空中交通管制员工作负荷优化探究

引言

近年来，我国航空运输业发展迅猛，2024 年全国机场日均起降架次超过 2.5 万架，空中交通流量的大幅增加使管制员处于高强度的工作状态。管制员需要实时监控航班动态、发布起降和航向指令、协调航班间隔，每小时处理的管制指令能达到 50-80 条，在早晚高峰时段甚至会超过 100条。长期的高负荷工作不仅对管制员的身心健康有影响，还可能因疲劳导致管制失误，对飞行安全构成威胁。

优化空中交通管制员的工作负荷，是平衡航空运输效率与安全的关键所在。本文结合塔台、进近、区域管制等不同场景，探究工作负荷的构成及影响因素，提出有针对性的优化方案，为空中交通管理部门提供决策参考。

一、空中交通管制员工作负荷过高的原因

（一）交通流量与管制复杂程度上升

随着航班数量的增多，管制员需要同时监控的航空器数量明显增加。在繁忙机场的进近管制区，单扇区管制员要同时管控 8-12 架航空器，协调各航班的爬升、下降轨迹，保证垂直间隔不小于 300 米、水平间隔不小于 5 公里。另外，军民合用机场的空域限制、临时航线申请等情况，进一步加大了管制指令的复杂程度，使得管制员的认知负荷与操作负荷一同上升。某区域管制中心的数据显示，2024 年管制员日均处理的特殊航班（如急救、军用运输机）申请比 2020 年增长了 40% ，额外增加了大约 15% 的工作时间。

（二）技术支持系统存在不足

当前空中交通管制所依赖的自动化系统还有提升的空间：部分机场的雷达数据更新频率为 4 秒 / 次，在航空器高速移动时容易出现轨迹预测偏差，管制员需要频繁地手动修正；通信系统存在杂音、延迟等问题，导致指令复述和确认花费的时间增加；冲突告警系统的误报率较高（约 8% ），分散了管制员的注意力，使其在辨别有效告警时耗费过多精力。某塔台管制员表示，高峰时段大约 30% 的工作时间都用于处理系统误报和数据修正。

（三）工作流程与排班不科学

管制工作流程中存在多余的环节，比如航班起飞前的信息核对需要经过 3-4 个步骤，部分重复的校验可以通过系统整合来简化。排班制度缺乏灵活性，在早高峰（6:00-9:00）和晚高峰（17:00-20:00）时段，管制员连续工作的时间常常超过 4 小时，而且休息间隔不够，导致疲劳不断积累。研究表明，连续工作 5 小时后，管制员的指令响应速度会降低 20% ，错误率会上升 15% 。

（四）应对突发情况压力大

航班延误、恶劣天气（如雷暴、大雾）、机械故障等突发状况，会打乱原有的管制秩序。管制员需要在短时间内重新规划多个航班的航线，协调备降机场，向机组传递紧急指令，此时的工作负荷会突然增加 3-4 倍。例如，某机场遭遇雷暴天气时，管制员在 1 小时内需要处理 12 架航班的备降申请，同时引导空中 15 架航空器绕飞，高强度的决策容易导致精神紧张和判断失误。

二、空中交通管制员工作负荷优化方法

（一）增强技术系统支持能力

1.升级自动化管制系统

将雷达数据更新频率提高到 2 秒 / 次，优化轨迹预测算法，结合航空器性能参数和气象数据，使飞行轨迹预测误差缩小到 500 米以内，减少管制员的手动修正操作。引入人工智能辅助决策模块，自动识别可能发生冲突的航班并生成 3-5 种避让方案，供管制员选择确认，将冲突处理时间缩短 40% 。某机场试用该系统后，管制员的冲突协调工作量减少了 25%

2.优化通信与信息交互

推广数字化甚高频通信系统，降低背景噪音，提高指令传输的清晰度；建立航班信息共享平台，整合起飞时间、机型、目的地等数据，实现管制员与机组、地面保障部门的信息实时同步，减少重复核对环节。例如，通过平台自动推送航班放行许可，代替传统的语音复述确认，每架航班可以节省 20 秒的管制时间。

（二）优化管制流程与空域结构

1.简化工作流程

梳理管制的整个流程，去除冗余环节。将航班起飞前的 “机组 - 地面

- 塔台” 三级信息核对，简化为系统自动校验加一次人工确认，校验时间从 3 分钟缩短到 1 分钟。建立标准化指令库，统一 “上升”“下降”“直飞”等常用指令的表述方式，减少因语义误解造成的重复沟通。

2.动态调整空域与扇区

根据交通流量的变化，实施扇区动态划分：高峰时段将繁忙的管制区拆分为 2-3 个扇区，增加管制员配置；平峰时段合并扇区，提高人力资源的利用率。例如，某进近管制区在早高峰将原来的单扇区拆分为 “北扇区”和 “南扇区”，每个扇区管制员负责的航空器数量从 10 架减少到 6 架，工作压力明显降低。同时，优化临时航线审批流程，通过预设航线模板，缩短特殊航班的航线申请处理时间。

（三）科学安排排班与开展人员培训

1.实施弹性排班制度

采用 “高峰增员、平峰轮休” 的排班方式，在早晚高峰时段增加管制员数量，确保每个扇区配备 2 名管制员（1 名主班、1 名副班），主班负责发布核心指令，副班协助监控和记录，减轻主班的负荷。合理设置休息间隔，连续工作 4 小时后强制休息 1 小时，且每日累计工作时间不超过 8小时，避免疲劳工作。某管制中心实施弹性排班后，管制员的疲劳投诉率下降了 35% 。

2.加强专项能力培训

开展模拟机训练，设置高负荷场景（如雷雨天气下的多航班备降），提高管制员的应急处置能力和心理承受能力。定期组织压力管理课程，传授呼吸调节、注意力分配等技巧，帮助管制员在高压状态下保持冷静。引入 “配对训练” 模式，让经验丰富的管制员与新手组成搭档，通过传帮带减轻新手的工作压力，使新手独立上岗后的错误率下降 25% 。

（四）建立负荷监测与预警机制

在管制席位安装生理状态监测设备（如心率手环、眼动追踪仪），实时收集管制员的心率、眨眼频率等数据，当指标超过阈值（如心率持续 10分钟高于 100 次 / 分钟）时，系统自动向管制室主任发出预警，及时安排人员替换。同时，通过工作分析法，统计管制员每小时处理的指令数量、冲突告警次数等，建立负荷量化评估模型，为扇区调整与排班提供数据支持。

三、应用案例

某大型国际机场塔台管制部门，由于日均起降架次达到 1200 架，管制员长期处于高负荷工作状态，2023 年发生了 3 起因疲劳导致的指令延误事件。通过实施优化策略：升级自动化管制系统，引入 AI 冲突预警模块；高峰时段将塔台扇区拆分为东、西两个区域，增加 2 名管制员；采用弹性排班，确保高峰时段每扇区配备主副班管制员；建立负荷监测预警机制。

优化后，管制员每小时处理的指令数量从 85 条减少到 60 条，连续工作时长控制在 4 小时以内，指令错误率下降了 30% ，2024 年没有发生因负荷过高导致的安全事件，航班正常率提高了 5% ，管制员的工作满意度提升了 40% 。

四、结论

空中交通管制员工作负荷的优化是一项系统工程，需要通过技术升级、流程简化、人员管理、监测预警等多方面的协同作用，才能实现 “安全与效率” 的平衡。随着航空运输量的持续增长，未来应进一步探索数字孪生、元宇宙等技术在管制培训中的应用，提高管制员的适应能力，同时加强空域规划的科学性，从源头上降低管制的复杂程度，为空中交通的安全高效运行打下坚实的基础。

参考文献

[1] 刘继新。空中交通管制原理与实践 [M]. 北京：中国民航出版社，2020.

[2] 张兆宁，何建敏。空中交通流量管理 [M]. 南京：东南大学出版社，2019.

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