CN102243815A - 一种扇区当量流量告警的实现方法 - Google Patents

一种扇区当量流量告警的实现方法 Download PDF

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CN102243815A CN2011100925386A CN201110092538A CN102243815A CN 102243815 A CN102243815 A CN 102243815A CN 2011100925386 A CN2011100925386 A CN 2011100925386A CN 201110092538 A CN201110092538 A CN 201110092538A CN 102243815 A CN102243815 A CN 102243815A
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徐肖豪
岳仁田
王超
王洁宁
赵宏伟
张春凤
高伟
黄宝军
王兴隆
李楠
王红勇
刘宏志
单宏宇
陈文佳
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Abstract

本发明涉及一种扇区当量流量告警的实现方法，其特征在于，以管制员工作负荷数据与航班流量数据综合得到扇区当量流量，并以扇区当量流量作为判别扇区流量告警的指标，所述方法通过计算机管理系统辅助实现，系统还包括一个流量管理程序生成/评估子系统，所述流量管理程序生成/评估子系统，用作所述扇区当量流量告警的操作平台，本发明创新提出当量流量指标，有效地解决了扇区管制员工作负荷对航班服务能力的影响，弥补了现行繁忙扇区流量告警机制的不足，该指标的应用更加符合扇区实际流量管理工作需要。

Description

一种扇区当量流量告警的实现方法
技术领域
     本发明涉及空中交通流量管理领域，尤其涉及一种扇区当量流量告警的实现方法。
背景技术
    欧美国家以航班流量作为扇区流量告警的指标，当扇区流量超过容量的设定值时，即发出告警。这种方式忽略了管制员工作负荷因素在流量告警中的影响。
日本则以工作负荷百分比作为流量告警的指标，当空中交通所对应的管制员工作负荷百分比超过了管制员工作负荷百分比的设定值时，即发出告警。这符合了实际的工作情况，但是该种告警方式不仅需要大量统计计算，而且最主要的是不利于告警工作的直观快捷实现。
    在扇区的流量管理工作中，管制员的工作负荷是影响扇区航班服务能力的最大瓶颈，而目前国内外尚未有把工作负荷与航班流量统筹兼顾作为判别扇区流量拥挤的告警方法的报道，因此，把工作负荷与航班流量统筹兼顾将是判别扇区流量拥挤工作的新思路。
发明内容
    本发明的目的就是为克服现有技术的不足，针对目前在扇区流量管理工作中，管制员的工作负荷是影响扇区航班服务能力的最大瓶颈的现实，提供一种判别扇区流量拥挤工作的新方法，即根据工作负荷与航班流量统筹兼顾的数据计算扇区的当量流量，将当量流量作为判别告警的指标。
    本发明是这样实现的，一种扇区当量流量告警的实现方法，其特征在于，以管制员工作负荷数据与航班流量数据综合得到扇区当量流量，并以扇区当量流量作为判别扇区流量告警的指标，所述方法包括：
    A）首先，把扇区航班分为四种活动特征：到达(Arrival)、起飞(Departure)、起飞和到达(Inner)和平飞(Over Flight)；分别表述为活动特征A、活动特征D、活动特征I和活动特征O；
    B）把管制员工作负荷因素考虑在内所得航班流量数与实际调控的航班流量数的比值定义为当量系数； 
    C）应用MMBB（Modified Messerschmitt Bokow-Blohm）评估方法对管制员工作负荷进行评估；
    D）把在给定时间段内在扇区活动的通过当量系数转换所得到的航班的数量定义为当量流量；当量流量的定义为以下表达式：
                                                 
Figure 355186DEST_PATH_IMAGE001
                    (1)
其中，
Figure 570135DEST_PATH_IMAGE002
：给定时间段的当量流量；
Figure 751718DEST_PATH_IMAGE003
：飞进该扇区并到达扇区内目的地机场的航班数量；
Figure 334534DEST_PATH_IMAGE004
：从该扇区内的机场起飞离开该扇区的航班数量；
Figure 172040DEST_PATH_IMAGE005
：起飞和目的地机场全部在该扇区内的航班数量；
：起飞和降落机场均不在扇区内只是飞越此扇区的航班数量；
Figure 738150DEST_PATH_IMAGE006
：到达航班当量流量系数；
Figure 961190DEST_PATH_IMAGE007
：起飞航班当量流量系数；
Figure 525026DEST_PATH_IMAGE008
：起飞和到达航班当量流量系数； 
Figure 833517DEST_PATH_IMAGE009
：平飞航班当量流量系数；
所述扇区当量流量告警方法的实现步骤如下：
步骤1、根据航班平均飞行时间与航班数乘积等于总飞行时间的关系式，即式(2)、及式(3)，可以推算出各时段的当量流量，各时段的当量流量表示为式(4)：
Figure 141001DEST_PATH_IMAGE010
                           (2)
Figure 297176DEST_PATH_IMAGE011
        
Figure 281182DEST_PATH_IMAGE012
                       (3)
Figure 827701DEST_PATH_IMAGE013
                            (4)
    其中， 
Figure 735614DEST_PATH_IMAGE014
：同一类特征航班，平均每架飞机在扇区飞行活动的时间；
Figure 930316DEST_PATH_IMAGE015
：管制员在扇区内监控某一类特征航班所产生的工作负荷；
Figure 835955DEST_PATH_IMAGE016
：同一类特征所有航班在扇区飞行活动的时间；
    步骤2、设
Figure 119038DEST_PATH_IMAGE017
=（
Figure 830642DEST_PATH_IMAGE006
+
Figure 899092DEST_PATH_IMAGE007
+
Figure 224900DEST_PATH_IMAGE018
+
Figure 542749DEST_PATH_IMAGE009
）/4，依据当量流量定义与式(1)反推求得各时段的当量系数，设如式(5)所示：
                         
Figure 995727DEST_PATH_IMAGE019
                            (5)
其中， ：给定时段的航班数量；
Figure 415393DEST_PATH_IMAGE017
：给定时间段所求得的某一状态航班的当量系数；
步骤3、为了使所求当量系数值与实际当量系数的误差达到最小，对各时间段所求的当量系数取均值，确定扇区最终的当量系数值即整个扇区某一状态航班流量的当量系数，如式(6)所示：
                         
Figure 220538DEST_PATH_IMAGE021
                         (6)
其中，
Figure 463825DEST_PATH_IMAGE022
：整个扇区某一状态航班流量的当量系数；
    步骤4、根据式(6)求得的当量系数值计算出该扇区任意时段的当量流量，再计算扇区总的当量流量，考虑该扇区的告警指标，当量流量超过告警线，则扇区空中交通必然会发生拥挤现象，否则，扇区空中交通运行顺畅。
    所述扇区当量流量告警的实现方法，通过计算机管理系统辅助实现，所述计算机管理系统主要由客户端/服务器/数据库模式（C/S/D）网络构成，其特征在于，系统中还包括一个流量管理程序生成/评估子系统，所述流量管理程序生成/评估子系统，用作所述扇区当量流量告警的操作平台。
     本发明采用扇区当量流量告警的实现方法, 创新提出当量流量指标，有效地解决了扇区管制员工作负荷对航班服务能力的影响，弥补了现行繁忙扇区流量告警机制的不足，该指标的应用更加符合扇区实际流量管理工作需要。
附图说明
     图1 是扇区流量告警方法流程图；
     图2是扇区流量告警监控图。
具体实施方式
    为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
    如图1和图2所示，本发明应用MMBB评估方法（Modified Messerschmitt Bokow-Blohm）对管制员工作负荷进行评估，该方法可以较为准确的估测出管制员每类特征航班产生的平均工作负荷值。依据评估结果就可求解当量系数及当量流量，以下是具体的计算与分析：
1.当量流量系数计算：
应用MMBB评估方法(Modified Messerschmitt Bokow-Blohm)对某扇区管制员工作负荷评估的结果，如表1所示：
表1某扇区工作负荷评估结果
活动特征 平均工作时间 解 释
   A 8.3 sec/min 平均每分钟处理到达航班的工作负荷值为8.3秒
   D 7.4 sec/min 平均每分钟处理起飞航班的工作负荷值为7.4秒
   I 5.7 sec/min 平均每分钟处理起飞与到达航班的工作负荷为5.7秒
   O 5.0 sec/min 平均每分钟处理平飞穿越航班的工作负荷值为5.0秒
对该扇区给定时间段（0100-0140）工作负荷计算，如表2所示：
表2扇区时间段内工作负荷计算
Figure 241288DEST_PATH_IMAGE023
下面依据表2，根据公式（4），公式（5），公式（6）计算活动特征A的航班在时间段0100-0140内的当量流量系数，只选取监控活动特征A的航班的负荷时间, 则
Figure 721948DEST_PATH_IMAGE024
；
Figure 466919DEST_PATH_IMAGE025
；                        
Figure 996120DEST_PATH_IMAGE026
 ；                           
由式(4)得：
Figure 142937DEST_PATH_IMAGE027
；
由式(5)得： ；
根据式(6)，对不同时段的
Figure 511918DEST_PATH_IMAGE029
进行统计，其均值结果即为该扇区的A类特征航班的当量系数
Figure 94078DEST_PATH_IMAGE030
为1.16。同理可以计算出该扇区其它3种特征航班的当量系数，分别为：=1.14，
Figure 668596DEST_PATH_IMAGE031
=1.12，
Figure 119650DEST_PATH_IMAGE032
=1.09；
2.当量流量计算：
假设以下是该扇区0600至1000时段按照航班活动特征分类所得到的航班架次的统计。如表3所示：
 表3  0600-1000时段航班状态架次统计
Figure 256234DEST_PATH_IMAGE033
 应用该扇区当量系数的计算结果计算0600-1000各时段的当量流量，结果如下：
 0600-0700时段当量流量13.61架次；0700-0800时段当量流量20.47架次；
 0800-0900时刻当量流量22.82架次；0900-1000时段当量流量18.06架次；
 图2反映了扇区流量监控的情况，该扇区的容量是20架航班，分为黄色和红色两个告警等级。黄色告警线对应扇区容量的80% ，红色告警线对应扇区最大容量。其中，线A：黄色告警线，线B：红色告警线；直方图：实际航班架次；折线：当量流量航班架次。
1、实际流量（直方图部分所示）：在0700-0800时段已处于黄色流量告警状态；0800-0900时段刚刚达到红色流量告警状态；0900-1000时段也刚好达到黄色告警线。整个扇区的航班流量小于等于容量，说明该时段扇区内空中交通状况顺畅，管制工作负荷在正常范围之内；
2、当量流量（折线所示）： 0700-0800时段当量流量为20.47架次，已经超过该扇区的容量；同样0800-0900时段当量流量22.82架次已大于扇区20架次的容量；0900-1000当量流量18.06架次，也已超过黄色告警线。以上结果表明在0700至1000时段该扇区流量与容量已失去平衡，空中交通必然会发生拥挤现象。
 根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。

Claims (2)

1.一种扇区当量流量告警的实现方法，其特征在于，以管制员工作负荷数据与航班流量数据综合得到扇区当量流量，并以扇区当量流量作为判别扇区流量告警的指标，所述方法包括：
A）首先，把扇区航班分为四种活动特征：到达Arrival、起飞Departure、起飞和到达Inner以及平飞Over Flight；分别表述为活动特征A、活动特征D、活动特征I和活动特征O；
B）把管制员工作负荷因素考虑在内所得航班流量数与实际调控的航班流量数的比值定义为当量系数； 
C）应用MMBB评估方法对管制员工作负荷进行评估；MMBB为Modified Messerschmitt Bokow-Blohm的缩写；
D）把在给定时间段内在扇区活动的通过当量系数转换所得到的航班的数量定义为当量流量；
当量流量的定义为以下表达式：                                                
Figure 411606DEST_PATH_IMAGE001
       (1)
其中，
Figure 834498DEST_PATH_IMAGE002
：给定时间段的当量流量；
：飞进该扇区并到达扇区内目的地机场的航班数量；
Figure 716052DEST_PATH_IMAGE004
：从该扇区内的机场起飞离开该扇区的航班数量；
Figure 668964DEST_PATH_IMAGE005
：起飞和目的地机场全部在该扇区内的航班数量；
Figure 466019DEST_PATH_IMAGE006
：起飞和降落机场均不在扇区内只是飞越此扇区的航班数量；
Figure 137172DEST_PATH_IMAGE007
：到达航班当量流量系数；
Figure 372981DEST_PATH_IMAGE008
：起飞航班当量流量系数；
：起飞和到达航班当量流量系数； 
Figure 413935DEST_PATH_IMAGE010
：平飞航班当量流量系数；
    所述扇区当量流量告警方法的实现步骤如下：
步骤1、根据航班平均飞行时间与航班数乘积等于总飞行时间的关系式，即式(2)、及式(3)，可以推算出各时段的当量流量，各时段的当量流量表示为式(4)：
Figure 572384DEST_PATH_IMAGE011
                           (2)
                               (3)
Figure 492562DEST_PATH_IMAGE014
                            (4)
    其中， 
Figure 75990DEST_PATH_IMAGE015
：同一类特征航班，平均每架飞机在扇区飞行活动的时间；
Figure 388023DEST_PATH_IMAGE016
：管制员在扇区内监控某一类特征航班所产生的工作负荷；
Figure 435613DEST_PATH_IMAGE017
：同一类特征所有航班在扇区飞行活动的时间；
   步骤2、设
Figure 807689DEST_PATH_IMAGE018
=（
Figure 940730DEST_PATH_IMAGE007
+
Figure 994137DEST_PATH_IMAGE008
+
Figure 896233DEST_PATH_IMAGE019
+）/4，依据当量流量定义与式(1)反推求得各时段的当量系数，设
Figure 793968DEST_PATH_IMAGE018
如式(5)所示：              
Figure 651066DEST_PATH_IMAGE020
          (5)
其中， ：给定时段的航班数量；
Figure 121547DEST_PATH_IMAGE018
：给定时间段所求得的某一状态航班的当量系数；
步骤3、为了使所求当量系数值与实际当量系数的误差达到最小，对各时间段所求的当量系数取均值，确定扇区最终的当量系数值即整个扇区某一状态航班流量的当量系数，如式(6)所示：     
Figure 229181DEST_PATH_IMAGE022
        (6)
其中，
Figure 624390DEST_PATH_IMAGE023
：整个扇区某一状态航班流量的当量系数；
步骤4、根据式(6)求得的当量系数值计算出该扇区任意时段的当量流量，再计算扇区总的当量流量，考虑该扇区的告警指标，当量流量超过告警线，则扇区空中交通必然会发生拥挤现象，否则，扇区空中交通运行顺畅。
2. 如权利要求1所述扇区当量流量告警的实现方法，通过计算机管理系统辅助实现，所述计算机管理系统主要由客户端/服务器/数据库模式即C/S/D网络构成，其特征在于，系统中还包括一个流量管理程序生成/评估子系统，所述流量管理程序生成/评估子系统，用作所述扇区当量流量告警的操作平台。
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