摘要：随着中南地区经济的持续、稳步、健康发展，军民航飞行活动逐年保持强劲的增长势头，加大了管制难度，加重了管制强度。如何对管制运行进行客观、公正的评估，掌握管制运行所处的状态，发现管制运行过程中暴露的问题和蕴含的隐患，制定针对性改善措施，已成为中南地区管制运行管理不可或缺的重要环节。本文从中南地区管制运行的实际情况出发，结合中南地区空域、飞行流量、空域资源、人员配置等方面的特点，构建涵盖管制效能、流量管理策略评价、管制工作负荷评价、空域使用效率、环境影响等五个方面的管制运行效能评价体系，研究影响管制运行效能的多维数据相关性分析方法，从而为后续分析中南地区管制运行态势，掌握中南地区管制运行瓶颈与难点，以及管制运行效能提升策略制定提供技术指导与方法依据。 

　　一、效能评估研究现状 

　　为持续推进空中交通系统的运行性能，国际民航组织（ICAO）自 1993 年起编制了诸如《全球空中航行计划》（Doc9750）、《全球空中航行系统性能手册》（Doc9883）、《航行服务机构性能管理和测评》等一系列指导性文件，旨在通过对相关领域的量化评估，鼓励各成员国使用和推广空中交通系统性能数据，逐步改善空中交通管理方法，从而促使空管运行的整体性能得到积极地改进。民航空中航行服务组织（CANSO），自2012年起按年度发布《全球空中航行服务性能评价报告》，并设立“CANSO性能基准项目组”。在性能指标研究方面，设立了专门的运行性能工作组，针对CANSO所关注的对象与性能领域，开展指标遴选、计算方法、计算对象等方面的研究。 

　　欧洲和美国是全球民航发展较为发达的地区/国家，他们均早已建立起民航运行相关的性能评估机构或者组织。欧洲航行安全组织（EUROCONTROL）于1998年就成立了性能评估委员会（Performance Review Commission ，PRC），并按年度发布《欧洲空中公交通性能评估报告》^[1]，其目的是通过提供一种透明且强有力的运行性能独立评价，以确保对欧洲空中交通系统的有效管理。美国联邦航空管理局空中交通组织（FAA/ATO）成立了性能分析办公室（PAO），研制了性能数据分析报告系统（PDARS），并建设航空系统性能指标库（ASPM），对全美地区空管性能进行分析改进和定期报告，有效支撑新一代航空运输系统（NEXTGEN）的规划制定和建设实施。此外，2009 年起，欧控与 FAA 联合发布《欧美空中交通运行性能对比报告》^[2]，并于2013 年成立了联合性能分析与评价机构。 

　　我国在借鉴欧美等国家先进的空管理念与做法的基础上，提出了建设空管现代化发展战略^[3]，梳理明确了近期（至2025年）和中远期（至2035年）空管运行关键技术发展脉络（图1），并在该战略中明确提出了建设绩效型组织的发展目标。 

　　图 1 CAAMS关键技术发展脉络 

　　二、效能指标构建思路 

　　为支撑中南地区运行效能的量化评估以及客观评价，满足中南地区深入挖掘影响管制运行效能的关键因子，以及空域资源及管制员工作负荷的合理配置的迫切需求，开展中南地区管制运行效能指标架构研究以建立适用于中南空管运行特征和数据条件的效能指标体系。指标体系应充分考量中南地区空域、飞行流量、空域资源、人员配置等情况，并涵盖当前重点关注的绩效领域，支持后续中南地区开展管制运行效能提升策略研究。具体构建思路以 Doc9883 中建议的容量、效率、可预测性、灵活性、环境等十二大关键效能领域为基础^[4]，结合中南地区空域、飞行流量、空域资源等方面的特点，分析中南地区管制运行效能需求，支撑中南地区管制运行瓶颈与难点。 

　　从中南地区管制运行的实际情况出发，结合中南地区管制运行效能评估需求构建管制运行效能评价指标体系，其框架结构如下图： 

　　图 2 中南管制运行效能指标框架 

　　该指标体系分为航班运行管制效能、策略效能、管制负荷、空域使用、环境影响五个大的模块，在每个模块之下细分二级、三级指标，通过完整有效的效能评估框架将有助于探寻空管运行中的薄弱环节，进而实现中南地区管制运行的提质增效。 

　　根据前期研究进展，目前已梳理出136个核心效能评价指标，因为篇幅限制，本文仅简述五大模块之下各级指标所涵盖的内容，并挑选其中较为典型的若干指标举例说明指标定义、模型算法、数据来源要求等指标构成要素。 

　　（一）航班运行管制效能指标 

　　航班运行管制效能方面侧重从航班的运行情况来反应空管服务的效果，沿用CANSO和ICAO的分类方式^[5]，其中分成了容量、效率、可预测性、灵活性等四个维度，详见表1。 

　　表 1 航班运行管制效能指标构成 

　　效能评价指标举例： 

　　KPI001：过站时间偏差 

　　定义：航班过站时间在平均值附近的分布。 

　　模型算法：基于平均过站时间计算得到所有过站时间的方差。 

　　1.各机型航空器的平均过站时间 

　　依据统计时间片T（具体形式为：，如8:45-9:00）和选定的机场，筛选出符合条件的过站航班，假设共有N架符合条件的过站航班; 

　　将航空器分为重，中，轻三类，设变量：，，，分别表示重、中、轻航空器的数量；设变量，，分别表示重，中，轻航空器的总过站时间；所有变量初值为0； 

　　针对N架航班中的每一架航班i,其过站时间为，则判断该航班机型，假设为中型机，则=+1，=+；其它机型依次处理： 

　　计算重，中，轻三类航空器的平均过站时间，公式如下： 

　　_time=，_time=，_time= 

　　2. 航空公司航空器平均过站时间 

　　依据统计时间片T（具体形式为：，如8:45-9:00）和选定的机场，筛选出符合条件的过站航班，假设共有N架符合条件的过站航班; 

　　构建一个航空公司队列用以存储该机场内各个航空公司航班的过站时间信息；队列中有两种变量:表示第i 个航空公司的航班量，表示第i 个航空公司的航班总过站时间。所有变量初值为空； 

　　针对N架航班中的每一架航班i,其过站时间为，判断该航班所属的公司，假设该航班属于CCA(国航),则=+1,=+1;其它航班依此处理； 

　　计算各个航空公司的平均过站时间，以CCA 为例，公式如下：_CCA= 

　　数据需求：每个航班实际撤轮档时间和实际挡轮档时间。 

　　评价目的：量化航班过站时间偏差，用来评价机场和航空公司组织地面保障服务有效性。 

　　（二）策略效能评价指标  

　　在空中交通流量管理战略、预战术、战术三个阶段中，流量管理机构通过协同决策平台协同管制运行部门、气象部门、航空公司、机场等核心利益相关方，共同制定流量管理策略和具体的流控措施，此部分评价指标主要聚焦于流控策略和措施的有效性、稳定性、可预测性、策略执行符合程度以及对航班运行的影响等几个维度，通过科学模型算法构建可量化计算的评价指标，在流量管理事后分析阶段（POA）具有广泛的应用场景^[6]。具体指标构成详见表2。 

　　表 2 策略有效性评价指标 

　　效能评价指标举例： 

　　KPI002：过点间隔限制有效性 

　　定义：预计策略实施（针对点的尾随间隔限制）后，航班过点间隔达到预期目标间隔的程度。 

　　模型算法： 

　　1.假设针对某点P 的策略生成时段为T（具体形式为：，如8:00-9:00）； 

　　2.筛选出国际进港航班过点为P的航空器飞行动态信息； 

　　3.根据T对航空器再次筛选，对于每架航班i 进行以下操作：设i预计过P点的时间为ETO_i，策略发布后系统给定的计算过P点时间为CTO_i，如果位于统计时段内：内，说明航空器i在该策略生成时段内过P点； 

　　4.将航班按计算过点时间排列，连续两架航班的计算过点间隔为:=-,为=,预计过点间隔为：-，为=； 

　　5.设策略发布的限制间隔为Sp_st，选取的航班间隔序列，为=， 的航班间隔序列，为=，分别计算所有航班计算间隔小于限制间隔占比：q/p，以及计算间隔小于限制间隔下降比例： ; 

　　数据需求：每个航班预计过点时间（EOT）和计算过点时间（COT）以及策略内容（包括发布时间、开始时间、结束时间、预计结束时间，限制类型等）。 

　　评价目的：用于评价流控措施执行有效性。 

　　（三）管制负荷评价指标 

　　目前已有的管制员工作负荷评价研究大多数是针对单席位（包括管制指挥席、管制监控席、管制协调席）的评价，即单席位管制员工作负荷，而在实际调研过程中发现，管制员通常在不同扇区席位间来回执勤，且每位管制员年度执勤时长、执勤扇区的类别往往都会有所差异，因此这种评价忽略了管制员执勤强度的考量，如管制员年度执勤时长，管制员执勤扇区的类别，管制员执勤夜班数量等等，而这些指标能够反映出该管制单位人力资源配置情况，因此该类指标需要纳入管制负荷评价范围。综合考虑上述因素，此部分指标构建将从管制席位工作负荷和管制员年度执勤工作负荷两个角度去构建管制负荷评价指标，同时也考虑空域对象的管制难度，具体见表3。 

　　表 3 管制负荷评价指标 

　　效能评价指标举例： 

　　KPI003：管制员平均小时指挥架次 

　　定义：管制单位管制的航路阶段仪表飞行航班年总架次（仅仅代表一般的空中交通，和穿越几个区域管制中心的飞行活动不同，根据出发和到达机场的位置，航班分为飞越航班、国内航班和到达和离开的国际航班）与区域管制员小时的比值。 

　　模型算法： 

　　1.计算管制单元的飞行架次，即飞越航班、国内航班、到达与离开的国际航班架次之和； 

　　2.计算管制单元的管制员小时； 

　　3.计算关键效能指标：单位管制员小时指挥架次为管制单元的飞行架次与管制员小时的比值。 

　　数据需求：每个航班飞行计划、管制单元记录的每日航班数据、管制员小时数据。 

　　评价目的：用来评估管制员小时工作负荷。 

　　（四）空域使用效率评价指标 

　　通过量化计算特殊空域（临时航线、军航训练空域等）开放时间，以及管制扇区的开合时间和频次，能够直观反映出空域单元的使用效率，为空域精细化管理提供数据参考，具体见表4。 

　　表 4 空域使用效率评价指标 

　　效能评价指标举例： 

　　KPI004：临时航线实际使用率 

　　定义：指定空域单元在给定统计周期内，实际执行临时航线飞行的航空器总数与潜在用户数的比值，其中潜在用户数指飞行计划中安排临时航线的航空器数量与未安排使用临时航线飞行计划而实际使用的航空器数量之和。 

　　模型算法：临时航线实际使用率=实际执行临时航线航空器总数/（飞行计划安排使用临时航线航空器数量+飞行计划未安排但实际使用了临时航线航空器数量） 

　　数据需求：每个航班飞行计划、临时航线开放情况、航班执行临时航线数量。 

　　评价目的：客观反映临时航线实际使用情况，用以评估临时航线的利用效率。 

　　（五）环境影响评价指标 

　　在以往的效能评价研究中，航班运行对环境的影响往往不是空管关注的重点，但在节能减排和为空域用户减负的大环境下，此部分指标对于衡量空管服务品质的提升有积极意义，具体见表5。  

　　表 5 环境影响评价指标 

　　效能评价指标举例： 

　　KPI005：额外燃油消耗 

　　定义：由于运行低效率性造成的额外燃油消耗。 

　　模型算法：所有飞行阶段平均燃油*额外运行时间的乘积之和（如滑出、滑入、航路和终端区空域）。 

　　数据需求：额外滑出/滑入时间（分钟/架）、实际航路延展率（公里/架）、额外的终端区空域飞行时间（分钟/架）、地面等待的燃油消耗。 

　　评价目的：评估航空器额外燃油消耗量。 

　　三、评价指标运用实例 

　　缩小尾流间隔（RECAT）是2019年中南地区提质增效重点措施之一，2019年12月5日，广州管制中心和深圳空管站按照计划开始在广州和深圳机场开展尾流重新分类（RECAT）管制实验运行，为了论证该项工作的实施效果，并为下一步继续在中南地区其他繁忙机场推广，本文运用“航班运行管制效能”分类下的“机场跑道降落间隔（变化）”这一子项指标对其进行评价。 

　　（一）RECAT实验运行评价指标构建 

　　根据雷达记录的“航班对”数据，定义出下列技术指标，来反映实施RECAT的效果。 

　　1.满足类别组合的航班数量（）:在统计时间周期内，满足前后类别组合（即JB、BB、CB、CC、CM）要求的航班数量，或前机为B757类型后机为M类飞机； 

　　2.已经实施RCEAT的航班数量（）：在统计时间周期内，满足以下三条要求：（a）前后类别组合（即JB、BB、CB、CC、CM）或前机为B757类型后机为M类飞机；（b）后机为五大航之一；（c）前机落地时与后机的实际间隔小于1.5倍的所需间隔（RECAT）； 

　　3.已经实施RCEAT的百分比（）：已经实施RCEAT的航班数量，占满足类别组合的航班数量的百分比。即： 

　　4.精准实施RECAT的航班数量（）：前机进跑道落地时，与后机的实际间隔小于1.3倍的所需间隔（RECAT）； 

　　5.RECAT的精准实施率（）：精准实施RECAT的航班数量，与已经实施RCEAT的航班数量之比，即： 

　　6.RECAT的间隔缩减率（）：对于已经实施RECAT运行的每个航班对，用现行间隔与RCEAT间隔之差，除以现行间隔，得到间隔缩减率，然后对所有已经实施RECAT运行的航班对，取平均值。即： 

　　式中，为“航班对”的序号；为第个“航班对”的现行所需间隔（即CCAR93-R5中规定的最小尾流间隔）；为第个“航班对”的RECAT所需间隔（即RECAT-CN管制实验运行方案里规定的最小尾流间隔）。 

　　7.RECAT可增加航班量（）：间隔缩减率乘以已经实施RECAT的航班数量。即： 

　　8.相对RECAT间隔（）：对于已经实施RECAT运行的每个航班对，用前机进跑道落地时和后机之间的实际间隔，除以所需RECAT-CN间隔，然后对所有已经实施RECAT运行的航班对，取平均值。即： 

　　式中，为前机进跑道落地时和后机之间的实际间隔。 

　　9.相对现行间隔（）：前机进跑道落地时和后机之间的实际间隔，除以CCAR93-R5中规定的所需尾流间隔，然后取平均值。对于五大航，计算公式如下： 

　　对于后机为尚未实施RECAT的航司，计算公式如下： 

　　其中为后机尚未实施RECAT的航司、且前机落地时与前机的间隔小于所需间隔1.5倍的航班数量。 

　　10.相对所需间隔（）：前机落地时，与后机形成的实际间隔与所需间隔标准的比值。对于已经实施RECAT运行的航班对，即相对RECAT间隔（）；对于尚未实施RECAT运行的航班对，即相对现行间隔（）。该指标反映了管制员对间隔标准的掌控能力 

　　（二）实施效果统计 

　　对广州机场2019年12月5日-2020年1月27日的数据，依据上述指标进行统计后，如下表所示。 

　　表6广州机场RECAT实施效果统计表 

　　（三）从数据统计中得出的结论 

　　1.为考察管制员对间隔标准的熟练应用和掌控能力，计算了“相对所需间隔”（即实际间隔与所需间隔的比值），从表中可以看出，五大航和其他航司的数据没有明显差异。同时，从“相对所需间隔（均值）”这一指标来看，2019年12月份的五大航为1.2793，其他航为1.2549，基本一致，说明管制员对RECAT间隔标准的使用比较熟练。 

　　2.通过对比五大航和非五大航的“相对现行间隔”（即实际间隔与CCAR93-R5中规定的最小尾流安全间隔之比）这一指标，可以看到五大航的取值明显低于非五大航，说明实施RECAT运行后的间隔缩减效果比较明显。 

　　3.针对实施RECAT的五大航，对RECAT的实施情况进行统计分析。2019年12月份，“精准实施RECAT的百分比”为52.40%，2020年1月份则为55.84%。同时，“相对RECAT间隔”这一指标也从1.2793下降到1.2705，说明管制员对RECAT间隔的使用越来越熟悉和精准。 

　　四、后续工作开展建议 

　　航班运行保障环节多、链条长，是一项真正意义上系统工程。航班运行品质并不仅仅是几个正常性指标就能完全反映，构建科学合理的运行效能评价指标，能够帮助空管、航空公司、机场等运行相关方客观分析航班运行态势，快速定位航班运行过程中的瓶颈与难点。根据前期效能指标的研究和应用，笔者对于后续此项工作的开展提出如下建议： 

　　一是提高重视，加大投入。具体可以参照欧美航空发达国家成立效能评估委员会的形式，组建专业技术团队进行评估指标的研究和不断完善，进一步可以出台行业规范性文件，以及举办专项培训班，培养一批既熟悉运行又懂数据分析的专业人才，引导和指导运行单位加强对数据的分析利用。 

　　二是打通壁垒，共享数据。效能指标的实际运用要以大量的运行数据作为基础，目前民航运行各方在数据集成和共享方面仍然存在很多不足，空管CDM、机场ACDM以及航空公司运控系统之间的数据传输渠道还没有完全打通。要解决这个问题首先需要运行各方有“共享”的意愿和意识，其次更重要地是要有来自民航管理层的直接要求和干预，必要时可以出台相关的指导文件对运行各方在数据共享的种类、实现方式、数据应用范围等予以明确。 

　　三是积极运用，形成机制。航班运行各个层级逐渐形成定期报告机制，根据实际需求和当时工作重点，将运行各方比较关心的数据和分析结果以定期报表的形式展示，通过经常性地复盘分析，摆数据，察过程，不断发现问题，每次在某个小的方面、某个细微之处能提升一点点，长期坚持下来必然会有质的改变。（作者：谈伟 民航中南空管局空管部） 

　　参考文献： 

　　［1］ EUROCONTROL PERFORMANCE REVIEW COMMISSION.《PERFORMANCE REVIEW REPORT-2018》 ［R］ 

　　［2］ FAA.《Comparison of Air Traffic Management-Related Operational Performance: U.S./Europe》 ［R］ 

　　［3］ 民航局空管局. 《中国民航空管现代化战略（CAAMS）实施路线图》 (IB-ATMB-2020-001) ［Z］ 

　　［4］ ICAO. 《Manual on Global Performance of the Air Navigation System》（DOC9883）［S］ 

　　［5］ CANSO. 《Global Air Navigation Services Performance Report 2018》［R］ 

　　［6］ CANSO. 《Recommended Key Performance Indicators for Measuring ANSP Operational Performance》［Z］