基于ISM的民航飛行事故分析

周長春 ZHOU Chang-chun；謝榮超 XIE Rong-chao

（中國民航飛行學院，廣漢 618307）

（Civil Aviation Flight University of China，Guanghan 618307，China）

基于ISM的民航飛行事故分析

周長春 ZHOU Chang-chun；謝榮超 XIE Rong-chao

（中國民航飛行學院，廣漢 618307）

（Civil Aviation Flight University of China，Guanghan 618307，China）

飛行事故的分析是航空安全的重要組成部分，只有對事故原因宏觀及微觀的剖析，才能促進航空業(yè)安全的發(fā)展。對過去的飛行事故誘因的分析，可有效的避免未來飛行事故，保障航空安全。本文從系統(tǒng)觀角度，利用系統(tǒng)模型中的解釋結構模型（ISM），宏觀分析導致飛行事故的誘因。結合案例證明ISM在飛行事故分析中的有效適用性，并且可得出人為因素導致飛行事故的各誘因層次關系，提出相關的安全建議。

飛行事故；ISM；人為因素

0 引言

縱觀民航發(fā)展史，世界民航的安全管理模式是：運行，發(fā)生事故，原因調查，提出安全建議，實施改進措施，繼續(xù)運行直到下一次發(fā)生事故，如此往復。此安全管理模式著眼于事后安全，推進著航空安全的發(fā)展。因為航空事故不可能絕對避免，一旦發(fā)生事故，只有查明事故原因，才能提出具有針對性安全建議，預防事故再次發(fā)生。因此，事故調查既是亡羊之后的補牢，又是事故防范的開端，是一種事后安全。航空事故調查作為典型、有效地航空安全管理手段，對改進系統(tǒng)安全發(fā)揮巨大作用。

由航空事故調查的理念可知，分析事故原因是完成事故調查，完善航空安全體系的重要步驟。ISM（解釋結構模型）使事故原因上升到宏觀分析層面，從系統(tǒng)觀的角度分析事故原因之間的層次關系，這在著名的REASON模型中體現在對各不安全行為之間關系的研究。系統(tǒng)是由相互關聯、相互制約、相互作用的若干部分（元素）組成的具有特定功能的有機整體。航空事故誘因所組成的集合可以看做一個系統(tǒng)，可用系統(tǒng)觀的方法解決相應問題。航空事故誘因組成一個因素之間有某種關系的集合，其集合的每個元素都能導致航空事故的發(fā)生，目的性強且原因之間存在著某種層次關系。本文結合案例對航空事故誘因中人為因素，結合系統(tǒng)工程學中的解釋結構模型進行宏觀分析，總結出在人為因素方面的原因級別，提出完善航空安全中人為因素的建議。

1 ISM簡介

ISM（解釋結構模型）是定性表示系統(tǒng)構成要素以及他們之間存在著的本質上相互依賴、相互制約和關聯情況的模型。結構模型就是把構成系統(tǒng)的要素看成集合中的元素，借助集合、有向圖和矩陣三種相互對應的方式表達系統(tǒng)的某種結構。

若用集合 S={S1，S2，…，Sn}表示實體集合，Si表示實體集合中的元素（即實體），R={＜x，y＞|W（x，y）}表示在某種關系下各實體間關系值（是否存在關系W，可用0，1表示）的集合，那么集合S和定義在S上的元素關系R就表示了系統(tǒng)在關系W下的結構模型，記為{S，R}。結構模型還可以用矩陣形式來描述。矩陣可以進行邏輯演算，用數學方法進行處理。因此，如果進一步研究各元素之間的關系，通過矩陣形式的演算，可使定性分析和定量分析相結合。

結構模型可用鄰接矩陣來表示。結構模型{S，R}的鄰接矩陣 A 可定義為：設系統(tǒng)實體集合 S={S1，S2，…，Sn}，則n×n矩陣A的元素aij為：

可達矩陣是用矩陣形式來描述有向連接圖各節(jié)點間經過一定長度的通路后可達到的程度。在有向圖中，對于Si，Sj∈S，如果從 Si到 Sj有任何一條通路存在，則稱 Si可達Sj。可達矩陣M可定義為：設系統(tǒng)實體集合S={S1，S2，…，Sn}，則 n×n 矩陣 M 的元素 mij為：

可達矩陣計算步驟為：計算（A∪I）的偶次冪（A∪I）2，（A∪I）4，（A∪I）8，…

利用可達矩陣還可判斷是否存在回路和構成回路的元素。在可達矩陣中，如果不同元素對應的矩陣行和列都相同，則其有向圖中的這些元素構成回路。

Si的可達集R（Si）定義為：在有向圖中，Si可到達的元素匯集成的集合，即為可達矩陣中Si對應行中所有矩陣元素為1的列所對應的元素集合。Si的前因集A（Si）是所有可能到達Si的元素匯集成的集合，即為可達矩陣中Si對應列中所有矩陣元素為1的行所對應的元素集合。即：R（Si）={Sj∈S｜mij=1}，A（Si）={Sj∈S｜mij=1}。

其中S為全體元素的集合，mij為可達矩陣中的元素。

最高級元素的可達集R（Si）只能是其本身，前因集則包含其本身及它的下級元素，故元素Si為最高級元素的充要條件是：R（Si）=R（Si）∩A（Si）。

得到最高級元素后，暫時劃去可達矩陣中最高級元素對應的行和列，繼續(xù)尋找次高級元素，以此類推。層次級別劃分后，依據元素的優(yōu)先級，建立結構模型圖，再轉化為ISM模型。

2 飛行事故的ISM建模及分析

ISM可對飛行事故的誘因作定量和定性的分析。本文就1991-1995年某國直升機發(fā)生的62起事故原因中飛行員的人為因素為基礎，以主要的可能原因為要素建立ISM，找出主要導致直升機事故的人為因素的誘因及提出相關建議措施。結合1991-1995年某國直升機事故調查方面的研究、事故調查報告及師生廣泛討論，總結出導致這個階段直升機事故的人為因素的誘因，考慮如下10個因素：

①沒有充分掌握直升機性能；

②直升機發(fā)生故障時出現不適當地判斷與操作；

③氣象信息掌握不充分；

④氣象判斷錯誤；

⑤不遵守規(guī)章制度；

⑥發(fā)動機發(fā)生故障時出現錯誤操作；

⑦不遵守其他有關安全飛行的基本事項；

⑧飛行員的培訓教育不充分；

⑨飛行員的安全意識不強；

⑩忽視安全，不調查，不做障礙物標記。

本文只對此案例中飛行事故的誘因作為分析系統(tǒng)，依據事故調查報告所闡明的誘因，確定上述10個因素的關系。在此階段飛行事故中，事故調查中的每條原因包含的因素關系認為影響關系。如某次飛行事故中，其事故調查簡述原因為：由于不遵守規(guī)章制度而撞在索道上墜毀，3人全部死亡。就此飛行事故原因之間的關系有，因素⑨影響因素⑤，因素⑧影響因素⑤，因素⑤影響因素⑩。即本文只根據事故調查報告對飛行事故的原因確定上述10因素關系。經廣泛討論，確定上述10因素的關系如表1。S1…S10分別代表因素①…⑩。

其中α表示Si影響其他元素，θ表示其他元素影響Si元素。αθ表示Si同其他元素互為影響。

則依據以上分析中因素相互影響關系，可得其鄰接矩陣：

鄰接矩陣A的元素按S1，S2，…S10的順序安排影響關系的取值。

表1

根據鄰接矩陣A可求可達矩陣M。

由可達矩陣可得可達集R（Si）、前因集A（Si）及R（Si）與A（Si）的交集。表2表示S1…S10的可達集R（Si）、前因集A（Si）及R（Si）與A（Si）的交集。由結構模型相關知識可知，對于因素Si，當R（Si）=A（Si）∩R（Si）時，因素Si為層次結構模型的最高級。則由表2可知，因素2，4，6，10為此結構模型的最高級，去掉最高級因素得新的可達集和前因集的關系表，如表3。

表2

形成新的可達集和前因集關系表（表3）。

表3

同理可得到次高級因素1，3，5，再形成新的可達集和前因集，如表4。同理有表5。

表4

表5

由表可以得出因素優(yōu)先級順序為（優(yōu)先級別依次減小）{2，4，6，10}、{1，3，5}、{7}、{9}、{8}。按層次劃分為 L1、L2、L3、L4、L5順序，重新排列可達矩陣為：

則依據重新排列的可達矩陣建立可得ISM，如圖1所示。

3 結論

①人的因素一直是影響飛行事故的重要方面，通過案例可知，在人的不安全行為中，最主要的因素為對飛行員的安全教育不夠，這影響著飛行員安全意識及可能導致飛行事故的差錯和違章。

圖1

②ISM對民航飛行事故的研究是有效可行的，其對飛行事故原因進行宏觀分析，找出原因之間內在聯系，進而確定出原因之間的層次關系，使航空公司更關注ISM模型各層次的因素，有力保障航空安全。

[1]周長春等.航空安全管理[M].成都：西南交通大學出版社，2011，8.

[2]霍志勤，謝孜楠，張永.航空事故調查中人的因素安全建議框架研究[J].中國安全生產科學技術，2011，2.

[3]杜毅.基于灰色理論的飛行事故率和事故征候率預測[J].中國民航大學學報，2007，12.

[4]陳農田等.REASON模型在航空維修事故調查中的應用[J].交通信息與安全，2012，2.

[5]中國民用航空總局.民用航空飛行事故匯編.北京,2007,12.

[6]系統(tǒng)工程[M].北京：北京理工大學出版社，2006，1.

Civil Aviation Flight Accident Analysis Based on ISM

Analysis of air accidents is an important part of aviation safety,only through macro and micro analysis for accidents factors,the development of the aviation industry safety will be promoted.Analyzing the incentives of past flight accident can effectively avoid future flight accidents and ensure aviation security.From the perspective of the system concept,this paper uses the interpretation structure model(ISM)of system mode to macroscopically analyze the incentives of flight accidents,and combined with case to demonstrates the applicability of ISM in flight accident analysis,derives the hierarchical relationships of various incentives caused by human factors,then proposes relevant safety recommendations.

flight accidents；ISM；human factors

周長春（1972-），男，重慶人，副教授，研究方向為安全工程，航空安全，適航管理；謝榮超（1987-），男，河南焦作人，研究生，研究方向為安全工程，航空安全，適航管理。

V328.2

A

1006-4311（2014）10-0302-03