Integrated Evaluation of Air Traffic Controller Workload Based on Matter-Element Analysis

A model for evaluating the controller workload was presented based on matter-element analysis, particularly from a mansystem engineering perspective. On the basis of a questionnaire survey, 18 kinds of indexes which influence the controller workload were determined. By establishing the classical field and node field of the controller workload, the correlation function of the controller workload grade was obtained; then the correlation degree and estimated grade of controller workload were given. A case study verifies the feasibility of the proposed evaluation method.

管制员个体工作负荷多维量化研究

为提高空管系统高效运行,聚焦管制员个体工作负荷建立量化模型;首先设计试验采集一线16名区域管制员的岗前与岗后各项指标数据,根据测试数据变化,选择出敏感变量,描述个体工作负荷;其次建立包含心理感知负荷、生理反应负荷与脑力工作负荷3个维度的综合评估指标体系,构建管制员个体工作负荷指数模型;然后通过熵权-客观组合法求解个体工作负荷指数最优权重,最终得出管制员个体工作负荷量化模型;最后进一步根据管制员个体工作负荷综合指数进行K-Means聚类分析,结果表明:管制员因个体不同岗后工作负荷存在差异。依据个体工作负荷指数大小,管制员可分为3类,A类管制员数量占总人数50%,岗后个体工作负荷增长最小;B类管制员数量占总人数43.75%,岗后负荷增长居中;C类管制员数量占总人数6.25%,岗后负荷增长最大,与教员对管制员能力的评分结果一致。

新疆管制区域扇区容量评估与划设研究

新疆是我国与中亚、欧洲连接的重要陆路通道,是我国“一带一路”陆上至关重要的支点。随着航班量的逐年递增,新疆管制区域的管制压力逐年增大,负荷分布不均匀、扇区内冲突点增多的问题愈发严重。面向我国“一带一路”和“空中丝绸之路”的发展要求,预测2035年新疆管制区域的流量增长情况;基于管制员的工作负荷对当前的扇区划分方案进行容量评估,结合流容比指标对新疆区域2035年的扇区划分提出合理化的建议以满足流量增长的保障需求;采用计算机仿真技术对2035年扇区划设方案进行仿真评估。结果表明:新的扇区划分能够有效地减少高峰日流量和高峰小时流量,之前管制员负荷较高的扇区通过合理地划分,管制压力也得到了明显缓解。

机场跑道运行模式的管制模拟验证

为推进佛山新机场建设,保障机场的顺利建设和安全运营,针对民航与其他单位同场多跑道同场运行的相关模式展开基于管制员工作负荷评估的模拟验证。论文使用DRS航管雷达模拟机搭建仿真环境,依据前期计算机仿真模拟出的4种运行模式下的机场小时运行容量以及空域架构编制航班时刻表,组织管制员进行模拟练习。基于DORATASK法将记录的管制员工作负荷数据分为通信负荷、非通信负荷和思考负荷3大类与7个小类进行统计处理。结果表明,不同运行方向下的管制员工作负荷有所差异,多跑道的4种运行模式皆是科学可行的。

基于决策树模型的管制员工作负荷检测

为了验证gamma波是否更适用于管制员工作负荷检测,首先设计预实验选取代表性强、区分度大的管制场景场景,在此基础上,设计实验获取管制员在不同工作场景下的脑电(electroencephalogram,EEG)数据及工作负荷数据,并通过S-W(Shapiro-Wilk)检验验证了选取的实验场景的有效性。随后,提出一系列脑电特征并对根据实际情况对脑电数据划分方法做出改进,并对脑电特与工作负荷的相关性进行分析。结果表明:与gamma波相关的特征β+θ+α+γ与工作负荷的相关性最高,可用于管制员的工作负荷检测。最后,选用“留一交叉验证法”建立决策树回归模型对管制员的工作负荷进行检测。检测精度可达0.979~0.996,证明与gamma波相关的功率谱特征可用于管制员工作负荷的检测。

管制员工作负荷评估的回归分析法

空中交通管制员是保证空中交通安全和高效的最重要的因素,管制员工作负荷的合理评估对保障空中交通系统安全运转具有重要作用。本文采用回归分析法并以特定空域为例,介绍了管制员工作负荷评估方法、原始数据处理方式、参数提取和工作负荷评估模型形成。通过评估模型在实例中的应用,说明了管制员工作负荷评估的回归分析法在空域容量评估上的可行性和正确性。

基于DORATASK的管制员工作负荷测量方法研究

空中交通管制员工作负荷测量的DORATASK方法是一种以时间占用率为依据的脑力负荷测量方法,由于该方法在工作负荷不同部分构成和测量上的差异,加之不同地域在管制运行不同席位间的分工各异,在管制员工作负荷的计算中缺乏密切结合我国空管运行实际而又简便可行的方法。在DORATASK方法的框架下,结合我国空管运行"双岗制"的情况,明确了"可测量"、"无法测量"、"脑力恢复"3个部分工作负荷的构成及其测量和估算方法,建立了管制员工作负荷测量模型。通过实地采集某管制区数据,使用模型对管制员的工作负荷进行测量计算,并对航班架次与管制员工作负荷的相关性进行了分析。结果表明,模型具有较好的敏感性和有效性。

注视时长及扫视速度与管制负荷的关系研究

利用雷达管制模拟机设定了不同工作负荷水平下的管制任务,采用tobii X2-60眼动仪,对16名被试在不同工作负荷下的实时眼动数据进行采集。在分别分析了注视时长、扫视速度与工作负荷变化关系的基础上,建立了注视时长及扫视速度与工作负荷的回归模型,并对模型的准确性进行了验证。结果表明:随着工作负荷的增大,注视时长和扫视速度都会随之减小。回归模型的准确性在85%以上。

基于交互指标的空中交通管制员工作负荷实时测量方法研究

管制员工作负荷影响着空中交通的安全和效率,视觉观察和语音通话作为管制员最常使用的交互手段,其对应的交互指标可以用于实时测量空中交通管制员工作负荷。利用眼动指标之间的共线性,使用因子分析方法建立综合评价因子,在保证信息完整度的前提下对评价指标进行降维处理,并以NASA-TLX量表所得主观负荷值为因变量、综合因子和语音交互指标为自变量建立回归分析模型,利用该模型综合评价空中交通管制员工作负荷,以为客观实时有效地测量管制员工作负荷提供方法借鉴。

基于复杂度分析的空域扇区划分

空中交通复杂度是对空域结构的客观衡量,是影响扇区规划的最主要因素之一。为了合理利用空域资源、提高空中交通运行效率,研究了基于复杂度分析的空域扇区划分问题。针对空域的内部结构与运行状态,深入分析扇区面积、航路结构、交叉点复杂性、机型混杂程度以及运行状态混合程度等影响因子的特性,建立了可量化计算的空中交通复杂度评估指标,定义了空中交通复杂度;基于空中交通复杂度来衡量管制员的工作负荷,以均衡管制员工作负荷为原则建立扇区规划模型,并采用生长算法进行求解。最后,选取珠江三角洲地区的空域进行实例分析,验证了本文扇区划分方法的有效性。

一种智能网络磁盘(IND)存储系统结构

针对当前计算机存储系统结构中存在的若干问题,文中提出了一种新型的智能网络磁盘(Intelligent Network Disk,IND)存储系统结构.分别给出了IND内部数据的读/写控制、容错处理、负载平衡等智能控制算法,已经构建了一个IND结构的模拟原型IND存储系统.IND存储系统中各个IND都是直接与网络连接,若干个IND组成一个集群存储系统,给用户提供了一个虚拟化的海量存储系统.另外,由于各IND都具有一定的智能度,所以它是一种灵活可变的智能型网络存储器系统.

基于岭回归—BP神经网络的管制工作负荷预测方法

基于空中交通复杂程度刻画管制工作负荷是当前空中交通管理领域的研究热点.本文采集了厦门空管站的雷达数据,计算得出10个空中交通复杂性评价指标数值,通过共线性诊断发现复杂性指标间存在较强的多重共线性.在利用岭迹图对复杂性评价指标进行筛选的基础上,建立岭回归—BP神经网络组合模型对管制员工作负荷进行预测,并通过实测陆空通话数据进行验证.结果表明,本文提出的岭回归—BP神经网络组合模型收敛速度快、训练时间少;组合模型的均方误差、均方根误差、平均绝对误差、平均绝对相对误差等4项性能指标都相对较小,预测精度较高.

恶劣天气下的多扇区动态容量评估方法

针对当前容量评估技术考虑不够全面的问题,提出了多扇区动态容量评估方法。通过分析扇区容量影响因素,加入扇区耦合性的概念,建立了多扇区管制员工作负荷模型;通过量化空域单元阻塞程度,得到恶劣天气下的多扇区可用率;最后选取典型多扇区空域进行算例仿真,评估空域系统的动态容量,多扇区在恶劣天气下的动态容量为17架次/15 min,评估结果验证了该方法的有效性和灵活性。

基于改进的可拓评价模型的安全管制员工作负荷综合评估模型

在综合分析国内外对管制员生理状况测量、人与机器系统环境相互作用和心理分析三方面研究的基础上,建立了基于改进的物元分析的管制员工作负荷综合评价模型。借鉴灰色关联分析方法 (GRA)分辨系数的设定思想对可拓关联函数进行改进,对超出节域范围的情况在函数中增加修正系数,以保证不会出现关联函数的分母为0而无法计算的情况。采用基于改进的物元分析的管制员工作负荷综合评价模型对上海终端区扇区安全管制工作进行评估。结果表明,基于改进的物元分析的管制员工作负荷综合评价模型可获得可靠的评估结果。

双岗制下不同席位管制员工作负荷差异性研究

双岗制是中国民航空管基层安全管理的重要措施,合理分配指挥席与协调席任务是确保双岗制有效实施的前提,因此分析不同席位管制员工作负荷是一项有意义的工作。本文以时间线分析方法为基本思路,结合DORATASK方法建立管制员工作负荷评价模型,利用该模型对指挥席工作负荷和协调席工作负荷进行测量。通过对某管制室实时数据的采集和分析,得出两个席位上的工作负荷存在显著差异,并且这种差异性在该管制室主要受协调航班量的影响。

基于可拓学的管制员工作负荷综合评价

提出了基于可拓学的管制人员工作负荷评价模型。借鉴SHEL模型思想,建立了影响个体管制员工作负荷的18项重要指标体系,依据专家群体决策确定其权重,构造各评定等级的经典域和全体等级的节域模型,通过计算待评定工作负荷和评定等级之间的关联度确定个体管制员工作负荷等级。通过具体实例的应用,检验了该方法的可行性。评价结果可为管制员绩效管理方面提供决策依据。

基于事件的空中交通管制员情境意识的测量

目的提出基于事件的空中交通管制员情境意识的测量方法。方法采用少与多航空器条件下的雷达管制模拟任务,综合利用这种新的测量方法、情境意识主观评定、心理负荷评定、飞行冲突数等指标,检验基于事件的情境意识测量方法的敏感性与效度。结果在少与多航空器条件下,被试者对高度请求事件觉察的快慢存在显著差异;在多航空器条件下,该方法测量的情境意识对管制过程中出现的飞行冲突量具有预测作用;在少航空器条件下,该方法测量的情境意识与主观评定测到的情境意识呈负相关,与实时管制负荷评定正相关,但是都不显著。结论基于事件的情境意识测量方法符合主流的情境意识定义,具有良好的敏感性、诊断性和预测效度、无干扰性,但是该方法的构念效度仍需要进一步检验。

程序管制条件下基于管制员工作负荷的扇区容量评估

空中交通容量评估是有效实施空中交通流量管理策略的基本依据和关键技术,对保障飞行安全和航班延误起着至关重要的作用.随着空域流量的增加,管制员工作负荷日益增大,已成为限制空域容量的主要因素之一.本文从理论和实际应用两个方面研究了基于管制员工作负荷的容量评估问题.文章首先给出管制员工作负荷的定义,讨论了管制员工作负荷产生的原因,并以此为基础建立了基于航路流量统计的管制员工作负荷模型;然后通过新的模型研究了扇区容量评估方法;最后以兰州区域的实际扇区为背景,使用建立的模型,采用回归分析方法,分别计算了在成熟管制员和新手情况下兰州区域的扇区容量.计算结果符合实际运行情况,验证了所提模型和方法的可行性.

交通复杂度因素对空中交通管制员脑力负荷与情境意识的影响

采用雷达管制模拟任务,综合考察两个交通复杂度因素:管制扇区内航空器的动态变化特性,如飞行速度、飞行高度与航向的变化,以及扇区内的航空器数量,及其交互作用对管制员作业表现的影响。结果表明,同管制扇区内航空器的数量一样,航空器的动态变化特性也会显著增加管制员的脑力负荷,降低管制员的情境意识,导致管制员化解冲突的时间延长。研究结果提示,随着飞行流量的稳步增长及空中交通动态变化特性的日趋增强,在采用流量管理、扇区的灵活划分及自由飞行等策略时,应充分考虑航空器数量之外的一些交通复杂度因素。

基于管制员工作负荷的终端区容量评估

对现有的基于管制员工作负荷的空域容量评估方法进行分析,并比较各自的特点。提出了改进的基于管制员工作负荷的容量评估模型,模型的建立不仅考虑了管制员工作负荷的不同类别,即通信负荷、非通信负荷和思考负荷,还考虑了空域内航路结构的复杂性,即区分空域内不同航路走向上运行的航空器数量。描述了基于新建模型的容量评估方法。以哈尔滨机场终端区为背景,在雷达管制的基础上,使用新建立的模型,采用回归分析方法,计算了终端区容量,验证了所提模型和方法的可行性与适用性。