空域扇区划分方案优劣综合评估方法探索

空域扇区划分方案优劣综合评估方法探索

空域管理的措施就是对空域进行划分，形成多个管理扇区，设立独立的管理席位并进行相关的组织与协调工作，随着空中交通的流量不断增加，空域的扇区划分也就成为了空域管理的重要基础。因此如果对空域扇区的划分方案进行合理设计与优化评价是空域管理的重要课题。

标签：空域划分；影响要素；方案评估；指标标准

前言

空中交通的管理因为涉及到航空器的安全，所以管理人员必须高度集中，并对可能突发的状况做好准备，所以工作压力较大，因此在管理中可以利用多空域的人为划分来减少空管人员的工作负荷，通常扇区是管理区和飞行情报区、高空情报区等，也可是主要机场的终端区域。总之就是按照标准对管理空域进行划分，并针对扇区划分组织相关人员和设备等进行针对性的管理，相互协调来达到管理的目的。

1 空域扇区划分

扇区的划分可以使用三种方式，第一，平面几何象限的划分：按照主要机场或者导航设备的中心来划分，根据航空交通的流量分布特征进行合理的划分，使得整个区域按照几何性状来形成扇区，并按照划分进行工作量的配置。第二，飞行高度划分：按照上升和下降以及飞越高度来选择划分区域，下定高度的限制，由此划分相关管理工作，从而形成高度扇区。第三，按照航路、航线的流量、使用性质、飞行各种来划分。选定比较繁忙的线路或者航线进行组合，结合航路飞行的交叉和冲突点的分布情况，并考虑进场离场的单向特点将航线、航路进行分组，由此形成相应的管理空域扇区，使得管理员可以针对某些航线和航路进行重点监控，以此提高管理的效率，最终实现工作负担合理配置的效果。

2 空域扇区设计

首先，在决定扇区数量之前应明确扇区的设计会对现有流量产生的影响，导致容量或者效率的改变，因在管制人员之间进行协调，对可能增加的通信工作以及管理费负荷进行分析。增加一个现有的工作席位的效率是扇区划分的重要目标，并以此减少全面工作的负荷并增加容量，而不增加工作席位是最佳的划分设计。为了实现这个目标应考虑交通流趋势、管理技术、增加设备、系统调整等所带来的影响。其次，对主要航路结构的扇区化。每个扇区都应尽量的包括个一个相对较长的航段，就是要协调和改变相对应的无线电频率操作工作量降至最低限度。在这里交通包括大量的高空航空器的时候，应考虑采用高度划分的方式对空域进行划分。第三，在确定扇区的形态时，应考虑管制员的工作分组与位置安排，还应考虑通信设置与雷达覆盖的限制。

3 扇区划分优化的综合评估方法

3.1 综合评估法

扇区划分必须满足多种要求，如安全、成本、效率等等，因此在评估中可以利用多目标的评估方法。对定性的因素进行量化，以此完成满足多目标方案的评价，因此在扇区评价中可以借助此种评估方式。其中层次分析法是一种新的定性分析与定量分析相结合的综合性分析评估措施，即对主观的目标进行量化并进行处理与表达，以此可以直观的对规划进行分析。从多种方案中选择一种最优的方案。因此在扇区方案评价中可以借助这个方法与思路。层次分析法在应用中可以分为四个步骤：（1）分析各种因素之间的内在联系，确定一个系统的层次结构；（2）对同一个层面上的元素与上一层某个准则之间进行对比，两两对应，构造一个两次比较的矩阵。（3）利用矩阵计算和比较单元内元素的相对权重可以得到分析结果。（4）对各个元素对于系统的目标合成权重进行排序，就可根据元素的重要性以及排序位置确定方案的优劣。

3.2 扇区划分的指标

3.2.1 成本指标：扇区的划分会影响空域管理的成本改变，其中包括人力成本、培训成本、设备成本。人力成本主要是与扇区的数量和相对应的管理难度而定的。从直观的角度来看，扇区的数量与人力成本直接成正比，扇区越多则人力资源耗费也就越多。从人力资源节约的角度看扇区越少也就成本越低。训练成本，训练成本就是在扇区改变时管制员应进行培训来适应新的改变，适应对新扇区的管理，此时就需要消耗成本，扇区变动的成本需要用管制员熟悉的体积以及单位体积的成本来衡量，体积越大培训成本也就高。设备成本：扇区的边界发生改变，会直接导致监视和通讯设备的工作范围和数量发生改变，因此需要补充这个不足所带来的设备成本。空域扇区划分应不会造成设备成本的增加，即是出现增加也是很少量的。

3.2.2 效率指标：效率指标主要体现在容量、扇区驻留时间、需求适应性上。容量较为简单的理解就是扇区的规划是否增加了原有区域的容量，研究显示，扇区内的管制员处理一架航空器平均耗时为36秒，但是在实际的统计中，驻留时间对容量也有较大的影响，所以衡量系统容量时应考虑最小的扇区容量，这是整个规划的瓶颈。驻留时间则是航空器飞过扇区的平均时间，研究显示如果驻留时间大于11分钟则不会影响容量，而在11分钟以内则呈现正比。需求是硬性指标，就是在空域扇区划分后管理实施的效果是否满足实际的需求，整个系统是否可以安全而高效的运行。

3.2.3 安全性：扇区的安全性是评价扇区划分优劣的重要指标，其与扇区吞容比相关，即吞吐量和容量比。这个吞容比是描述空域系统共能力的重要标准，如果吞容比数值较大，则证明空域扇区划分后的工作强度大，则安全性则降低。因此在实际的划分中应考虑这个比例合理规划。另外，交叉点的数量也是衡量其安全性的重要条件，交叉量或者交叉点的距离大则处理空间大，系统则安全。

3.3 层次结构划分

按照层次分析的思路，扇区方案应先进行层次划分，主要包括以下四个层次：目标层，对实际的工作提出对应的最适应的扇区划分方案；准则层，所有的指标都应按照相对应的属性划分，形成上述的几个重要因素，即成本、效率、安全。指标层，对应三个重要准则进行划分，形成细化的指标。方案层，对不同的划分方案进行三个准则的细化与计算，得到结果。

3.4 确定权重与评价标准

可以利用专家经验调查来确定指标的权重，即利用调查表对成本、效率、安全等相关因素进行专家评价，利用调查问卷来确定对应的权重比例，然后形成方案对应的权重比例，以此对指标层的各项指标的权重进行定量，最终利用权重对指标进行分析，完成对方案的评估。另外还需要对评价标准进行确立，以此更加直观的对方案进行判断。即利用某个范围与尺度来对应评价各种指标的优劣。如利用量化的时间来确定指标的优劣，如设备成本增加越大其评价分数越低，降低分数则增加，以形成设备成本增加与方案优劣之间的关系，所有的准则层对应的指标都应被细化，并确定标准，这样就可为方案的优劣进行打分，最终完成利用综合评估法对方案的评价。

4 结束语

综合评价的方式就是对多种评价扇区划分合理性的标准进行分类，归结成为三个重要的准则，并利用指标标准来为方案进行打分，从而确定方案的优劣，其在现实应用中可以帮助复杂的空域扇区划分更加合理。

参考文献

[1]王超，杨乐，周蕊.终端区空域规划若干重要问题的研究[J].南京航空航天大学学报，2011.

[2]孔德福，胡华，赵征.空域动态扇区规划方法研究[J].西安交通大学学报，2010.

[3]曹义华，陈勇.民用机场及附近空域空中交通流量优化[J].飞行力学，2011.