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基于人为因素分析的西南空管局塔台管制员工作负荷评估与应对策略
摘要:塔台管制员承担着航班调度与空管安全的核心职责,高负荷状态可能影响决策精准度,增加运行风险。西南地区航班流量大、空域复杂,管制员长期处于高强度工作环境。基于人为因素分析,本研究探讨管制员工作负荷来源,提出优化任务分配、引入AI辅助决策、强化情境训练与心理干预等策略,以提升运行效率与安全保障能力。未来,智能化技术的应用将优化塔台管制负荷管理,提升空管系统的科学性与可靠性。
关键词:塔台管制员;工作负荷评估;人为因素;智能决策;空管安全
0 引言
塔台管制员是航空安全运行的重要保障者,其工作负荷直接影响航班调度效率与飞行安全。西南地区空域环境复杂,航班流量持续增长,使塔台管制员的工作强度不断加大。在高压力的工作环境下,管制员需要快速处理大量信息,并作出精准决策。长期高负荷可能导致疲劳、注意力分散、决策迟缓等问题,影响空管安全。本研究从人为因素视角分析西南空管局塔台管制员的工作负荷特点,评估高负荷对管制员决策能力的影响,并结合实际运行需求,提出合理缓解策略,以优化塔台管制工作环境,提升空管安全保障能力。
1 西南空管局塔台管制员的工作负荷现状
1.1 西南地区空域运行的复杂性
西南空域覆盖成都、重庆、昆明等主要航空枢纽,航班流量大且增长迅速。该区域地形以高原和山地为主,部分机场受地形影响,雷达覆盖范围有限,增加了航班指挥的难度。强对流天气、低能见度条件时常出现,使得塔台管制员在信息研判、指挥协调方面承受较高的负荷。西南地区的航班起降节奏紧凑,地面滑行冲突较多,塔台管制员需在短时间内处理多个航班信息,面临较大的工作压力。
1.2 塔台管制员的工作负荷来源
塔台管制员的工作负荷主要来自以下几个方面:
1.2.1信息处理负荷:短时间内接收并分析航班动态、跑道占用、天气变化等多维度信息,要求极高的认知能力。
1.2.2注意力分配负荷:需要同时监控多个航班的进出场、地面滑行、紧急情况等,长期高度集中易导致精神疲劳。
1.2.3决策负荷:应对复杂空域条件、特殊天气或设备故障时,需迅速判断并给出指令,高度依赖经验和即时分析能力。
1.2.4心理负荷:面对高强度工作环境和安全责任,管制员长期承受高压,可能影响决策质量和心理健康。
2 塔台管制员工作负荷对运行安全的影响
高负荷工作环境对塔台管制员的影响不仅局限于短期的操作效率,还可能对长期运行安全构成隐患。研究表明,当管制员长时间处于高信息处理压力下,认知资源可能被过度消耗,导致决策能力下降,指令下达的准确性和反应速度均受到影响。在处理航班调度、起降顺序调整及地面滑行指挥等任务时,注意力的高度集中需求可能导致认知疲劳,进而增加误判或指令滞后的风险。
心理负荷的积累会影响管制员的情绪稳定性,长期处于高强度环境中可能引发焦虑、注意力分散,甚至影响职业寿命。高峰时段的航班流量骤增,加之复杂天气、特殊航班需求等不确定因素,可能使管制员在短时间内面临极端的负荷水平。建立科学的工作负荷评估体系和动态应对策略,不仅可以提高管制员的适应能力,还能优化塔台指挥效率,为航空运行安全提供更加稳固的保障。
3 塔台管制员工作负荷评估方法
3.1 人为因素分析在工作负荷评估中的应用
管制员的工作负荷涉及多个维度,包括信息处理、注意力分配、决策复杂度等方面。人为因素分析方法可用于量化这些负荷指标,帮助识别高负荷状态对管制操作的影响,并为优化指挥流程提供数据支持。
3.1.1 信息处理能力评估
信息处理负荷直接影响管制员的反应速度和操作精准度。评估过程中,可采用实时数据监测技术,记录管制员在不同流量情况下单位时间内处理的信息量,并分析误报率、漏报率等关键指标。同时,眼动追踪技术可用于识别管制员在执行指挥任务时的注意力分布情况,检测是否存在因信息量过大导致的感知能力下降现象。当处理任务超出认知承载能力时,可能出现信息筛选不当或指令滞后等问题,从而影响空管运行安全。
3.1.2 注意力分配负荷评估
管制员需同时处理多个航班的调度信息,注意力分配能力的下降可能导致信息遗漏或处理延迟。为量化这一影响,可采用多任务测试法,测量管制员在执行不同任务时的反应时间和操作正确率。此外,生理指标监测(如心率变化、脑电波分析)可用于评估心理负荷的变化趋势,判断高负荷状态对管制员生理状态的影响。当心率明显上升或脑电波显示高认知负荷状态时,表明管制员可能处于过度紧张或疲劳状态,此时需适当调整任务分配或提供决策辅助支持。
3.1.3 决策负荷评估
决策负荷的评估可通过模拟仿真测试,在不同流量环境下分析管制员的指令执行效率。采用决策树模型,可以量化管制员在高负荷环境下的反应速度、指令准确性,以及异常情况下的应对能力。高负荷状态下,决策时间的延长可能导致航班排序不合理,影响空域使用效率。通过数据建模分析,能够识别不同负荷水平下的决策模式,并优化管制流程,使指挥指令更加精准、高效。
4 塔台管制员高负荷应对策略
4.1 任务分配优化
科学合理的任务分配有助于减轻管制员的高负荷状态,提高工作效率。针对高流量时段,可优化轮班制度,避免长时间连续高强度工作引发的疲劳效应。引入智能流量管理系统,通过大数据分析预测高峰流量,在不影响安全的前提下合理分配航班指挥任务,使管制员的认知负荷保持在可控范围内。
4.2 人工智能辅助决策系统
现代空管运行越来越依赖智能化技术的支持,人工智能(AI)在决策辅助方面的应用可以有效缓解管制员的工作压力。AI系统可基于航班流量趋势预测航班冲突情况,提供最优调度方案,并向管制员推送实时预警,减少人为因素导致的决策偏差。
4.3 情境模拟训练与心理干预
高负荷状态下的管制员不仅需要专业技能支持,还需要心理适应能力的提升。建立高仿真训练系统,模拟真实塔台运行环境,使管制员在模拟训练中适应高流量、高强度的工作环境,提高突发事件的应对能力。通过情绪管理训练、团队协作优化等心理干预手段,可帮助管制员缓解长期高负荷状态下的心理压力,降低焦虑感,提高决策的稳定性。同时,建立心理评估机制,定期监测管制员的压力水平,并在必要时进行心理辅导,以确保长期工作的心理健康。
5 未来发展方向
塔台管制员的负荷管理正向智能化、数据驱动方向发展。未来,大数据分析和人工智能将更广泛地应用于工作负荷管理,通过智能任务分配和自动化决策辅助系统,提高管制效率,降低人为因素带来的安全风险。同时,智能健康管理系统的引入将提供实时生理监测,动态调整任务分配,以减少长时间高负荷对管制员健康的影响。此外,虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术的结合,将进一步提升情境模拟训练的真实感,提高管制员在高压环境下的应对能力。
6 结论
塔台管制员在高负荷环境下的决策能力直接关系到空管运行的安全性。西南地区的航班增长、复杂空域条件使管制员承受更大的工作压力。本研究基于人为因素分析,提出科学的工作负荷评估体系,并通过智能化调度、AI辅助决策、优化轮班等方式,降低塔台管制的负荷,提高运行安全性。未来,随着智能空管系统的不断发展,高负荷管理将更加精准、高效,为终端空域安全运行提供可靠保障。
参考文献:
[1]何昕,吕学波.机场塔台管制员工作负荷及席位配备研究[J].常州工学院学报,2013,26(06):17-20.
[2]董川.远程塔台管制员工作负荷研究[D].中国民用航空飞行学院,2021.DOI:10.27722/d.cnki.gzgmh.2021.000125.