CN113627798A - 一种用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法 - Google Patents

一种用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法 Download PDF

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CN113627798A CN202110924769.2A CN202110924769A CN113627798A CN 113627798 A CN113627798 A CN 113627798A CN 202110924769 A CN202110924769 A CN 202110924769A CN 113627798 A CN113627798 A CN 113627798A
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Abstract

一种用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法。其包括提取待评价管制员管制效能测评数据；统计航空器在汇聚和分散态势下间隔告警次数、管制员违反相关规程次数、航空器高度配备错误次数、航空器不满足相关运行效率指标要求次数；将所有管制员管制效能评价指标按对高空管制工作产生影响的严重程度不同分为三类，根据各评价指标相应统计数据获得高空航路飞行的管制效能测评结果等步骤。本发明可对管制员指挥高空航空器时的决策能力和技术水平进行评价。基于空中交通运行数据和管制员行为操作数据，设计各项效能评价指标计算方法，实现对高空航路管制员所需多种管制技能综合应用能力的客观定量评估，符合我国民航安全、便捷、高效、绿色的发展理念。

Description

一种用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法
技术领域
本发明属于民航空中交通管理技术领域，特别是涉及一种用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法。
背景技术
我国中高空范围内的民用航空器飞行，多数是沿着固定的航路(航线)进行的。由于在航路网络中的飞行时间长、速度快，航空器改变高度时的相互影响会比低空飞行明显，飞行冲突多且比较隐蔽。通常，高空航路管制员的管辖空域面积大、航班数量多，管制工作有着多目标、多任务的特点。除掌握基本管制技能和相关管制方法外，航路管制员还需具备对全盘工作的综合统筹能力，能够对航路网内同时或连续发生的各种飞行冲突进行准确预判和调配。然而，目前我国各空管单位还没有针对高空航空器的飞行特点，建立航路管制员在指挥中的工作效能量化评价标准，在整体上从计划、预测、协调、管理等多方面对航路管制员的指挥操作能力和认知决策水平进行科学、准确的评价。传统的基于人工检查单的主观评价方式已无法满足愈发复杂的空域环境和逐年增长的航班流量对高空管制工作的新要求。因此，科学规划和制定航路管制员的工作效能评价方式对保证空中飞行安全和提高管制运行效率起到了至关重要的作用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供了一种用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法。
为了达到上述目的，本发明提供的用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法包括按顺序进行的下列步骤：
步骤A：从空管自动化系统提取待评价管制员在对高空航路中飞行的航空器进行指挥过程中，其管辖权限范围内的空域结构数据、航空器运行参数数据、航空器飞行属性数据和航空器标牌状态发生变化的数据，然后将这些数据分类存储，作为用于后续步骤B至步骤E中有关管制员管制效能评价指标的测评数据；
步骤B：基于步骤A获得的相关测评数据，统计航空器在汇聚态势下和分散态势下的间隔告警次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对高空航路飞行中的航空器是否满足安全间隔进行评估；
步骤C：基于步骤A获得的相关测评数据，统计管制员违反相关规程的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对管制员是否按照高空航路管制的规程管控责任权限内的航空器进行评价；
步骤D：基于步骤A获得的相关测评数据，统计航空器高度配备错误的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对其是否为高空航路飞行的航空器配备了正确的高度进行评价；
步骤E：基于步骤A获得的相关测评数据，统计不满足相关运行效率指标要求的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对其管制权限内航空器的运行效率进行评价；
步骤F：将上述步骤B至步骤E中获得的所有管制员管制效能评价指标按对高空管制工作产生影响的严重程度不同分为Ⅰ至Ⅲ类，然后根据上述各评价指标的相应统计数据获得高空航路飞行的管制效能测评结果。
在步骤A中，所述空域结构数据包括：管制责任扇区边界坐标；责任扇区内的航路边界坐标；航路中心线坐标；航路最低安全高度；责任扇区内移交区域的坐标；移交区域的移交高度；责任扇区内可引导航空器使其飞出航路的民用空域范围坐标；
所述航空器运行参数数据包括：航空器的航班号；任一飞行时刻航空器的经度、纬度；任一飞行时刻航空器的高度；任一飞行时刻航空器的指示空速；任一飞行时刻航空器的马赫数；任一飞行时刻航空器的航向；航空器驾驶员首次联系管制员的时间；航空器进入管制责任扇区边界的时间；航空器在移交时距前一个已移交航空器的水平距离；
所述航空器飞行属性数据包括：航空器目的地机场的坐标；航空器飞行性能限制的最高飞行高度；识别航空器可允许的最长时间；横向偏置程序可允许偏离航路中心线的最大距离；航空器间可允许的最小水平间隔和最小垂直间隔；移交区域内相邻航空器之间的移交间隔；航空器在责任扇区内可允许的最长飞行时间；
所述航空器标牌状态发生变化的数据包括：航空器标牌被管制员接收的时间；航空器标牌中的目标高度被管制员更新的时间；航空器标牌被管制员移交的时间；航空器标牌中出现“CLAM”告警提示的时间；航空器标牌中“CLAM”告警提示可允许的最长时间。
在步骤B中，所述基于步骤A获得的相关测评数据，统计航空器在汇聚态势下和分散态势下的间隔告警次数，作为管制员管制效能评价指标的方法为：设航空器i和航空器j产生了飞行冲突，在冲突过程中的任一飞行时刻t，航空器i的经度、纬度分别为
Figure BDA0003208851400000031
转换为平面直角坐标系后的横、纵坐标分别为
Figure BDA0003208851400000032
Figure BDA0003208851400000041
航空器j的经度、纬度分别为
Figure BDA0003208851400000042
转换为平面直角坐标系后的横、纵坐标分别为
Figure BDA0003208851400000043
则该飞行冲突中两航空器之间的最大接近率可以表示为：
Figure BDA0003208851400000044
其中t1,t2为飞行冲突过程中任意相邻的两个时刻，T为飞行冲突的持续时间；若满足VC＜0，则将分散态势下的间隔告警次数NDS增加1次；否则，将汇聚态势下的间隔告警次数NCS增加1次。
在步骤C中，所述基于步骤A获得的相关测评数据，统计管制员违反相关规程的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对管制员是否按照高空航路管制的规程管控责任权限内的航空器进行评价的具体步骤如下：
步骤C1：统计管制员在规定的时间范围内没有完成雷达识别程序的次数，所采用的方法为：设航空器i的驾驶员与责任扇区管制员的首次联系时间为
Figure BDA0003208851400000045
管制员在雷达监视器上接收该航空器标牌的时间为
Figure BDA0003208851400000046
该责任扇区规定的识别航空器可允许的最长时间为TRC，若满足
Figure BDA0003208851400000047
则将雷达识别程序错误次数NRC增加1次；
步骤C2：统计管制员没有按照相关规程实施管制移交的次数，所采用的方法为：设管制员移交航空器i的标牌时间为
Figure BDA0003208851400000048
此时航空器i的经度、纬度和高度分别为
Figure BDA0003208851400000049
和
Figure BDA00032088514000000410
该责任扇区内的移交区域范围为PH，移交高度的限定范围为ZH，航空器i与前一个已移交航空器的水平距离为
Figure BDA00032088514000000411
该移交区域内规定的相邻移交航空器之间的水平间隔为SH，则在
Figure BDA00032088514000000412
时刻，若满足
Figure BDA00032088514000000413
则将管制移交程序错误次数NTR增加1次；
步骤C3：统计管制员未按照横向偏置程序的相关规程引导航空器的次数，所采用的方法为：设航空器i在任一飞行时刻t的经度、纬度分别为
Figure BDA0003208851400000051
由经度
Figure BDA0003208851400000052
纬度
Figure BDA0003208851400000053
判断该航空器所在航路的位置，计算航空器i距所在航路中心线的距离
Figure BDA0003208851400000054
另设横向偏置程序可允许偏离航路中心线的最大距离DC，若满足
Figure BDA0003208851400000055
则将横向偏置程序错误次数NSL增加1次。
在步骤D中，所述基于步骤A获得的相关测评数据，统计航空器高度配备错误的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对其是否为高空航路飞行的航空器配备了正确的高度进行评价的具体步骤如下：
步骤D1：统计管制员没有及时更新标牌中目标高度的次数，所采用的方法为：设航空器i的标牌中出现“CLAM”告警提示的时间为
Figure BDA0003208851400000056
航空器标牌中的目标高度被管制员更新的时间为
Figure BDA0003208851400000057
读取航空器标牌中“CLAM”告警提示可允许的最长时间TCL，若满足
Figure BDA0003208851400000058
则将目标高度更新错误次数NCL增加1次；
步骤D2：统计管制员没有按照航空器的飞行航向配备奇偶巡航高度层的次数，所采用的方法为：设
Figure BDA0003208851400000059
时刻管制员更新航空器i标牌中的目标高度为
Figure BDA00032088514000000510
该时刻航空器i的航向为
Figure BDA00032088514000000511
若满足
Figure BDA00032088514000000512
则将奇偶巡航高度层配备错误次数NOE增加1次；
步骤D3：统计管制员没有按照同航路飞行的航空器目的地远近来配备航程巡航高度层的次数，所采用的方法为：设
Figure BDA00032088514000000513
时刻管制员更新航空器i标牌中的目标高度为
Figure BDA00032088514000000514
此时若有在同一航路中飞行的与航空器i的水平间隔不大于50km且航向差不大于60°的航空器j，则记录航空器j的目标高度为
Figure BDA00032088514000000515
计算航空器i与航空器j距目的地机场的距离分别为
Figure BDA00032088514000000516
和
Figure BDA00032088514000000517
若满足
Figure BDA00032088514000000518
则将航程巡航高度层配备错误次数NDE增加1次；
步骤D4：统计管制员没有按照航路最低安全高度规则为航空器配备飞行高度的次数，所采用的方法为：设航空器i在任一飞行时刻t的经度、纬度和高度分别为
Figure BDA0003208851400000061
和
Figure BDA0003208851400000062
由经度
Figure BDA0003208851400000063
纬度
Figure BDA0003208851400000064
判断得到该航空器所在航路的最低安全高度为HM，若满足
Figure BDA0003208851400000065
则将航路安全高度错误次数NMA增加1次；
步骤D5：统计管制员没有按照航空器机型性能特征配备性能飞行高度的次数，所采用的方法为：设
Figure BDA0003208851400000066
时刻管制员更新航空器i标牌中的目标高度为
Figure BDA0003208851400000067
由该航空器机型性能限制的最高飞行高度为
Figure BDA0003208851400000068
若满足
Figure BDA0003208851400000069
则将性能飞行高度配备错误次数NFP增加1次。
在步骤E中，所述基于步骤A获得的相关测评数据，统计不满足相关运行效率指标要求的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对其管制权限内航空器的运行效率进行评价的具体步骤如下：
步骤E1：统计管制员未在限定的民用空域内引导航空器使其偏出航路的次数，所采用的方法为：设航空器i在任一飞行时刻t的经度、纬度分别为
Figure BDA00032088514000000610
管制员责任扇区内可用于引导航空器飞行的民用空域范围为AV，若满足
Figure BDA00032088514000000611
则将引导偏出航路错误次数NRV增加1次；
步骤E2：统计管制员没有按照高空航路飞行的调速规则对航空器进行速度调整的次数，所采用的方法为：设航空器i在任一飞行时刻t的高度、指示空速和马赫数分别为
Figure BDA00032088514000000612
和
Figure BDA00032088514000000613
若满足
Figure BDA00032088514000000614
则将航行调速错误次数NSA增加1次；
步骤E3：统计航空器在管制责任扇区内飞行的延误次数，所采用的方法为：设航空器i进入责任扇区边界的时间为
Figure BDA0003208851400000071
管制员移交航空器i的标牌时间为
Figure BDA0003208851400000072
提取航空器i在责任扇区内可允许的最长飞行时间为
Figure BDA0003208851400000073
若满足
Figure BDA0003208851400000074
则将飞行延误次数NDF增加1次。
在步骤F中，所述将上述步骤B至步骤E中获得的所有管制员管制效能评价指标按对高空管制工作产生影响的严重程度不同分为Ⅰ至Ⅲ类，然后根据上述各评价指标的相应统计数据获得高空航路飞行的管制效能测评结果的方法为：
所述Ⅰ类评价指标为事故征候指标，即：在管制员的指挥工作中，允许发生的次数为0次的指标，包括：汇聚态势下的间隔告警次数、奇偶巡航高度层配备错误次数、航路安全高度错误次数、引导偏出航路错误次数；
Ⅱ类评价指标为严重差错指标，即：在管制员的指挥工作中，允许发生的次数为1次的指标，包括：分散态势下的间隔告警次数、管制移交程序错误次数、横向偏置程序错误次数；
Ⅲ类评价指标为一般差错指标，即：在管制员的指挥工作中，允许发生的次数为2次的指标，包括：雷达识别程序错误次数、目标高度更新错误次数、航程巡航高度层配备错误次数、性能飞行高度配备错误次数、航行调速错误次数、飞行延误次数；
若任意一项评价指标的统计数据超出其相应指标类别的可允许发生次数，则认定管制员在指挥过程中的管制效能测评结果为不合格；若所有项评价指标的统计数据均在相应指标类别可允许发生次数的范围内，则认定管制员在指挥过程中的管制效能测评结果为合格。
本发明提供的用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法具有如下有益效果：可对管制员在指挥高空航空器时的决策能力和技术水平进行评价。基于空中交通运行数据和管制员行为操作数据，设计各项效能评价指标的计算方法，以实现对高空航路管制员所需多种管制技能综合应用能力的客观定量评估，符合我国民航安全、便捷、高效、绿色的发展理念，实施方式简单、有效。
附图说明
图1为本发明涉及的用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法示意图；
图2为安全间隔评估流程图；
图3为雷达识别程序评估流程图；
图4为管制移交程序评估流程图；
图5为横向偏置程序评估流程图；
图6为目标高度更新评估流程图；
图7为奇偶高度层配备评估流程图；
图8为航程高度层配备评估流程图；
图9为航路安全高度评估流程图；
图10为性能高度配备评估流程图；
图11为引导偏出航路评估流程图；
图12为航行调速评估流程图；
图13为飞行延误评估流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法包括按顺序进行的下列步骤：
步骤A：从空管自动化系统提取待评价管制员在对高空航路中飞行的航空器进行指挥过程中，其管辖权限范围内的空域结构数据、航空器运行参数数据、航空器飞行属性数据和航空器标牌状态发生变化的数据，然后将这些数据分类存储，作为用于后续步骤B至步骤E中有关管制员管制效能评价指标的测评数据；
所述空域结构数据包括：管制责任扇区边界坐标；责任扇区内的航路边界坐标；航路中心线坐标；航路最低安全高度；责任扇区内移交区域的坐标；移交区域的移交高度；责任扇区内可引导航空器使其飞出航路的民用空域范围坐标；
所述航空器运行参数数据包括：航空器的航班号；任一飞行时刻航空器的经度、纬度；任一飞行时刻航空器的高度；任一飞行时刻航空器的指示空速；任一飞行时刻航空器的马赫数；任一飞行时刻航空器的航向；航空器驾驶员首次联系管制员的时间；航空器进入管制责任扇区边界的时间；航空器在移交时距前一个已移交航空器的水平距离；
所述航空器飞行属性数据包括：航空器目的地机场的坐标；航空器飞行性能限制的最高飞行高度；识别航空器可允许的最长时间；横向偏置程序可允许偏离航路中心线的最大距离；航空器间可允许的最小水平间隔和最小垂直间隔；移交区域内相邻航空器之间的移交间隔；航空器在责任扇区内可允许的最长飞行时间；
所述航空器标牌状态发生变化的数据包括：航空器标牌被管制员接收的时间；航空器标牌中的目标高度被管制员更新的时间；航空器标牌被管制员移交的时间；航空器标牌中出现“CLAM”告警提示的时间；航空器标牌中“CLAM”告警提示可允许的最长时间。
步骤B：在管制员的指挥过程中，对其责任扇区内航空器之间的安全间隔进行评价，若任意航空器之间同时出现不满足可允许的最小水平间隔和最小垂直间隔的情况，则表明管制员违反了最小安全间隔标准，记为一次飞行冲突。
基于步骤A获得的相关测评数据，统计航空器在汇聚态势下和分散态势下的间隔告警次数，作为管制员管制效能评价指标，如图2所示，所采用的方法为：设航空器i和航空器j产生了飞行冲突，在冲突过程中的任一飞行时刻t，航空器i的经度、纬度分别为
Figure BDA0003208851400000101
转换为平面直角坐标系后的横、纵坐标分别为
Figure BDA0003208851400000102
航空器j的经度、纬度分别为
Figure BDA0003208851400000103
转换为平面直角坐标系后的横、纵坐标分别为
Figure BDA0003208851400000104
则该飞行冲突中两航空器之间的最大接近率可以表示为：
Figure BDA0003208851400000105
其中t1,t2为飞行冲突过程中任意相邻的两个时刻，T为飞行冲突的持续时间；若满足VC＜0，则将分散态势下的间隔告警次数NDS增加1次；否则，将汇聚态势下的间隔告警次数NCS增加1次；
步骤C：基于步骤A获得的相关测评数据，统计管制员违反相关规程的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对管制员是否按照高空航路管制的规程管控责任权限内的航空器进行评价；
具体步骤如下：
步骤C1：管制员在雷达监视器上对即将进入管制权限内的监视目标或位置指示与某特定航空器进行关联的过程称为雷达识别。
统计管制员在规定的时间范围内没有完成雷达识别程序的次数，如图3所示，所采用的方法为：设航空器i的驾驶员与责任扇区管制员的首次联系时间为
Figure BDA0003208851400000111
管制员在雷达监视器上接收该航空器标牌的时间为
Figure BDA0003208851400000112
该责任扇区规定的识别航空器可允许的最长时间为TRC，若满足
Figure BDA0003208851400000113
则将雷达识别程序错误次数NRC增加1次；
步骤C2：管制员把即将离开责任扇区的航空器的管制权限移交给下一个扇区管制员的过程称为管制移交。
统计管制员没有按照相关规程实施管制移交的次数，如图4所示，所采用的方法为：设管制员移交航空器i的标牌时间为
Figure BDA0003208851400000114
此时航空器i的经度、纬度和高度分别为
Figure BDA0003208851400000115
和
Figure BDA0003208851400000116
该责任扇区内的移交区域范围为PH，移交高度的限定范围为ZH，航空器i与前一个已移交航空器的水平距离为
Figure BDA0003208851400000117
该移交区域内规定的相邻移交航空器之间的水平间隔为SH，则在
Figure BDA0003208851400000118
时刻，若满足
Figure BDA0003208851400000119
则将管制移交程序错误次数NTR增加1次；
步骤C3：管制员根据飞行冲突或间隔调配等原因，指挥高空航路飞行的航空器在不飞出航路的前提下，向航路中心线左侧或右侧偏置一定距离飞行，从而提供更大的安全余度以减少航空器的空中碰撞风险，称为实施横向偏置程序。
统计管制员未按照横向偏置程序的相关规程引导航空器的次数，如图5所示，所采用的方法为：设航空器i在任一飞行时刻t的经度、纬度分别为
Figure BDA00032088514000001110
由经度
Figure BDA00032088514000001111
纬度
Figure BDA00032088514000001112
判断该航空器所在航路的位置，计算航空器i距所在航路中心线的距离
Figure BDA00032088514000001113
另设横向偏置程序可允许偏离航路中心线的最大距离DC，若满足
Figure BDA00032088514000001114
则将横向偏置程序错误次数NSL增加1次。
步骤D：基于步骤A获得的相关测评数据，统计航空器高度配备错误的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对其是否为高空航路飞行的航空器配备了正确的高度进行评价；
具体步骤如下：
步骤D1：管制员对所辖扇区内的航空器发布高度指令的同时，需要将雷达监视器上该航空器标牌中的目标高度调整到与所发的高度指令相同，此后若航空器的实际飞行高度与标牌的目标高度不一致，该航空器的标牌会出现“CLAM”告警提示。当管制员更新标牌中的目标高度或重新发布高度指令使航空器的实际飞行高度与标牌的目标高度达到一致时，“CLAM”告警提示消失。
统计管制员没有及时更新标牌中目标高度的次数，如图6所示，所采用的方法为：设航空器i的标牌中出现“CLAM”告警提示的时间为
Figure BDA0003208851400000121
航空器标牌中的目标高度被管制员更新的时间为
Figure BDA0003208851400000122
读取航空器标牌中“CLAM”告警提示可允许的最长时间TCL，若满足
Figure BDA0003208851400000123
则将目标高度更新错误次数NCL增加1次；
步骤D2：高空航路中的航空器，若航向角在0°～179°之间，管制员应为其配备奇数高度层巡航飞行；若航向角在180°～359°之间，管制员应为其配备偶数高度层巡航飞行。
统计管制员没有按照航空器的飞行航向配备奇偶巡航高度层的次数，如图7所示，所采用的方法为：设
Figure BDA0003208851400000124
时刻管制员更新航空器i标牌中的目标高度为
Figure BDA0003208851400000125
该时刻航空器i的航向为
Figure BDA0003208851400000126
若满足
Figure BDA0003208851400000127
则将奇偶巡航高度层配备错误次数NOE增加1次；
步骤D3：管制员应根据高空航路飞行中航空器目的地的远近来为不同航程的航空器配备巡航高度层，航程长的航空器应配备较高的巡航高度层，航程短的航空器应配备较低的巡航高度层。
统计管制员没有按照同航路飞行的航空器目的地远近来配备航程巡航高度层的次数，如图8所示，所采用的方法为：设
Figure BDA0003208851400000131
时刻管制员更新航空器i标牌中的目标高度为
Figure BDA0003208851400000132
此时若有在同一航路中飞行的与航空器i的水平间隔不大于50km且航向差不大于60°的航空器j，则记录航空器j的目标高度为
Figure BDA0003208851400000133
计算航空器i与航空器j距目的地机场的距离分别为
Figure BDA0003208851400000134
和
Figure BDA0003208851400000135
若满足
Figure BDA0003208851400000136
则将航程巡航高度层配备错误次数NDE增加1次；
步骤D4：管制员在为高空航路中飞行的航空器配备高度时，应按照航路最低安全高度的要求，使航空器的飞行高度不低于所在航路的最低安全高度。
统计管制员没有按照航路最低安全高度规则为航空器配备飞行高度的次数，如图9所示，所采用的方法为：设航空器i在任一飞行时刻t的经度、纬度和高度分别为
Figure BDA0003208851400000137
和
Figure BDA0003208851400000138
由经度
Figure BDA0003208851400000139
纬度
Figure BDA00032088514000001310
判断得到该航空器所在航路的最低安全高度为HM，若满足
Figure BDA00032088514000001311
则将航路安全高度错误次数NMA增加1次；
步骤D5：管制员在为高空航路中飞行的航空器配备高度时，应按照航空器的机型性能要求，使航空器的飞行高度不高于其机型性能所限定的最高高度。
统计管制员没有按照航空器机型性能特征配备性能飞行高度的次数，如图10所示，所采用的方法为：设
Figure BDA00032088514000001312
时刻管制员更新航空器i标牌中的目标高度为
Figure BDA00032088514000001313
由该航空器机型性能限制的最高飞行高度为
Figure BDA00032088514000001314
若满足
Figure BDA00032088514000001315
则将性能飞行高度配备错误次数NFP增加1次。
步骤E：基于步骤A获得的相关测评数据，统计不满足相关运行效率指标要求的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对其管制权限内航空器的运行效率进行评价；
具体步骤如下：
步骤E1：高空航路飞行的航空器只能在固定的航路航线中飞行，但管制员可以在限定的民用空域内引导航空器飞出航路，以实现建立间隔、避让冲突或排序的目的。
统计管制员未在限定的民用空域内引导航空器使其偏出航路的次数，如图11所示，所采用的方法为：设航空器i在任一飞行时刻t的经度、纬度分别为
Figure BDA0003208851400000141
Figure BDA0003208851400000142
管制员责任扇区内可用于引导航空器飞行的民用空域范围为AV，若满足
Figure BDA0003208851400000143
则将引导偏出航路错误次数NRV增加1次；
步骤E2：管制员对高空航路飞行的航空器进行速度调整时应遵守相关规定：在7500米(含)以下的高度层，对常见机型的指示空速调节范围介于250节与310节之间；在7500米以上的高度层，对常见机型的马赫数调整范围不得超过0.06。
统计管制员没有按照高空航路飞行的调速规则对航空器进行速度调整的次数，如图12所示，所采用的方法为：设航空器i在任一飞行时刻t的高度、指示空速和马赫数分别为
Figure BDA0003208851400000144
和
Figure BDA0003208851400000145
若满足
Figure BDA0003208851400000146
则将航行调速错误次数NSA增加1次；
步骤E3：统计航空器在管制责任扇区内飞行的延误次数，如图13所示，所采用的方法为：设航空器i进入责任扇区边界的时间为
Figure BDA0003208851400000147
管制员移交航空器i的标牌时间为
Figure BDA0003208851400000148
提取航空器i在责任扇区内可允许的最长飞行时间为
Figure BDA0003208851400000149
若满足
Figure BDA00032088514000001410
则将飞行延误次数NDF增加1次。
步骤F：将上述步骤B至步骤E中获得的所有管制员管制效能评价指标按对高空管制工作产生影响的严重程度不同分为Ⅰ至Ⅲ类，然后根据上述各评价指标的相应统计数据获得高空航路飞行的管制效能测评结果：
其中Ⅰ类评价指标为事故征候指标，即：在管制员的指挥工作中，允许发生的次数为0次的指标，包括：汇聚态势下的间隔告警次数、奇偶巡航高度层配备错误次数、航路安全高度错误次数、引导偏出航路错误次数；
Ⅱ类评价指标为严重差错指标，即：在管制员的指挥工作中，允许发生的次数为1次的指标，包括：分散态势下的间隔告警次数、管制移交程序错误次数、横向偏置程序错误次数；
Ⅲ类评价指标为一般差错指标，即：在管制员的指挥工作中，允许发生的次数为2次的指标，包括：雷达识别程序错误次数、目标高度更新错误次数、航程巡航高度层配备错误次数、性能飞行高度配备错误次数、航行调速错误次数、飞行延误次数；
若任意一项评价指标的统计数据超出其相应指标类别的可允许发生次数，则认定管制员在指挥过程中的管制效能测评结果为不合格；若所有项评价指标的统计数据均在相应指标类别可允许发生次数的范围内，则认定管制员在指挥过程中的管制效能测评结果为合格。

Claims (7)

1.一种用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法，其特征在于：所述测评方法包括按顺序进行的下列步骤：
步骤A：从空管自动化系统提取待评价管制员在对高空航路中飞行的航空器进行指挥过程中，其管辖权限范围内的空域结构数据、航空器运行参数数据、航空器飞行属性数据和航空器标牌状态发生变化的数据，然后将这些数据分类存储，作为用于后续步骤B至步骤E中有关管制员管制效能评价指标的测评数据；
步骤B：基于步骤A获得的相关测评数据，统计航空器在汇聚态势下和分散态势下的间隔告警次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对高空航路飞行中的航空器是否满足安全间隔进行评估；
步骤C：基于步骤A获得的相关测评数据，统计管制员违反相关规程的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对管制员是否按照高空航路管制的规程管控责任权限内的航空器进行评价；
步骤D：基于步骤A获得的相关测评数据，统计航空器高度配备错误的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对其是否为高空航路飞行的航空器配备了正确的高度进行评价；
步骤E：基于步骤A获得的相关测评数据，统计不满足相关运行效率指标要求的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对其管制权限内航空器的运行效率进行评价；
步骤F：将上述步骤B至步骤E中获得的所有管制员管制效能评价指标按对高空管制工作产生影响的严重程度不同分为Ⅰ至Ⅲ类，然后根据上述各评价指标的相应统计数据获得高空航路飞行的管制效能测评结果。
2.根据权利要求1所述的用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法，其特征在于：在步骤A中，所述空域结构数据包括：管制责任扇区边界坐标；责任扇区内的航路边界坐标；航路中心线坐标；航路最低安全高度；责任扇区内移交区域的坐标；移交区域的移交高度；责任扇区内可引导航空器使其飞出航路的民用空域范围坐标；
所述航空器运行参数数据包括：航空器的航班号；任一飞行时刻航空器的经度、纬度；任一飞行时刻航空器的高度；任一飞行时刻航空器的指示空速；任一飞行时刻航空器的马赫数；任一飞行时刻航空器的航向；航空器驾驶员首次联系管制员的时间；航空器进入管制责任扇区边界的时间；航空器在移交时距前一个已移交航空器的水平距离；
所述航空器飞行属性数据包括：航空器目的地机场的坐标；航空器飞行性能限制的最高飞行高度；识别航空器可允许的最长时间；横向偏置程序可允许偏离航路中心线的最大距离；航空器间可允许的最小水平间隔和最小垂直间隔；移交区域内相邻航空器之间的移交间隔；航空器在责任扇区内可允许的最长飞行时间；
所述航空器标牌状态发生变化的数据包括：航空器标牌被管制员接收的时间；航空器标牌中的目标高度被管制员更新的时间；航空器标牌被管制员移交的时间；航空器标牌中出现“CLAM”告警提示的时间；航空器标牌中“CLAM”告警提示可允许的最长时间。
3.根据权利要求1所述的用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法，其特征在于：在步骤B中，所述基于步骤A获得的相关测评数据，统计航空器在汇聚态势下和分散态势下的间隔告警次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对高空航路飞行中的航空器是否满足安全间隔进行评估的方法为：设航空器i和航空器j产生了飞行冲突，在冲突过程中的任一飞行时刻t，航空器i的经度、纬度分别为
Figure FDA0003208851390000031
转换为平面直角坐标系后的横、纵坐标分别为
Figure FDA0003208851390000032
航空器j的经度、纬度分别为
Figure FDA0003208851390000033
转换为平面直角坐标系后的横、纵坐标分别为
Figure FDA0003208851390000034
则该飞行冲突中两航空器之间的最大接近率可以表示为：
Figure FDA0003208851390000035
其中t1,t2为飞行冲突过程中任意相邻的两个时刻，T为飞行冲突的持续时间；若满足VC＜0，则将分散态势下的间隔告警次数NDS增加1次；否则，将汇聚态势下的间隔告警次数NCS增加1次。
4.根据权利要求1所述的用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法，其特征在于：在步骤C中，所述基于步骤A获得的相关测评数据，统计管制员违反相关规程的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对管制员是否按照高空航路管制的规程管控责任权限内的航空器进行评价的具体步骤如下：
步骤C1：统计管制员在规定的时间范围内没有完成雷达识别程序的次数，所采用的方法为：设航空器i的驾驶员与责任扇区管制员的首次联系时间为Ti C，管制员在雷达监视器上接收该航空器标牌的时间为Ti R，该责任扇区规定的识别航空器可允许的最长时间为TRC，若满足|Ti R-Ti C|＞TRC，则将雷达识别程序错误次数NRC增加1次；
步骤C2：统计管制员没有按照相关规程实施管制移交的次数，所采用的方法为：设管制员移交航空器i的标牌时间为Ti H，此时航空器i的经度、纬度和高度分别为
Figure FDA0003208851390000036
和
Figure FDA0003208851390000037
该责任扇区内的移交区域范围为PH，移交高度的限定范围为ZH，航空器i与前一个已移交航空器的水平距离为
Figure FDA0003208851390000041
该移交区域内规定的相邻移交航空器之间的水平间隔为SH，则在Ti H时刻，若满足
Figure FDA0003208851390000042
则将管制移交程序错误次数NTR增加1次；
步骤C3：统计管制员未按照横向偏置程序的相关规程引导航空器的次数，所采用的方法为：设航空器i在任一飞行时刻t的经度、纬度分别为
Figure FDA0003208851390000043
由经度
Figure FDA0003208851390000044
纬度
Figure FDA0003208851390000045
判断该航空器所在航路的位置，计算航空器i距所在航路中心线的距离
Figure FDA0003208851390000046
另设横向偏置程序可允许偏离航路中心线的最大距离DC，若满足
Figure FDA0003208851390000047
则将横向偏置程序错误次数NSL增加1次。
5.根据权利要求1所述的用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法，其特征在于：在步骤D中，所述基于步骤A获得的相关测评数据，统计航空器高度配备错误的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对其是否为高空航路飞行的航空器配备了正确的高度进行评价的具体步骤如下：
步骤D1：统计管制员没有及时更新标牌中目标高度的次数，所采用的方法为：设航空器i的标牌中出现“CLAM”告警提示的时间为Ti A，航空器标牌中的目标高度被管制员更新的时间为Ti N，读取航空器标牌中“CLAM”告警提示可允许的最长时间TCL，若满足|Ti N-Ti A|＞TCL，则将目标高度更新错误次数NCL增加1次；
步骤D2：统计管制员没有按照航空器的飞行航向配备奇偶巡航高度层的次数，所采用的方法为：设Ti N时刻管制员更新航空器i标牌中的目标高度为
Figure FDA0003208851390000048
该时刻航空器i的航向为
Figure FDA0003208851390000049
若满足
Figure FDA00032088513900000410
则将奇偶巡航高度层配备错误次数NOE增加1次；
步骤D3：统计管制员没有按照同航路飞行的航空器目的地远近来配备航程巡航高度层的次数，所采用的方法为：设Ti N时刻管制员更新航空器i标牌中的目标高度为
Figure FDA0003208851390000051
此时若有在同一航路中飞行的与航空器i的水平间隔不大于50km且航向差不大于60°的航空器j，则记录航空器j的目标高度为
Figure FDA0003208851390000052
计算航空器i与航空器j距目的地机场的距离分别为
Figure FDA0003208851390000053
和
Figure FDA0003208851390000054
若满足
Figure FDA0003208851390000055
则将航程巡航高度层配备错误次数NDE增加1次；
步骤D4：统计管制员没有按照航路最低安全高度规则为航空器配备飞行高度的次数，所采用的方法为：设航空器i在任一飞行时刻t的经度、纬度和高度分别为
Figure FDA0003208851390000056
和
Figure FDA0003208851390000057
由经度
Figure FDA0003208851390000058
纬度
Figure FDA0003208851390000059
判断得到该航空器所在航路的最低安全高度为HM，若满足
Figure FDA00032088513900000510
则将航路安全高度错误次数NMA增加1次；
步骤D5：统计管制员没有按照航空器机型性能特征配备性能飞行高度的次数，所采用的方法为：设Ti N时刻管制员更新航空器i标牌中的目标高度为
Figure FDA00032088513900000511
由该航空器机型性能限制的最高飞行高度为
Figure FDA00032088513900000512
若满足
Figure FDA00032088513900000513
则将性能飞行高度配备错误次数NFP增加1次。
6.根据权利要求1所述的用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法，其特征在于：在步骤E中，所述基于步骤A获得的相关测评数据，统计不满足相关运行效率指标要求的次数，作为管制员管制效能评价指标，用于对其管制权限内航空器的运行效率进行评价的具体步骤如下：
步骤E1：统计管制员未在限定的民用空域内引导航空器使其偏出航路的次数，所采用的方法为：设航空器i在任一飞行时刻t的经度、纬度分别为
Figure FDA00032088513900000514
管制员责任扇区内可用于引导航空器飞行的民用空域范围为AV，若满足
Figure FDA00032088513900000515
则将引导偏出航路错误次数NRV增加1次；
步骤E2：统计管制员没有按照高空航路飞行的调速规则对航空器进行速度调整的次数，所采用的方法为：设航空器i在任一飞行时刻t的高度、指示空速和马赫数分别为
Figure FDA0003208851390000061
和
Figure FDA0003208851390000062
若满足
Figure FDA0003208851390000063
则将航行调速错误次数NSA增加1次；
步骤E3：统计航空器在管制责任扇区内飞行的延误次数，所采用的方法为：设航空器i进入责任扇区边界的时间为Ti E，管制员移交航空器i的标牌时间为Ti H，提取航空器i在责任扇区内可允许的最长飞行时间为Ti F，若满足|Ti H-Ti E|＞Ti F，则将飞行延误次数NDF增加1次。
7.根据权利要求1所述的用于高空航路飞行的管制效能量化测评方法，其特征在于：在步骤F中，所述将上述步骤B至步骤E中获得的所有管制员管制效能评价指标按对高空管制工作产生影响的严重程度不同分为Ⅰ至Ⅲ类，然后根据上述各评价指标的相应统计数据获得高空航路飞行的管制效能测评结果的方法为：
所述Ⅰ类评价指标为事故征候指标，即：在管制员的指挥工作中，允许发生的次数为0次的指标，包括：汇聚态势下的间隔告警次数、奇偶巡航高度层配备错误次数、航路安全高度错误次数、引导偏出航路错误次数；
Ⅱ类评价指标为严重差错指标，即：在管制员的指挥工作中，允许发生的次数为1次的指标，包括：分散态势下的间隔告警次数、管制移交程序错误次数、横向偏置程序错误次数；
Ⅲ类评价指标为一般差错指标，即：在管制员的指挥工作中，允许发生的次数为2次的指标，包括：雷达识别程序错误次数、目标高度更新错误次数、航程巡航高度层配备错误次数、性能飞行高度配备错误次数、航行调速错误次数、飞行延误次数；
若任意一项评价指标的统计数据超出其相应指标类别的可允许发生次数，则认定管制员在指挥过程中的管制效能测评结果为不合格；若所有项评价指标的统计数据均在相应指标类别可允许发生次数的范围内，则认定管制员在指挥过程中的管制效能测评结果为合格。
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