（中国民用航空飞行学院，四川 广汉 618300）

0 引言

随着无人航空的飞速发展，现行的限制无人机在隔离空域运行的方式已经满足不了无人机用户的需求，无人航空正在向与有人航空混合运行的方向发展。无人航空与有人航空混合运行的空域就是融合空域，而管制员工作负荷的量化是研究融合空域容量的重要条件。因此，找到一种有效量化融合空域管制员负荷的方法，对融合空域的有效流量管理是很重要的。

1 无人航空的发展情况

无人机的应用领域主要分为三类：消费级应用，军事级应用及工业级应用。消费级应用包括个人航拍、影视航班、遥控玩具等方面。军事级应用包括侦察、诱饵、电子对抗等方面。工业级应用包括巡查、监视、安防、资源勘探、物流配送等方面。根据预测，2017-2021年中国行业级无人驾驶航空器市场规模，每年都将以30%的速度增长，并大有在通用航空、货运航空等诸多领域替代现有的有人驾驶航空器的趋势（副局长李健）。目前无人机的发展尚处于初级阶段，ICAO 将无人机的发展分为Segregation、Accommodation、Integration 逐渐和有人航空融合。本文主要研究的是在最后阶段工业级大型无人机在物流配送应用方面与有人航空的混合运行。

2 管制员负荷的研究

O'Donnell 等[1]将空中交通管制员工作负荷测量方法归纳为三类：任务测量法、主观测量法、生理测量法。任务测量法（包括主任务和次任务测量）通过对操作者在工作中的表现结果来推算这一工作强加于操作者的脑力负荷，DORATASK 方法是一种类任务测量方法[2-4]。主观测量法根据被试者在工作过程中产生的主观感受与体验来评价工作负荷NASA-TXL 量表[5]、ATWIT（空中交通负荷输入技术）评价管制员工作负荷。当人承受脑力负荷时，某些生理指标将会发生变化，生理测量法就是用生理指标测量脑力负荷的一类方法，目前已经利用如心跳、呼吸、眼动、脑电图（EEG）等参数来测量脑力负荷[6]。

UTM，无人航空器系统交通管理，未来UTM 走向与ATM 的整合，本文主要研究整合的情况下管制员工作负荷的变化。

有人航空的管制员工作负荷的研究现在国内外研究一般把有人航空的管制员工作负荷分为生理负荷和思考负荷。

生理负荷可以分为两大类：通信负荷和非通信负荷。

通过对某一终端区近期的雷达数据进行实际调研及统计分析，参考管制一线的成熟管制员的建议给出的各指令权值，整合得到该终端区管制员负荷在现有有人航空独立运行方式下的权值，如表1所示。

表1

3 混合运行下无人航空的管制员工作负荷研究

在融合空域中，无人机可以长距离运输货物等。由于数据传输距离的限制，在无人机的一次飞行任务中，在不同的区域由不同的机长来操作飞机。基于此种情况，这就对管制员的思考负荷有所增加。

由于现阶段还没有融合空域的混合运行方式，本文采用了问卷的方式来量化管制员的工作负荷。本文对管制员指挥无人机的工作负荷进行了问卷调查，与管制员指挥有人机的管制负荷进行对比，从而得出管制员指挥无人机的管制负荷。

问卷制定如表2所示：所有答案中-2表示减少较多，-1表示稍微减少，0表示不变，1表示稍微增加，2表示增加较多。

表2 问卷

收集到111份问卷。收到数据如表3所示：（表中百分比表示每个选项数量占总量的百分比）：

表3 问卷结果

分析数据，求出每个问题的期望值，如表4 所示，期望值表示管制员对无人机发布指令的时间比对有人机发布指令增加的比例。

分析计算得出管制员指挥无人机的工作负荷量表，如表5所示。

表4 数据分析

表5 管制员工作负荷量表

4 结束语

无人机是一项新兴产业，发展迅猛。在这个广阔发展的舞台上，无人航空势必会与有人航空混合运行。因此本文的研究就极具有价值。本文通过问卷，结合数学统计学分析方法，得出无人航空和有人航空混合运行下的管制员的工作负荷量表，为研究融合空域的容量奠定了基础。