胡观凯

摘 要：结合历年管制员工作中失误的数据，发现管制员工作状态规律符合PSI周期理论，针对管制员的工作状态进行了数学建模，模型中对管制员的工作状态进行了量化，通过计算得出了管制员工作中的危险状态期，运用模型结果可以减少管制员工作中的失误。

关键词：PSI周期理论 空中交通管制 危险状态 Matlab

1、研究背景

管制工作中，疲劳、睡眠缺失以及人体生物节律扰乱是影响管制安全的重要因素。

多种因素会导致空中交通管制员的疲劳，其中包括睡眠不足、睡眠规律紊乱、生物节律处于低潮期，本文就将对其中的生物节律因素进行详细系统的分析，并将PSI周期理论运用到空中管制员的排班工作中，使得管制员的工作效率和质量达到最高，从而保障空中交通的安全。

2、PSI周期理论

在20世纪初德国威尔赫姆·弗里斯和奥地利维也纳大学生理学教授赫尔曼·斯瓦波达通过长期的临床观察发现，人类存在着以出生日算起的体力盛衰周期和情绪波动周期。大约20年之后，奥地利因斯布鲁大学阿尔弗雷德·特里切尔教授又发现，人体还存在着以一定天数为周期的智力节律。后来，人们把这三位学者的研究成果综合在一起，统称为“人体生物节奏三节律”，其理论称为人体生物节律理论或PSI周期理論。

PSI周期理论，即以体力（Physical）、情绪（Sensitive）、智力（Intellectual）的周期为主线，认为人自出生之日起直至死亡终止，体力、情绪、智力都进行着相当于正弦曲线的周期性节律变化。

其中体力周期为23天、情绪周期为28天、智力周期为33天。如图1所示。因此，人们生命中各时期的生物节律状态是可以预测的。在曲线正相的日子称为“高潮期”，在曲线负相的日子称为“低潮期”，曲线正负交替的24小时称为“临界期”。

根据PSI周期理论，人高潮期，人的体力充沛、精力旺盛、情绪饱满、反应敏捷、工作效率高，易取得较好工作成绩；在低潮期，体力衰退、易疲劳、烦躁、健忘、判断迟钝、工作效率低，难以发挥正常水平。在临界期，人体各器官机能下降，处于不稳定状态，表现为头脑反应迟钝、心情急躁、粗心马虎，极易出人为差错。

若体力、情绪、智力三节律同时处于临界期，则称为“危险期”。在危险期内，极易发生民航事故。

3、建立模型

3.1模型假设：

① 人的工作年龄18～65岁

② 以天为单位来计算，不考虑半天或几小时的情况

③ 所有余数为整数

3.2符号定义：

age：为现在年龄，单位为年

d：是距离研究对象的生日还有多少天

s：研究对象从出生到现在的年龄总天数

xp：被研究对象从出生到现在的体力节律总周期个数

xs：被研究对象从出生到现在的情绪节律总周期个数

xi：被研究对象从出生到现在的智力节律总周期个数

yp：被研究对象距最新一个体力节律开始的天数

ys：被研究对象距最新一个情绪节律开始的天数

yi：被研究对象距最新一个智力节律开始的天数

zp：被研究对象现在对应的体力节律状态值

zs：被研究对象现在对应的情绪节律状态值

zi：被研究对象现在对应的智力节律状态值

3.3 数学模型

min{|zp|+|zs|+|zi|}

约束条件

利用Matlab软件求解模型结果：计算结果管制员从上岗到退休要经历36个重大危险期，即体力、情绪、智力三个状态都处于临界期，从出生算起危险期的天数分别为第7209、7210、7211、8497、8498、8499、9785、9786、10179、11073、11466、11467、12753、12754、12755、14041、14042、14043、14799、15329、15330、16087、16617、17010、17375、18297、18298、18663、19585、19586、20343、20873、20874、21630、21631、22161天，年龄分别为19、23、26、27、30、31、34、38、40、41、42、44、45、46、47、50、51、53、55、57、59、60。

4、小结

近年来，对PSI生物周期理论的研究与应用，已经取得了一些成果，这一理论揭示了人的体力、情绪、智力等周期变化的规律性。通过研究认识生物节律的变化规律，能够使管制员的排班更具有合理性，从而提高飞行管制员的管制质量和效率，保障空中交通运输的安全运行，从而减少一些因管制员的人为因素所造成的飞行事故。

参考文献：

[1] 马毅，王志苹，陈维东. 生物节律（PSI）周期理论在运动训练比赛中的应用[J]. 沈阳体育学院学报，2005（4）：5-7.

[2] 胡志刚，戴淑范. 运用人体生物钟节律把握教育时机[J]. 哈尔滨学院学报，2001（3）：82-88.

[3] 邓娟，牟海鹰. 空中交通管制中人的因素[M]. 成都：中国民航飞行学院出版，2011