探析空管自动化系统的应用分析

探析空管自动化系统的应用分析

韩笑笑

民航西北地区空中交通管理局   710082

摘要：空管自动化系统是空中交通管制工作主要依赖的工具和手段，为降低管制员工作负荷、提高管制效率，空管自动化应朝着提高稳定性、可靠性、自动化程度方向发展。本文分析自动化对空中交通管理的正面和负面影响，并根据案例分析得出空管自动化建设还有需要改革之处。

关键字：自动化；管制员；影响

一  自动化对空中交通管理的正面影响

随着航空业的发展，航线的复杂性和交通密度大幅增高。尽管空中交通运输网络尚未饱和，但在空域某些地方，管制员的工作已经繁忙不停。由于人类自身在感知、记忆、信息处理能力上的局限性，自动化系统被引入空中交通管理系统。自动化技术为空中交通管理带来了如下便利：

（1）增加空中交通流量

随着雷达等先进设备的引进，控制人员处理单架飞机的时间减少了,所能同时指挥与监控的飞机数目大大增加。自动化对增减空中交通流量、减少航班延误方面有积极作用。

(2）减少管制员工作负荷

管制员常规的管制工作包括陆空通话、协调、填写进程单、雷达操作、探测冲突、做预案决策等。管制员的工作量与所需管制的飞机数量、交通形势、航路复杂性、需要的通话和协调量、数据输入量等密切相关。雷达数据处理系统自动接收预处理后的数据，将系统综合航迹跟踪、数据融合、告警探测等处理数据分布到系统各席位；飞行数据处理服务器自动接收、发送、验证、推算飞行过程和动态数据，使管制员实时了解飞行计划和动态。这些在一定程度上都减轻了管制员的工作负荷。

（3）提高飞行安全水平

一方面，新技术的应用特别是自动化技术如冲突自动探测、飞行航迹自动生成、地空数据链等技术可以更好的提高工作效率，降低管制员的工作负荷，同时也就减轻了管制员的压力，减少了发生差错的几率；另一方面，管制员在遭遇特情需做出高风险决策时，自动化系统可以提供准确可靠的信息，并经由计算机整理和处理信息，从而辅助管制员做出正确的决策，保障飞机安全运行。

此外，空管自动化还有节约人工成本、增强服务、降低人员训练要求等优点。自动化技术的引入提升了空管系统。

二  自动化对空中交通管理的负面影响

尽管空管自动化具有确保安全、提高工作绩效等优点，但空管自动化系统在使用过程中仍然对管制工作产生了负面影响。

（1）管制员工作负荷异常变化

使用自动化系统的主要目的之一是减轻管制员的体力以及脑力负荷，早先引入的自动化系统也确实达到了这一要求。但是随着空管自动化程度的增加，自动化越来越复杂，出现故障的可能性也就增多，在自动化故障的情况下就有可能增加管制员的工作负荷。又或是自动化解决问题的方法超出管制员的理解，管制员需要过多思考与评估，甚至放弃使用自动化，同样增加了管制员的工作负荷。

（2）情景意识缺乏

当前引用最广泛的情景意识定义是由Endsley提出：情景意识是管制员在特定的时间和空间内对环境中的关键因素（系统的状态、工具和设备的状态、正在进行中的任务状态、其他小组成员的状态、环境的状况等）的认知，以及对它们意义的理解和对环境未来变化的预测。系统中空管自动化程度高比自动化程度低对情境意识的负面影响大。当管制员满足于对自动化的过分信任或缺乏信任时，警惕性就会下降，缺乏对情境的认知，忽视监控任务或忽略系统指出的问题。

（3）对自动化态度两极

管制员对自动化的态度主要分为两种：不信任和过度信任。管制员对自动化系统不信任的原因是：系统未按运行人员将采用或期望的方式工作；系统设计缺陷或故障造成的一些虚假警告，也加重了对自动化的不信任；如果发生事故症候，管制员仍要负责任；一些自动化系统过于复杂，管制员不了解其运作过程，产生怀疑。即使自动化是完全可靠、有效的，只要管制员对它有丝毫怀疑就会产生不信任感，且在特殊情形下出于安全考虑，管制员会放弃使用自动化。

另一种则是对自动化过度信任，即过度依赖。管制员对自动化的过度信任有两种表现：第一，完全依靠自动化系统自身的信息反馈对自动化系统的工作状态进行判断，而不借助其他的信息来源；第二，管制员信任自动化的决策，因此管制员没有去监控做出决策的过程和该决策可能导致的后果。最终会导致情景意识延迟加剧和技能退化。

（4）管制员技能退化

随着更加精密复杂的自动化系统承担了各种任务，复杂的任务在计算机的处理下变得简单，从而导致了管制员手动操作技能的退化。例如监视和信息获取的技能指派给了计算机，管制员便认为这些技能已经不再需要了。由于对自动化系统的持续依赖，诸如此类的技能用得越来越少，慢慢退化甚至丧失。如果系统突然故障不得不使用这些技能时，管制员运用不成熟的技能，出错的可能性大大增加。

三 空管自动化中人为差错案例分析——戈尔航空1907号班机空难

戈尔航班1907的空难是2006年9月29日戈尔航空的空难。这架1907航班原定从巴西亚马逊州首府马瑙斯起飞，经停巴西利亚并以里约热内卢为终点站，在距离马托格罗索州佩克托德阿泽维多市200公里的亚马逊雨林上空与一架巴西工业飞机N600XL相撞。双方驾驶员都没有看到彼此。1907号班机上机组6人，乘客148人，合计154人全部学生遇难。N600XL机翼末端的垂直倒翼被撞掉，机翼严重受损。但飞行受到控制，着陆成功。N600XL上2名机组人员和5名乘客全部生还。

戈尔航空1907号班机坠机事件的调查，揭发了巴西航管系统的危险弊病。

（1）负责指挥莱格塞喷射机的管制员，忘了指示飞机下降至指定高度（从37,000尺下降至36,000尺）。

（2）管制员不熟悉雷达监视系统的对答询机关闭的识别及高度信息的识别。

（3）不太熟悉巴西空域和莱格塞喷射机操作方式的驾驶员无法与地面管制员联系。

（4）管制员在英语和沟通程序上培训不足；工时过长；有关的管制员入职只有一年，经验不足；管制中心人员不足；缺乏管理人员对管制员工作的监督。

此外还有飞机设备上的设计缺陷。如莱格塞喷射机应答机易因其他误操作而关闭；防撞系统系统没有连接到中央警报系统，机组未察觉TCARS的关闭。

四 小结

近年来，空管快速的发展，管制任务及设备性质的不断变化，系统自动化的倾向，还有对管制员生理和心理健康的关注，都构成了当前空管人为因素的研究脉络。我国航空运输已进入新的发展阶段，这对航空运输的安全保障能力、设备运行状况、空管运行效率等提出了更高的要求。民航空中运行是否安全的核心保障就是空中交通管制系统，随着民航自动化系统的普遍应用，也让管制员和自动化系统间的矛盾凸显，加大了不安全因素中的人为因素，所以对自动化系统中的人为因素的研究是未来必要的新方向。

参考文献

[1] 李宗翼，罗晓利.空中交通管理中人的因素[M].四川：西南交通大学出版社，2009.

[2] Don Harris,Helen C.Muir.航空安全与人为因素热点问题研究[M]刘晓杰，刘英译.北京：中国民航出版社，2007.