交通管制的基础上，开发全方位的安全预警的机制，提高安全预警的整体决策效率、丰富决策策略，提出多种多样的空中安全交通管制方法，最大限度的提高空中交通的整体安全性。
关键词 空中运输；交通管制；安全运行
中图分类号：V355 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）16-0164-02
随着我国社会经济的快速发展，我国的航空运输业得到了迅速发展，以民航业为例，在十二五发展期间，民航年增飞机达到130量，年运输周转量超过500亿吨公里，以此数据为参考背景，不难推测我国的空中交通的复杂性也是与日俱增，空中交通矛盾也是日益突显。作为空中交通管理的职能部门，民航空中交通管制部门面临着空前的压力，这种压力来自于两方面：1）民航业务量的持续增加使得空中交通的复杂运行环境只会持续恶化下去，而这将会给民航业的发展带来毁灭性的打击，可以预见的是民航飞行事故和飞机灾难将会大幅度上扬；2）现有的空中交通管制的发展基础较为薄弱，飞行导航系统、通信管理系统、地面服务系统以及空中监测管理系统等等，无论在技术先进程度上还是设备覆盖面上都还需要大量的后续工作，在此发展现状下，如何构建符合我国国情的空中交通管制系统，并保障整个系统的安全有效运行成为空中交通管制领域的共同目标，这也是本文将在后续内容中进行详细探讨的关键问题所在。
1 空中交通管制的主要理论思想
纵观国内外空中交通管制的发展历程，安全为主和预防为先的理念贯彻始终，安全是航空业的首要工作，也是在整个航空工作必须满足的管理需求。而预防为主的理念则包含了空中交通运行风险识别、风险评估、交通运行风险决策以及空中交通预警机制等等，其主要的工作集中在以上几个方面，在风险识别系统中，通过构建交通管制员的心理活动模型，剖析发生空中交通事故时空管人员着重关注的因素所在，其他诸如空域气候异常现象，飞行控制系统的失效模式，动态安全分析模型以及控制管制人员的操作失误等等都是典型的空中交通运行的潜在事故风险；风险评估和量化考核可以基于风险数学模型，构建等比例的风险损失模型，将复杂的事故诱因解析为基本诱因和随机诱因，充分运用概率统计理论，实现多重数据的合理利用，实际结合贝叶斯理论模型和蒙特卡罗模型模拟事故发生过程，构建事故评估的统一分析基准。立足于精确的风险识别和风险评估手段，交通管制人员可以针对空中交通风险的时效性、模糊性和群体性的特点，进行预警决策方案的设定。
2 安全运行交通管制的实现方法
针对空中交通管制的主要特点和表现形式，我们将从以下几个方面进行阐述，详细介绍在实际交通管制的具体运行中可以安全采用的管制方法。
2.1 基于预测的交通管制预警决策方法
本质上来讲预测包含两层意思：根据历史数据对同类型的事件进行预测和分析；对未知的事件进行科学合理的分析和评估。空中交通情况是一项诱因复杂，突发性和偶然性因素聚集的事件分析，基本上遵循以下三点基本原则：1）风险可知原则，对于待处理时间必须具有一定的了解，这是进行合理的预测活动的基本要求；2）事物连续原则，在科学技术日益完善、人为操作标准化的前提下，偶然性的事故发生率较低，因此需要对事件有一个连续的关注；3）事件可类推原则，利用事件之间的逻辑关系，可以为推测活动提供一个理性的基础。
在现有观测数据的基础上，建立基于信息预测的灰色模型（GM），以部分信息为小样本，在合理数学模型的模拟下，找寻出相同模式的时间的普遍规律，如对于时间序列为基于原始数据的事件序列M0，则为样本累加新事件序列M1，对M1进行事件基本元素的均值求解，可行形成递推事件的均值分布曲线，可以极大限度的降低原始数据的偶然性，最终发现事件的基本规律。对基本事件进行一元一阶灰色模型建模及其百花微分方程为：
，
上式中，为的背景值，a为发展系数，具体为的发展趋势，b为灰作用值，反应了数据之间的变化关系。通过构建原始的灰色模型的精度监测数据库，可以通过实际交通管制数据的入库进行数据记录和数据反馈、补充。最终作为实际交通管制具体观测数据的评判指标，指导交通管制员的实际操作。
2.2 基于评估的交通管制风险预警决策方法
在现有的交通安全风险预警评估策略中，常用的有专家评估预测方法、模糊综合评价方法、加权评价方法以及人工智能评价方法，各种方法都是基于合理的风险评估指标，通过遴选出合适的评估参数，构建一个综合的评价系统。综合来说其具体的评估流程如图1。
结合上文中所述的灰色模型预测体系，可以构建一个灰色聚类评估预警决策方案，考虑到空中交通管制的基本信息可以归结为：人、机、管等等方面进行具体划分，以灰色模型对每一项进行风险状态的程度划分，不同程度的灰色值表述了警告级别的高低，类似于模糊理论中的隶属度函数，对不同的灰色聚类进行白化权函数的赋值，选用不存在两个以上灰类交叉，且指标取值属于各灰类聚类系数之和为1，从而更为规范化的中心点三角白化权函数进行空管安全风险灰色聚类评估诊断的应用。中心点即在划分灰类时，属于该灰类程度最大的点。按照不同级别的警告灰色值分类，随机选取r1、r2、r3、…rn等n个数据点，并且根据已知的判断数据将其划分为n个判断区间，（n intervals），连接任意相邻的两个区间的中点值，可以根据白化程度函数获得任意两个区间的三角白化函数的权重值，最终根据综合聚类系数的具体数值决定不同参数的警告级别，在实际的操作中，交通管制人员可以实时的获得不同飞行活动和交通管制行为的风险操作系数，并做出交通管制的指挥操作。
2.3 基于情景分析的交通管制风险预警决策方法
情景分析中的关键因素主要有操作人员和事件特征分析，对于操作人员主要是考虑多人做出群体性决策时，个体认知和群体性引导的综合作用是如何体现在最终的预警决策上的，因此，其重点应该注重在以下几个方面：1）群体协作性分析，群体性结论的得出依赖于群体认知的趋向性，分析个体的决策贡献量，可以充分的还原决策场景；2）群体沟通特性分析，群体的沟通不仅仅是体现在语言形式上，还包括交流策略的选择，个体之间的相互影响效果等等；3）典型决策方法的适用范围，根据已有的决策事件的基本特征，可以对典型的决策方法进行适用范围的归纳总结。空中交通实际情况往往手气筒系统动力学的综合影响极大，通过对基于情景分析的空管安全风险预警决策模式的界定，可以看出以情景假设、情景预判及情景模拟为核心的情景预警决策过程，首先需要通过对导致风险事件的各相关要素进行认知及内在关系的结构分析，其发生及发展的机理本身就是一个复杂的过程，尤其是要素之间复杂关系的定量分析均致使常规的基于层次结构和一般预测及评估的方法难以进行精确地描述与说明。在空中交通管制安全风险的不同情境下，利用系统动力学建构安全风险预警决策模型，首先需要深入进行访谈调研，获取有效的资料与必要的数據信息，根据特定风险事件中的各种安全风险因子所处状态及相互作用关系，合理提出研究假设，在界定研究的主要风险对象的基础上确定系统模型的边界，并结合专家知识对风险因素的因果过膝进行逆分析，可以建立有效的系统动力学方程，获得相关参数的实际数值。
3 总结
航空业的发展也为航空交通管制带来了新的挑战，如何安全的实现交通管制的日常运行实在是迫在眉睫，在原有的经验型交通管制的基础上，开发全方位的安全预警的机制，提高安全预警的整体决策效率、丰富决策策略，提出多种多样的空中安全交通管制方法，最大限度的提高空中交通的整体安全性。
参考文献
[1]何煦.空中众通管制运行中的威胁与差错管理今析[J].中国民航飞行学院学报，2008（5）.
[2]张建平.基于网络的空中交通管制运行品质评价[J].西南交通大学学报，2013（3）.
关键词 空中运输；交通管制；安全运行
中图分类号：V355 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）16-0164-02
随着我国社会经济的快速发展，我国的航空运输业得到了迅速发展，以民航业为例，在十二五发展期间，民航年增飞机达到130量，年运输周转量超过500亿吨公里，以此数据为参考背景，不难推测我国的空中交通的复杂性也是与日俱增，空中交通矛盾也是日益突显。作为空中交通管理的职能部门，民航空中交通管制部门面临着空前的压力，这种压力来自于两方面：1）民航业务量的持续增加使得空中交通的复杂运行环境只会持续恶化下去，而这将会给民航业的发展带来毁灭性的打击，可以预见的是民航飞行事故和飞机灾难将会大幅度上扬；2）现有的空中交通管制的发展基础较为薄弱，飞行导航系统、通信管理系统、地面服务系统以及空中监测管理系统等等，无论在技术先进程度上还是设备覆盖面上都还需要大量的后续工作，在此发展现状下，如何构建符合我国国情的空中交通管制系统，并保障整个系统的安全有效运行成为空中交通管制领域的共同目标，这也是本文将在后续内容中进行详细探讨的关键问题所在。
1 空中交通管制的主要理论思想
纵观国内外空中交通管制的发展历程，安全为主和预防为先的理念贯彻始终，安全是航空业的首要工作，也是在整个航空工作必须满足的管理需求。而预防为主的理念则包含了空中交通运行风险识别、风险评估、交通运行风险决策以及空中交通预警机制等等，其主要的工作集中在以上几个方面，在风险识别系统中，通过构建交通管制员的心理活动模型，剖析发生空中交通事故时空管人员着重关注的因素所在，其他诸如空域气候异常现象，飞行控制系统的失效模式，动态安全分析模型以及控制管制人员的操作失误等等都是典型的空中交通运行的潜在事故风险；风险评估和量化考核可以基于风险数学模型，构建等比例的风险损失模型，将复杂的事故诱因解析为基本诱因和随机诱因，充分运用概率统计理论，实现多重数据的合理利用，实际结合贝叶斯理论模型和蒙特卡罗模型模拟事故发生过程，构建事故评估的统一分析基准。立足于精确的风险识别和风险评估手段，交通管制人员可以针对空中交通风险的时效性、模糊性和群体性的特点，进行预警决策方案的设定。
2 安全运行交通管制的实现方法
针对空中交通管制的主要特点和表现形式，我们将从以下几个方面进行阐述，详细介绍在实际交通管制的具体运行中可以安全采用的管制方法。
2.1 基于预测的交通管制预警决策方法
本质上来讲预测包含两层意思：根据历史数据对同类型的事件进行预测和分析；对未知的事件进行科学合理的分析和评估。空中交通情况是一项诱因复杂，突发性和偶然性因素聚集的事件分析，基本上遵循以下三点基本原则：1）风险可知原则，对于待处理时间必须具有一定的了解，这是进行合理的预测活动的基本要求；2）事物连续原则，在科学技术日益完善、人为操作标准化的前提下，偶然性的事故发生率较低，因此需要对事件有一个连续的关注；3）事件可类推原则，利用事件之间的逻辑关系，可以为推测活动提供一个理性的基础。
在现有观测数据的基础上，建立基于信息预测的灰色模型（GM），以部分信息为小样本，在合理数学模型的模拟下，找寻出相同模式的时间的普遍规律，如对于时间序列为基于原始数据的事件序列M0，则为样本累加新事件序列M1，对M1进行事件基本元素的均值求解，可行形成递推事件的均值分布曲线，可以极大限度的降低原始数据的偶然性，最终发现事件的基本规律。对基本事件进行一元一阶灰色模型建模及其百花微分方程为：
，
上式中，为的背景值，a为发展系数，具体为的发展趋势，b为灰作用值，反应了数据之间的变化关系。通过构建原始的灰色模型的精度监测数据库，可以通过实际交通管制数据的入库进行数据记录和数据反馈、补充。最终作为实际交通管制具体观测数据的评判指标，指导交通管制员的实际操作。
2.2 基于评估的交通管制风险预警决策方法
在现有的交通安全风险预警评估策略中，常用的有专家评估预测方法、模糊综合评价方法、加权评价方法以及人工智能评价方法，各种方法都是基于合理的风险评估指标，通过遴选出合适的评估参数，构建一个综合的评价系统。综合来说其具体的评估流程如图1。
结合上文中所述的灰色模型预测体系，可以构建一个灰色聚类评估预警决策方案，考虑到空中交通管制的基本信息可以归结为：人、机、管等等方面进行具体划分，以灰色模型对每一项进行风险状态的程度划分，不同程度的灰色值表述了警告级别的高低，类似于模糊理论中的隶属度函数，对不同的灰色聚类进行白化权函数的赋值，选用不存在两个以上灰类交叉，且指标取值属于各灰类聚类系数之和为1，从而更为规范化的中心点三角白化权函数进行空管安全风险灰色聚类评估诊断的应用。中心点即在划分灰类时，属于该灰类程度最大的点。按照不同级别的警告灰色值分类，随机选取r1、r2、r3、…rn等n个数据点，并且根据已知的判断数据将其划分为n个判断区间，（n intervals），连接任意相邻的两个区间的中点值，可以根据白化程度函数获得任意两个区间的三角白化函数的权重值，最终根据综合聚类系数的具体数值决定不同参数的警告级别，在实际的操作中，交通管制人员可以实时的获得不同飞行活动和交通管制行为的风险操作系数，并做出交通管制的指挥操作。
2.3 基于情景分析的交通管制风险预警决策方法
情景分析中的关键因素主要有操作人员和事件特征分析，对于操作人员主要是考虑多人做出群体性决策时，个体认知和群体性引导的综合作用是如何体现在最终的预警决策上的，因此，其重点应该注重在以下几个方面：1）群体协作性分析，群体性结论的得出依赖于群体认知的趋向性，分析个体的决策贡献量，可以充分的还原决策场景；2）群体沟通特性分析，群体的沟通不仅仅是体现在语言形式上，还包括交流策略的选择，个体之间的相互影响效果等等；3）典型决策方法的适用范围，根据已有的决策事件的基本特征，可以对典型的决策方法进行适用范围的归纳总结。空中交通实际情况往往手气筒系统动力学的综合影响极大，通过对基于情景分析的空管安全风险预警决策模式的界定，可以看出以情景假设、情景预判及情景模拟为核心的情景预警决策过程，首先需要通过对导致风险事件的各相关要素进行认知及内在关系的结构分析，其发生及发展的机理本身就是一个复杂的过程，尤其是要素之间复杂关系的定量分析均致使常规的基于层次结构和一般预测及评估的方法难以进行精确地描述与说明。在空中交通管制安全风险的不同情境下，利用系统动力学建构安全风险预警决策模型，首先需要深入进行访谈调研，获取有效的资料与必要的数據信息，根据特定风险事件中的各种安全风险因子所处状态及相互作用关系，合理提出研究假设，在界定研究的主要风险对象的基础上确定系统模型的边界，并结合专家知识对风险因素的因果过膝进行逆分析，可以建立有效的系统动力学方程，获得相关参数的实际数值。
3 总结
航空业的发展也为航空交通管制带来了新的挑战，如何安全的实现交通管制的日常运行实在是迫在眉睫，在原有的经验型交通管制的基础上，开发全方位的安全预警的机制，提高安全预警的整体决策效率、丰富决策策略，提出多种多样的空中安全交通管制方法，最大限度的提高空中交通的整体安全性。
参考文献
[1]何煦.空中众通管制运行中的威胁与差错管理今析[J].中国民航飞行学院学报，2008（5）.
[2]张建平.基于网络的空中交通管制运行品质评价[J].西南交通大学学报，2013（3）.