區(qū)域管制系統(tǒng)安全績效綜合評估研究

王金龍，盧婷婷

(中國民航大學 空中交通管理學院，天津 300300)

區(qū)域管制系統(tǒng)安全績效綜合評估研究

王金龍，盧婷婷

(中國民航大學 空中交通管理學院，天津 300300)

區(qū)域管制系統(tǒng)用來保證航空器航路階段的飛行安全，安全績效考核可以促進區(qū)域管制系統(tǒng)安全水平的提高。通過分析區(qū)域管制系統(tǒng)的運行過程和安全績效的影響因素，建立安全績效考核的指標體系，利用將三角模糊函數(shù)和層次分析法相結合的方法進行指標權重賦值，建立區(qū)分結果和過程的安全績效綜合評估模型，并對某地區(qū)空管局區(qū)域管制系統(tǒng)進行實例驗證。結果表明：利用該安全績效綜合評估模型對區(qū)域管制系統(tǒng)進行安全績效考核所得出的結果合理有效，不僅能夠反映階段時間內的安全管理工作效果，同時可以體現(xiàn)安全管理工作過程，可為安全管理的后續(xù)工作提供決策依據(jù)。

區(qū)域管制；安全；績效；綜合評估

0 引 言

隨著民航業(yè)的飛速發(fā)展，航班量快速增加，機場逐漸增多，空域越來越擁堵，安全問題也日益突出。空管系統(tǒng)作為民航必不可少的組成部分，是航空安全的重要保障。為了提升空管系統(tǒng)的安全水平，各地區(qū)空管局和其下屬空管單位均按照國際民航組織的建議和民航局的相關要求，陸續(xù)建立了安全管理體系(SMS)，并根據(jù)各單位的實際運行環(huán)境，制定了相應的安全績效考核辦法。安全績效考核是建設SMS的必要環(huán)節(jié)，也是提升各單位安全管理水平的重要手段。

近年來，關于安全績效考核的研究不斷豐富，為各空管單位完善其安全績效考核辦法提供了廣闊思路。利用傳統(tǒng)的績效考核方法，例如目標管理法(MBO)、關鍵績效指標法(KPI)、平衡記分卡法(BSC)等，均能以安全為目標對不同行業(yè)進行績效考核，適用范圍廣，方法可執(zhí)行性強[1-3]。但空管系統(tǒng)龐大復雜，具有特殊性，安全管理者的認知不同，不同空管系統(tǒng)的子系統(tǒng)(例如區(qū)域管制系統(tǒng)、進近管制系統(tǒng)、塔臺管制系統(tǒng)等)均不相同，致使傳統(tǒng)的績效考核方法應用于空管系統(tǒng)時具有一定的局限性。隨著安全績效研究的不斷深入，以傳統(tǒng)績效考核方法為基礎，研究人員對空管系統(tǒng)的運行環(huán)境進行分析，對績效考核的指標體系構建、權重系數(shù)賦值、評估實施階段進行研究，以期使安全績效的考核結果能更準確地反映空管系統(tǒng)的安全狀態(tài)。王永剛等[4]對平衡積分卡模型進行了調整并得到空管單位平衡積分卡模型框架，將考核緯度細化為二級績效考核指標；齊東萍[5]以平衡積分卡和目標管理法為基礎，綜合運用關鍵績效指標法，結合東北空管局管理體系，建立了東北空管局績效考核體系；肖文娟[6]分別設計了基層空管組織部分安全績效和管制員安全績效，建立基層空管單位的績效考核模型并驗證了模型的可操作性；針對績效考核的評估實施，王永剛等[7]還提出引入第三方評估的方案以促進安全績效實施。

上述研究為空管系統(tǒng)的安全績效考核提供了理論依據(jù)，但將理論與空管局安全管理系統(tǒng)相結合來進行安全績效考核的研究仍鮮有報道。本文通過與地區(qū)空管局合作，以區(qū)域管制系統(tǒng)為研究對象，通過大量的專家問卷調查和咨詢，結合當前地區(qū)空管局的安全管理工作內容和安全管理系統(tǒng)平臺，建立安全績效考核的指標體系；采用將層次分析法與三角模糊函數(shù)相結合的方法對指標進行權重賦值，建立安全績效綜合評估模型，并在地區(qū)空管局的安全管理系統(tǒng)中進行驗證。

1 區(qū)域管制系統(tǒng)運行過程

區(qū)域管制系統(tǒng)是空管系統(tǒng)的一部分，其與塔臺管制系統(tǒng)、進近管制系統(tǒng)共同組成空中交通管理服務體系。我國民航地區(qū)空管局均設有區(qū)域管制機構，稱為“區(qū)域管制中心”，負責本地區(qū)的區(qū)域管制工作，可視為一個區(qū)域管制系統(tǒng)。區(qū)域管制系統(tǒng)中的主要業(yè)務執(zhí)行人員稱為區(qū)域管制員，區(qū)域管制員負責提供本區(qū)域的區(qū)域管制服務，并與相鄰區(qū)域的管制員、進近管制員等協(xié)調工作，共同保證航空器的飛行安全。區(qū)域管制的主要內容包括：航路放行許可、與相鄰管制單位的協(xié)調、雷達識別與管制移交、處理飛行員的各種請求、監(jiān)控負責區(qū)域航空器的飛行、發(fā)布飛行情報、預測潛在的飛行沖突、合理發(fā)布指令以解決沖突等。區(qū)域管制系統(tǒng)的運行流程如圖1所示。

圖1 區(qū)域管制系統(tǒng)運行流程

2 區(qū)域管制系統(tǒng)安全績效

在民航領域，安全是一種狀態(tài)，通過持續(xù)的危險識別和風險管理過程，將人員傷害或財產損失的風險降至并保持在可接受的水平或其以下。安全績效通常可反映某一航空部門的安全水平[8]。過去的空管系統(tǒng)安全績效考核主要為結果型考核，將某段時間內發(fā)生的事故、事故征候次數(shù)等作為考核指標。結果型考核能夠直觀地反映被考核單位在某段時間內的安全管理工作的效果，可操作性強。但結果型考核的指標數(shù)量少，且均為結果型指向指標，安全績效并不能反映被考核單位的安全管理工作量和安全發(fā)展趨勢。在安全績效考核中加入安全管理工作過程中的過程型指標，可以使安全管理工作過程能夠在安全績效考核結果中得以體現(xiàn)，與結果型指標所體現(xiàn)的安全管理工作效果相結合，所得到的綜合安全績效能夠更好地反映被考核單位的安全管理效果和安全發(fā)展趨勢。本文以區(qū)域管制系統(tǒng)的年度安全責任指標為基礎，結合安全管理工作過程，綜合結果型指標和過程型指標，建立安全績效的綜合評估模型。

結果型指標制定的主要依據(jù)為區(qū)域管制系統(tǒng)的年度安全責任指標。例如，某地區(qū)空管局實行百分制安全績效考核，發(fā)生一起因空管責任造成的嚴重事故征候扣10分，發(fā)生一起因空管責任造成的一般事故癥候扣5分。每年年終計算各部門得分情況，根據(jù)分數(shù)高低進行獎懲。安全績效評估時，通過對各結果型指標的考核得到結果型安全績效。

過程型指標制定的主要依據(jù)為區(qū)域管制系統(tǒng)的安全管理工作過程。例如，某地區(qū)空管局要求各分局、各部門及時上報航空安全信息。可根據(jù)區(qū)域管制系統(tǒng)的實際情況和相關安全管理體系文件，對航空安全信息的上報時效進行考核，設立時間節(jié)點，在時間節(jié)點以前上報安全信息則對過程型指標績效加分，反之則減分。安全績效評估時，通過對各過程型指標的考核得到過程型安全績效。

3 安全績效綜合評估模型

按照空管系統(tǒng)安全管理部門制定的安全管理目標，結合專家意見，結果型績效的權重為60%，過程型績效的權重為40%。結果型績效按照本地區(qū)空管系統(tǒng)安全責任目標進行考核；過程型績效則需建立評估模型進行分析計算。綜合結果型績效和過程型績效，即為本區(qū)域管制系統(tǒng)的安全績效。安全績效綜合評估的流程如下：

首先，結合區(qū)域管制系統(tǒng)的運行過程，對影響區(qū)域管制系統(tǒng)安全績效的因素進行分析，并將影響因素分類，對影響因素間的相關性進行分析，構建合理的安全績效指標體系。

然后，對構建的安全績效指標體系中的指標進行可量化分析，舍棄影響因子低的指標，合并相關性指數(shù)大的指標，對安全績效指標體系合理簡化；并利用專家調查問卷等方式，確立合理的權值。

最后，通過安全績效評估組的評估得分，并將指標體系的權重值進行計算，得出安全績效考核結果。

3.1 安全績效指標體系

建立區(qū)域管制系統(tǒng)的綜合性安全績效，包含結果型安全績效和過程型安全績效，其指標體系的設計也分為結果型指標體系和過程型指標體系。

結果型指標體系的建立依據(jù)為本單位的年度安全責任指標。根據(jù)年度安全責任指標的要求，分別建立加分項和減分項。加分項包括：民航局空管局(或地區(qū)管理局)通報表彰、民航局(或省、部級)通報表彰、國家級通報表彰；減分項包括：嚴重事故征候、一般事故征候、不安全事件、航空不安全信息、例行質量監(jiān)督檢查不合格。

過程型指標體系需分析區(qū)域管制系統(tǒng)安全績效的影響因素，按照“人—機—環(huán)—管”四要素進行下級指標的設計，如表1所示。

表1 過程型安全績效指標體系

(1) 影響因素“人”：“人”的狀況包括管制員的身體健康狀況、心理狀態(tài)、安全意識、工作任務量、工作難度、知識技能等多方面因素，它們相互影響，共同決定了“人”的狀況，進而影響區(qū)域管制服務質量。

(2) 影響因素“機”：“機”是指管制工作中用到的設備工具、軟件平臺等，將區(qū)域管制單位涉及的“機”分為硬件設備、軟件平臺兩個模塊；硬件設備包括管制工作所需的導航設備、監(jiān)視儀表、工作所需辦公用品等；軟件平臺包括管制工作所用軟件、工作記錄相關軟件、辦公系統(tǒng)平臺、情報信息系統(tǒng)等。

(3) 影響因素“環(huán)”：“環(huán)”既包含區(qū)域管制工作在空管系統(tǒng)里的運行環(huán)境，又包含區(qū)域管制員的工作環(huán)境。運行環(huán)境主要涉及當前區(qū)域的流量情況、天氣情況、軍事活動情況、銜接管制單位的運行情況、銜接風險等因素；管制員的工作環(huán)境主要包含工作場所辦公情況、環(huán)境舒適度、班組安排滿意度、時間安排滿意度、工作待遇滿意度等因素。

(4) 影響因素“管”：“管”是指管理因素，涉及組織機構管理、文件記錄管理、工作流程管理、班組資源管理、安全檢查、風險管理、安全文化建設管理等，是安全管理工作的重要保障。

3.2 安全績效指標權重

權重系數(shù)是安全績效考核的關鍵，指標權重系數(shù)的賦值準確性將直接影響安全績效考核的準確度。按照計算過程和數(shù)據(jù)來源，可以將績效考核的權重系數(shù)賦值方法分成主觀賦值法、客觀賦值法和主客觀結合綜合賦值法。主觀賦值法主要依據(jù)專家的經驗積累、知識水平及對考核目標和當前考核對象的認識程度，與實際的考核環(huán)境比較吻合，但主觀隨意性大，典型方法為層次分析法[8]。客觀賦值法主要靠分析歷史數(shù)據(jù)、參評結果與指標之間的關系來確定權重參數(shù)，主要依靠計算分析軟件實現(xiàn)，避免了人的主觀隨意性，但與考評的工作環(huán)境常有偏差，常見方法有主成分分析法、熵權信息法等[9-10]。主客觀結合綜合賦值法吸取主觀賦值法與客觀賦值法的優(yōu)點并加以融合，形成既有客觀分析又有主觀參與的綜合賦值方法。本文通過層次分析法和三角模糊函數(shù)相結合的綜合賦值方法對指標進行權重賦值。

利用指標體系制作指標權重專家調查問卷，請不同專家通過兩兩比較問卷表分析兩兩指標間的優(yōu)先級次序；再采用9分量表進行打分；整理全部專家的打分記錄，進而歸納出每個專家的兩兩比較評估矩陣，以獲得原始評估矩陣。

利用Matlab軟件計算出原始評估矩陣的最大特征值及其對應的特征向量：

R·w=λmax·w

(1)

式中：R為原始評估矩陣；λmax為R的最大特征值；w為λmax對應的特征向量，即權重向量。

驗證矩陣一致性以保證專家在兩兩比較過程中的前后一致性[11]。一致性指標(Consistency Index，簡稱CI)、一致性比率(Consistency Ratio，簡稱CR)定義為

(2)

(3)

式中：n為矩陣中所比較的指標個數(shù)；RI為隨機指標，即為同樣規(guī)模的兩兩比較矩陣隨機產生的平均一致性指標，其部分值如表2所示。

表2 指標個數(shù)與隨機指標對應表

如果一致性未通過，原始評估值則必須由專家重新修正或刪除。

將成對比較指標的得分轉換成相應的語言變量，并用三角模糊函數(shù)(如表3所示)表示，模糊正交互矩陣(Fuzzy Positive Reciprocal Matrix)可定義為

Rk=[rij]k

(4)

式中：Rk為專家k的正交互評估矩陣；rij為指標i和j的相對重要性。

表3 三角模糊函數(shù)

(5)

(6)

(7)

權重的上、下界定義為

(8)

(9)

上、下界權重矩陣為

(10)

(11)

(12)

首先利用幾何平均的方法綜合所有專家意見，得到

(13)

然后進行歸一化處理，計算最終的權重系數(shù)。

指標的組合權重系數(shù)是指標評估體系中各層次指標對總目標層的權重系數(shù)。

3.3 安全績效綜合評估模型

區(qū)域管制系統(tǒng)的安全績效綜合評估得分為

S=Sg+Sp

(14)

式中：Sg為結果型績效；Sp為過程型績效。

(1) 結果型績效

結果型績效考核加減分方案如表4所示。

表4 結果型績效考核加減分方案

結果型績效的最終得分為

Sg=(100+∑Sg+-∑Sg-)×60%

(15)

(2) 過程型績效

過程型績效考核按指標體系考核，每項指標進行百分制加減，指標權重已標準化，因此對單項指標的得分進行累加，即為過程型績效得分。

過程型績效評估加減分方案如表5所示。

表5 過程型績效評估加減分方案

每項指標按照100分制進行統(tǒng)計，給定基礎分，根據(jù)單項指標的實際狀況進行加減分，再乘以該項的權重系數(shù)，即為該項的過程型績效得分。因此，過程型績效的最終得分為

Sp=(∑Si)×40%

(16)

式中：Si為第i項指標得分。

4 區(qū)域管制系統(tǒng)安全績效考核實例

以某地區(qū)空管局區(qū)域管制中心為例，采集2015年和2016年的數(shù)據(jù)以及相關部分指標的專家評估，利用上述綜合評估模型對該區(qū)域管制系統(tǒng)進行安全績效考核。

4.1 指標權重計算

依據(jù)本文建立的區(qū)域管制系統(tǒng)安全績效考核指標體系，邀請區(qū)域管制系統(tǒng)和地區(qū)空管局安全管理部門專家進行問卷調查。根據(jù)調查結果，確定指標體系的每項權重。通過Matlab軟件計算，最終得出指標體系的權重系數(shù)，如表6所示。結果型績效權重系數(shù)為60%，過程型績效權重系數(shù)為40%。考慮到指標的可量化性和易評估性，將C311和C312合并為C31，C321和C322合并為C32，C421和C422合并為C42。

表6 指標權重賦值

4.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

某地區(qū)空管局區(qū)域管制中心的2015年和2016年相關數(shù)據(jù)匯總如表7所示。

表7 區(qū)域管制中心統(tǒng)計數(shù)據(jù)

4.3 安全績效結果及分析

根據(jù)某地區(qū)空管局區(qū)域管制中心提供的2015年和2016年安全運行相關數(shù)據(jù)，按照本文建立的安全績效考核指標體系和權重賦值方法，計算安全績效得分，結果如表8所示。

表8 安全績效考核結果

從表8可以看出：該區(qū)域管制系統(tǒng)結果型績效2016年與2015年得分持平；過程型績效2016年比2015年得分有所提高，主要原因是安全管理活動增加，例如2016年的自愿報告次數(shù)比2015年多5次；危險源報告次數(shù)多2次；安全培訓次數(shù)多8次。

綜合評估后，該區(qū)域管制中心的2016年安全績效比2015年得分增高。在安全責任年度責任指標完成情況下，2016年安全管理活動顯著增多，對區(qū)域管制系統(tǒng)的安全水平具有正面效應。同時也表明本文建立的安全績效綜合評估模型所得結果與實際安全情況吻合。

5 結束語

本文根據(jù)區(qū)域管制系統(tǒng)年度安全責任指標和安全管理工作過程，結合區(qū)域管制系統(tǒng)安全績效的影響因素，建立結果型安全績效和過程型安全績效相結合的指標體系。通過一致性檢驗，篩選有效的專家調查問卷，在層次分析法的基礎上加入三角模糊函數(shù)，對指標體系進行權重賦值。以某區(qū)域管制中心提供的數(shù)據(jù)，進行綜合評估計算，所得安全績效結果與專家組評估結果一致。

但限于區(qū)域管制單位的數(shù)據(jù)保密和不同區(qū)域管制系統(tǒng)的運行情況及安全管理指標不同，本文研究的綜合評估方法并不能被廣泛采用。后續(xù)有關安全績效考核的研究，可以以此為基礎，進行更加靈活、更具適應性的綜合評估方法研究。

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(編輯：馬文靜)

Integrated Evaluation Research of ACC Safety Performance Assessment

Wang Jinlong, Lu Tingting

(College of Air Traffic Management, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China)

The area control center(ACC) ensures the safety of the aircraft on route. The safety performance assessment can promote the improvement of the system security level. Through the analysis of the operation process of area control center and the influence factors of safety performance, the index system of safety performance assessment is established. The method combining the triangular fuzzy function and the analytic hierarchy process(AHP) is used to evaluate the index. Based on these, the integrated evaluation model of safety performance is established. The data of an area control center is used to verify the case. The result can reasonably reflect the safety management level of the area control center, which shows that the integrated evaluation model of safety performance is reasonable and can properly provide the decision basis for the safety management.

area control; safety; performance; integrated evaluation

2017-01-16；

2017-04-25

王金龍,wjl1011@yeah.net

1674-8190(2017)03-328-07

V

A

10.16615/j.cnki.1674-8190.2017.03.013

王金龍(1986-)，男，碩士，助教。主要研究方向：管制系統(tǒng)運行效率評估、管制系統(tǒng)安全分析與安全管理、安全績效考核、航空情報服務等。

盧婷婷(1983-)，女，碩士，講師。主要研究方向：管制系統(tǒng)運行效率評估、跑道運行評估、空域安全性評估、航空情報服務、航空公司運行管理等。