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【摘 要】目前我国的空域容量已经不能很好地满足民航运输发展的需要，空域的实际容量主要受限于管制员的业务素质和承受能力。为了提高空域的实际容量，一种方法就是扇区重新划设，另一种方法就是给管制员提供决策辅助工具，从而降低管制员的工作负荷。提供科学合理的扇区划设方案，实现管制员工作任务的合理分配，从而增加空域容量，提高空域利用率，已经成为空管部门面临的紧迫问题。目前的扇区划设方案主要有静态的和动态的两种，静态的方案不能随流量变化适时划设，动态的可以随着流量的变化实时统计管制员工作负荷并作为依据进行扇区划设，具有很强的现实意义。迄今为止对于静态划设方案的研究比较多，动态划设方案研究起步较晚。与传统的静态扇区划分相比，动态的区域管制扇区划分是根据流量的变化来反映统计管制员的工作量，更加准确且有很强的现实意义。通过动态的管制区域划分，能够给管制员安排适当的管制范围，从而保证了在空域容量不变的情况下，提高空域运输的实际能力，而区域管制扇区的动态划分方法比较复杂，我国把研究的重点放在了静态扇区的划分方面，所以加强动态扇区的管制划分具有非常重大的现实和理论意义。
【关键词】区域管制；扇区动态划分；方法研究；用途分析
随着经济的飞速发展和科技的不断进步，我国的交通事业获得了很大程度发展，不仅道路方面承受着非常大的压力，空中的交通也面临着严峻的考验，这时空中交通管制员的能力就显得非常的重要，但是要想充分发挥管制员的工作能力，还需要对其管制区域进行准确的划分。传统的静态划分方案不能随着空中交通量的变化而改变，所以必须采用动态的区域管制划分方案，来保证空中交通的顺畅。通过分析区域管制扇区的动态划分的特点以及应坚持的原则等，来选择适当的划分方法，并验证这种划分方案的实际作用。
1.动态区域管制扇区划分概述
1.1区域管制扇区划分的含义及原则分析
为了适应日益增长的空中交通量并提高运输效率，将天空划分为若干的扇区，并派驻管制员来负责相关的区域交通。而扇区的划分要遵循一定的原则，首先，确保扇区范围内有雷达信号，否则管制员就很难开展管制工作。其次，划分扇区时要兼顾到管制员的工作能力和工作量，一方面管制员要胜任扇区的管制工作，这是保证空域交通顺畅进行的重要环节，另一方面扇区的范围应该是管制员能够兼顾到的，否则他们的管制工作就会陷入混乱。再次，划分空中管制区域要结合飞行器的性能和飞行类型，如果出入的是飞行速度快的飞行器，那么扇区的范围可以大一些，反之则可以小一些，他们的转弯问题就能得到较好的解决。
1.2影响区域管制扇区动态划分的因素
区域管制扇区的动态划分影响因素会更多一些，除了静态方案的影响因素如航线的数量、交叉点及位置、管制员的能力、雷达的覆盖程度等，还要考虑到工作负荷应该趋于平衡，否则过高或过低的工作负荷都会影响到管制员正常能力的发挥；充分利用管制人员，对于区域内飞行器的活动有动态的掌握，然后据此充分发挥每个管制员的积极主动性和管制能力；其他单位的配合情况，如飞行过程中出现故障的预警及事故处理单位的分布情况等因素。
2.区域管制扇区动态划分的方法分析
2.1空域拓扑结构的建立
空域拓扑结构的建立是解决区域管制扇区划分所必须经历的过程，因为管制的空域实际上是由导航台以及飞行位置报告点等组成的航路点构件的，而航路点与航线代码和经纬度信息又可以被空域结构数据库所捕获并建立拓扑结构数据库。利用G=（V，E）来代表空域结构，而V-P代表着导航点的集合数，n-p代表的是导航点的数量，n-s代表的是区域边界点数量，E代表的是相邻航路点连线的集合，n-e代表的是航路段的数量等，最后可以得出：
V=
v
，v······
，v
V=
v
，v······
，v
E=
e
，e，······
，e
而空域结构G又可以表达成n-v×n-e阶段的导航点和航路阶段相关联的矩阵，则：
G=
g=
g
g ···
g
g
g ···
g
··· ··· ··· ···
g
g ···
g（i=1，2...n_P；i=1，2...n_e）
在这个公式中就可以发现，当航路点vi和航段ej有关时，则表示航路点vi是航路段ej的端点之一，那么gij的值是1，要么就是0，它代表这个航路点vi跟航段ej没有什么关系，由此就通过矩阵建立了航路段和航路点之间的拓扑关系。此外还能根据飞行的计划 来确定各条航线上的航段的情况。
2.2区域管制扇区的动态划分参数分析
要对规定的区域进行动态划分，必须对扇区的动态划分参数进行分析。其中每个管制员的工作量是不断变化的，随意进行扇区边界的改变，会因为管制员交接工作过程中产生的误差或者管制员对新扇区的了解不足等问题，给实际的区域管制工作造成很大的困扰，因此要对扇区内的一些参数进行动态的划分和管理，在对扇区进行优化处理时，首先，通过定义优化的时间即T-P为参数。这样就可以根据一个固定的时间来检查各个扇区的工作量的变化情况，把管制员工作负荷最大的时间作为扇区重点优化的时间。其次，扇区内部可能出现的最大工作量也要进行数值的设计。用W-MIN代表扇区内工作负荷最小的值，并把统计它的时间设计成只占总统计时间的10%左右，把W-MAX作为扇区内最大的工作负荷值，一旦扇区管制人员的工作负荷超过了这个值，就要把工作量或者扇区进行划分，对它的统计时间约占到总统计时间的80%左右。再次，扇区的数量N-S是必须要参考的标准，而且最佳的扇区数量也可以根据扇区数目的固定值来计算出来，而且扇区内每个管制人员的工作量一定要在统计时间中任务量的80%以内，否则管制人员的能力就不能正常的发挥出来。
2.3建立扇区优化设计的模型
根据前面分析的，管制员的工作时间应该不超过总工作时间80%，否则工作效率就会慢慢的下降，一旦他们的工作量超过标准的工作量，就需要对他们的工作区域进行划分，这样才能满足空域飞行安全性以及通畅性的要求，由此得出管制空域最小的扇区数NS的公式：
Ns=misn
其中T代表的是研究的时间，WT代表区域管制的总工作负荷。此外还要通过均衡工作负荷以及满足扇区设计原则的情况下结合优化设计思想进行扇区的划分，其计算模型则是，目标函数如下：
J=min
在这个公式中约束的条件要达到Zi≤80T%，而且公式中Zi（i=1，2，...Ns）代表的是扇区内的工作负荷总量。
3.结束语
随着我国交通运输业的快速发展，空中交通管理问题越来越突出，区域管制人员承受的工作压力日益加大，所以必须对空中区域管制进行准确的划分。通过动态区域管制扇区的划分，对空中交通情况能起到非常大的改善作用，也为我国空域交通管制提供了新的研究思路。 [科]
【参考文献】
[1]许琴琴.区域管制扇区动态划设方法研究及其应用[D].2012.
[2]赵嶷飞，陈凯.管制扇区工作负荷评估模型的建立及应用[J].航空计算技术，2010（1）.
[3]孔德福，胡明華，赵征.动态扇区规划方法研究[A].中国民航科学技术研究院、中国航空学会民用飞行器适航分会、北京航空航天学会.2010年航空器适航与空中交通管理学术年会论文集[C].中国民航科学技术研究院、中国航空学会民用飞行器适航分会、北京航空航天学会，2010.
[4]李铮.终端区扇区划设方法研究[D].中国民航大学，2009.
【关键词】区域管制；扇区动态划分；方法研究；用途分析
随着经济的飞速发展和科技的不断进步，我国的交通事业获得了很大程度发展，不仅道路方面承受着非常大的压力，空中的交通也面临着严峻的考验，这时空中交通管制员的能力就显得非常的重要，但是要想充分发挥管制员的工作能力，还需要对其管制区域进行准确的划分。传统的静态划分方案不能随着空中交通量的变化而改变，所以必须采用动态的区域管制划分方案，来保证空中交通的顺畅。通过分析区域管制扇区的动态划分的特点以及应坚持的原则等，来选择适当的划分方法，并验证这种划分方案的实际作用。
1.动态区域管制扇区划分概述
1.1区域管制扇区划分的含义及原则分析
为了适应日益增长的空中交通量并提高运输效率，将天空划分为若干的扇区，并派驻管制员来负责相关的区域交通。而扇区的划分要遵循一定的原则，首先，确保扇区范围内有雷达信号，否则管制员就很难开展管制工作。其次，划分扇区时要兼顾到管制员的工作能力和工作量，一方面管制员要胜任扇区的管制工作，这是保证空域交通顺畅进行的重要环节，另一方面扇区的范围应该是管制员能够兼顾到的，否则他们的管制工作就会陷入混乱。再次，划分空中管制区域要结合飞行器的性能和飞行类型，如果出入的是飞行速度快的飞行器，那么扇区的范围可以大一些，反之则可以小一些，他们的转弯问题就能得到较好的解决。
1.2影响区域管制扇区动态划分的因素
区域管制扇区的动态划分影响因素会更多一些，除了静态方案的影响因素如航线的数量、交叉点及位置、管制员的能力、雷达的覆盖程度等，还要考虑到工作负荷应该趋于平衡，否则过高或过低的工作负荷都会影响到管制员正常能力的发挥；充分利用管制人员，对于区域内飞行器的活动有动态的掌握，然后据此充分发挥每个管制员的积极主动性和管制能力；其他单位的配合情况，如飞行过程中出现故障的预警及事故处理单位的分布情况等因素。
2.区域管制扇区动态划分的方法分析
2.1空域拓扑结构的建立
空域拓扑结构的建立是解决区域管制扇区划分所必须经历的过程，因为管制的空域实际上是由导航台以及飞行位置报告点等组成的航路点构件的，而航路点与航线代码和经纬度信息又可以被空域结构数据库所捕获并建立拓扑结构数据库。利用G=（V，E）来代表空域结构，而V-P代表着导航点的集合数，n-p代表的是导航点的数量，n-s代表的是区域边界点数量，E代表的是相邻航路点连线的集合，n-e代表的是航路段的数量等，最后可以得出：
V=
v
，v······
，v
V=
v
，v······
，v
E=
e
，e，······
，e
而空域结构G又可以表达成n-v×n-e阶段的导航点和航路阶段相关联的矩阵，则：
G=
g=
g
g ···
g
g
g ···
g
··· ··· ··· ···
g
g ···
g（i=1，2...n_P；i=1，2...n_e）
在这个公式中就可以发现，当航路点vi和航段ej有关时，则表示航路点vi是航路段ej的端点之一，那么gij的值是1，要么就是0，它代表这个航路点vi跟航段ej没有什么关系，由此就通过矩阵建立了航路段和航路点之间的拓扑关系。此外还能根据飞行的计划 来确定各条航线上的航段的情况。
2.2区域管制扇区的动态划分参数分析
要对规定的区域进行动态划分，必须对扇区的动态划分参数进行分析。其中每个管制员的工作量是不断变化的，随意进行扇区边界的改变，会因为管制员交接工作过程中产生的误差或者管制员对新扇区的了解不足等问题，给实际的区域管制工作造成很大的困扰，因此要对扇区内的一些参数进行动态的划分和管理，在对扇区进行优化处理时，首先，通过定义优化的时间即T-P为参数。这样就可以根据一个固定的时间来检查各个扇区的工作量的变化情况，把管制员工作负荷最大的时间作为扇区重点优化的时间。其次，扇区内部可能出现的最大工作量也要进行数值的设计。用W-MIN代表扇区内工作负荷最小的值，并把统计它的时间设计成只占总统计时间的10%左右，把W-MAX作为扇区内最大的工作负荷值，一旦扇区管制人员的工作负荷超过了这个值，就要把工作量或者扇区进行划分，对它的统计时间约占到总统计时间的80%左右。再次，扇区的数量N-S是必须要参考的标准，而且最佳的扇区数量也可以根据扇区数目的固定值来计算出来，而且扇区内每个管制人员的工作量一定要在统计时间中任务量的80%以内，否则管制人员的能力就不能正常的发挥出来。
2.3建立扇区优化设计的模型
根据前面分析的，管制员的工作时间应该不超过总工作时间80%，否则工作效率就会慢慢的下降，一旦他们的工作量超过标准的工作量，就需要对他们的工作区域进行划分，这样才能满足空域飞行安全性以及通畅性的要求，由此得出管制空域最小的扇区数NS的公式：
Ns=misn
其中T代表的是研究的时间，WT代表区域管制的总工作负荷。此外还要通过均衡工作负荷以及满足扇区设计原则的情况下结合优化设计思想进行扇区的划分，其计算模型则是，目标函数如下：
J=min
在这个公式中约束的条件要达到Zi≤80T%，而且公式中Zi（i=1，2，...Ns）代表的是扇区内的工作负荷总量。
3.结束语
随着我国交通运输业的快速发展，空中交通管理问题越来越突出，区域管制人员承受的工作压力日益加大，所以必须对空中区域管制进行准确的划分。通过动态区域管制扇区的划分，对空中交通情况能起到非常大的改善作用，也为我国空域交通管制提供了新的研究思路。 [科]
【参考文献】
[1]许琴琴.区域管制扇区动态划设方法研究及其应用[D].2012.
[2]赵嶷飞，陈凯.管制扇区工作负荷评估模型的建立及应用[J].航空计算技术，2010（1）.
[3]孔德福，胡明華，赵征.动态扇区规划方法研究[A].中国民航科学技术研究院、中国航空学会民用飞行器适航分会、北京航空航天学会.2010年航空器适航与空中交通管理学术年会论文集[C].中国民航科学技术研究院、中国航空学会民用飞行器适航分会、北京航空航天学会，2010.
[4]李铮.终端区扇区划设方法研究[D].中国民航大学，2009.