浅析空管自动化系统效能评估方法
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摘 要：近年来，我国的航空业发展十分迅猛，而在航空业发展中，空管是运营和发展中的重点部分，其直接影响到航空的安全性。新时期环境下，自动化技术的发展为了空管提供了良好的条件，航空也逐渐实现了空管的自动化，且对空管的自动化系统需求也在不断增加，为了保证其系统具有良好的效能，就需要对其效能进行准确评估，下面，本文就针对空管自动化系统效能评估方法进行分析，来对其系统效能评估进行深入的了解。
关键词：空管;自动化系统;系统效能;评估方法
中图分类号：TJ301 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）09-0234-02
0 前言
在航空也业发展中，空管自动化的系统逐渐得到了广泛应用，其系统能够实现对飞行员飞行状态以及飞行冲突和异常情况的监视，还能够对管制员进行飞行计划的确定，从而实现对飞行状态的动态化管理。此系统为空管部门进行空中指挥和管理的关键系统，为了保证其系统具有良好效能，就需要采取有效的评估方法来对其系统效能进行评估，本文就通过层次分析评估方法来对空管自动化系统效能进行评估。
1 空管自动化系统概述
此系统主要包括了雷达数据的处理、航空飞行数据的处理和动态性显示、飞行数据的记录与回放、系统的监控与管理以及容灾的备份等功能，其各个功能实体是通过网络的交换机进行互联的。此系统核心的功能就是能够实现对多种雷达信号的融合性处理，把雷达信号和飞行的计划以及动态电报实现有效的关联，让空中交通的管制人员能够对空中交通的态势和航空器管制的位置、高度与飞行的方向等飞行状态实现实时的掌握，同时此系统还能够为管制人员提供飞行冲突和异常告警等信息，从而为飞行决策提供良好的帮助[1]。
雷达数据的处理主要是对多种雷达信道的信号进行接收、对其数据进行融合以及实现航迹和飞行计划的自动化相关等，其需要具备高性能的处理能力以及可靠性。航空飞行数据的处理主要是对电报进行自动化的处理、对飞行计划的管理、对飞行轨迹的估算以及飞行计划的冲突实施探测等，航空飞行数据的动态性显示主要是对飞行的态势进行实时的显示，涉及雷电的数据以及飞行的数据等，并提供相应人机的接口，为管制员对空中交通的监视以及指挥具有帮助作用。系统的监控与管理主要是进行系统自身运行情况的监视与管理，主要涉及接口运行、设备的运行以及应用软件等运行的状态[2]。飞行数据的记录与回放主要是进行雷达航迹、各个席位的管制员操作的画面和指令等数据的记录，同时还包括对一些告警信息的记录和存储，还支持记录的回放和查看。容灾的备份主要是进行系统核心功能的实体、网络以及数据要素等进行冗余的设计与备份。
2 层次分析评估方法概述
本文对空管自动化系统的效能评估主要就是采用层次分析评估方法，此方法是由美国的学者所提出的把定性与定量分析进行有效结合的分析法，其能够对多指标的复杂性系统进行分析和评价。此方法是把复杂性问题通过逐层进行分解，后于每一层次来把分解后问题进行逐步的分析，每一个层次内每个因素都对总体的结果影响程度进行量化。此方法能够用在对多个目标、多个准则以及多个时期系统的评价中，特别适合用在具备分层交错性评价指标类型，且其目标值又具有难以进行定量描述的系统[3]。
通过层次分析评估方法来进行综合评估数学模型的建立以及分析计算的过程，可以分成6步骤。按照系统评价指标的体系，来进行系统评价相关指标体系层次结构建立;构造出同一层次的某一个评价准则下的各评价指标中，两两比较性相对重要判断的矩阵，同时对其实施量化和标度;通过判断矩阵中相对重要标度来计算出各个比较指标其相对此准则權重的向量;按照各个基本指标性质来建立规格性评价函数的模型;按照各个基本的指标值以及评价的函数，来计算出其相应指标评价函数的向量;最后根据评价函数的向量以及权重向量进行单一准则条件下评价值的计算，后逐层依次进行计算，直到完成目标层的计算，计算系统总的评价值[4]。
3 基于层次分析评估方法的空管自动化系统效能评估
3.1 确定评估指标体系
信息处理的能力：主要包括对监视数据、飞行的数据、航行的情报、气象的信息等的处理，还包括信息相关的能力以及辅助决策的能力等。监视数据的处理主要分解成范围、连续性能、精度、更新、最大的雷达能输入的数量、最大能够接入的ADS-B（广播式的自动化相关监视）数量、能够处理的每部雷达在每次扫描最大的点剂和航迹数量、单个ADS-B能够处理最大的航迹数量、同时具有最大系统的航迹数量等9项指标;而飞行数据的处理主要分解成飞行的情报、空域的状态、飞行的计划以及飞行基计划的最大处理数量等4项指标;其航行情报的处理主要分解成静态航行的资料、雪情的报告和动态航行的通告等3项指标;其气象信息的处理主要分解成雷雨、风、云层、温度、湿度以及能见度等6项指标;其信息相关的能力主要分解成系统航迹和飞行计划的自动化相关、其人工相关和地址码在内的诸多相关与保持以及去相关等指标;其辅助决策的能力主要有进港排序、航班冲突调配和建议、飞行计划冲突与调配以及危险的避让和提示等指标[5]。
系统监控的能力：主要包括有状态的监视、告警的功能、日志的管理以及记录的回放等中间层的指标，其中状态的监视可以分解成网络、接口、设备以及应用程序的状态监视指标;其日志的管理可以分解成系统内的数据保留最短的时间、AFTN报文记录、历史飞行的计划、管制员操作的记录、重放的记录介质的时间、离线的数据管理指标;其告警功能主要有紧急性、区域的侵入性、最低的安全高度、重复代码、飞行的航路是否一致性、运行许可、下滑道的监视等告警指标;其记录的回放能够分解成雷达航迹的数据、管制员操作的画面与指令以及故障报警等回放指标。
可靠性指标：主要分解成固有的可用度、数据的过载处理、系统的降级处理、冗余的设计、对数据处理的平均没有故障时间监视、单台的工作站其平均没有故障的时间等指标。 操作和维护性能：主要有人机界面、软件配置相关管理、运行和维护、开放性体系的结构等中间层指标。人机的界面可以分解成相应时间、错误提示、帮助机制、美观规范等指标;其运行和维护可以分解成单工作站其冷启动的时间、系统完成冷启动的时间、工作站和服务器CPU的平均性占有率以及最大时间的同步误差指标;其软件的配置管理能够分解成版本的管理、维护和升级、运行的管理和裁剪性等指标;其开放性体系的结构能够分解成硬件、软件、中间件等模块化的程度等指标[6]。
经济性指标：主要可以分解成研制、生产、使用和保障、建设等费用以及建设的周期等指标。
3.2 绩效评估的步骤和方法
根据层次分析评估方法思想来对空管的自动系统实施效能的该评估，主要可以将其分成4个步骤，首先需要进行递阶层次化结构提供的评价指标相关体系建立，后对各个评价指标权重进行逐层的计算，再按照各个基本指标性质来建立出相应规格评价函数的模型，并计算出指标的评价值，最后按照指标的权重以及评价值来逐层进行计算到目标层，并计算系统总的评价值。在本文中就主要重点对系统评价指标的体系进行讨论。通过评价指标的体系建立，能够将问题进行层次化和条理化，从而构建出系统评价的指标层次分析的结构式模型。此结构中，复杂的问题被进行分解成不同评价的指标组成性部分，这些指标按照属性又分为若干个组，产生不同层次，在同一层次指标相应准则来对下一层的指标发挥支配效果，且又受到上一层的指标所支配，通过这种逐层分解的过程，加工系统直到分解为基本的指标。基本指标主要是直接用在规定与考核系统的性能相关技术的指标，此类指标具有相应指标的量值，此基本指标量值可以为设计值，也可以是试验的测量值以及直观的评价值[7]。
此层次结构的模型主要分作3-4层，第一层为最高层，其内只有一元素，为系统综合性评价最终的结果，也是目标层，而第二层为准则层，此层次把系统评价的指标根据技术属性分成诸多类别，且每一类也代表了系统内某一方面特性，构成不同性评价的准则，其第三层为中间层，要求每层的某一指标下每一组的指标个数要不超过9个，若其指标的个数超过9个，就需要继续进行分层，一直到满足其要求就可以了，其第四层为最低层，就是指基础的指标层。
因为各个评价的指标具有对系统不同的重要性，就要对每层的各个单一准则条件下的一组指标实施权重的赋值，进而才能够对评价值进行合理的计算。对指标评价权重的因子主要借助评价判断的矩阵量化的标度进行实现，而判断矩阵则为层次法核心，判断矩阵指标元素相对的重要性相关标度，一般通过德尔菲法来把判断矩阵的表格发于9位以上的相关领域专家实施标度的打分，并进行综合统计的处理，来进行权重因子统计的平均值计算，对指标权重的计算方法主要有和积法、幂法和方根法等，且不同的方法也具有不同优点。
4 结语
综上所述，本文对层次分析评估方法进行了分析，并对其在空管的自动系统效能评价中的指标体系建立和评估方法与步骤等进行了阐述，为了促进其方法更好的应用，还需要对其方法继续不断的进行探索和研究，来对其进行改进和完善。
参考文献
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[2] 師卫波.浅谈INDRA空管自动化系统单机故障快速恢复的方法[J].科技创新与应用，2016（21）：97-97.
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[4] 景轩宸.浅谈空管自动化系统[J].科技致富向导，2015（17）：00038-00038.
[5] 李卓珩.空管自动化系统应用与维护分析[J].科技创新与应用，2017（20）：133-134.
[6] 李峰鹤.空管自动化系统的可靠性分析[J].军民两用技术与产品，2016（18）：21-33.
[7] 余建平.基于层次分析法的指挥自动化系统综合效能评估研究[J].电子测试，2015（8）：73-76.
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