基于STPA的平行跑道入侵風險分析

田靜

（民航中南地區空管局空中交通管制中心塔臺管制室，廣東 廣州 510800）

一、引言

隨著機場交通量的增加，跑道入侵事故發生的可能性也在成大比例增大，因而引起了塔臺管制人員的高度重視。跑道入侵實際上就是飛機跑道上存在不安全因素，通過對可靠資料進行研究不難發現，大部分的跑道入侵問題都是由于操作失誤造成的，其中管制員控制失誤也占較大比重。目前我國多個機場都修建了平行跑道，本文研究的平行跑道運行指實際運行的跑道形式。

二、STPA分析方法簡介

（一）STPA概念

系統理論的過程分析（STPA）是建立在 STAMP 理論之上的風險分析技術，是針對傳統、廣泛使用的風險分析技術存在的不足提出的一種基于系統理論的建模及分析的方法，可用在系統運行過程中的危險分析以及系統設計階段的安全分析，是一種自頂向下的系統安全工程方法。將安全問題看成系統的控制問題，通過分析系統的危險、不安全控制行為及致因因素，將其轉化為系統的安全約束，以此保證系統的安全性。

（二）STPA分析流程

STPA分析流程如圖所示，在進行分析之前建立基本系統工程信息，STPA的具體分析包括STPA-1及STPA-2。在準備階段需確定所研究的事故、導致事故的系統級危險、將危險轉化為高層的系統安全約束、建立安全控制結構圖。

STPA-1基于構建的安全控制結構對不安全控制行為進行分類分析，共四種類型：一是安全所需的控制行為未被提供；二是控制者提供了潛在不安全的控制行為；三是太早或太晚提供了潛在安全的控制行為，即在錯誤的時間或以錯誤的順序提供了潛在安全的控制行為；四是安全所需的控制行為開始的太早或實施時間太長。STPA-2的致因因素分析包括兩部分：上述不安全控制行為的產生原因；安全的控制行為未被遵守的原因。

三、平行跑道入侵風險分析

（一）平行跑道運行跑道入侵場景

平行跑道是指跑道中線平行或跑道中線延長線夾角小于 15 度的非交叉跑道。由于滑行道布局和航站樓相對于跑道的位置等原因，到場或離場航空器有時必須穿越使用中的跑道，起飛航空器需穿越使用中的跑道到達起飛預計使用跑道、著陸航空器需穿越使用中的跑道滑回停機坪，該情形不僅會造成延誤還會增加跑道穿越造成的跑道入侵風險。

當平行跑道間距較小時，兩條跑道等待位置線距離較近，在航空器從一條跑道落地需脫離跑道時，等待位置線可能被混淆造成未脫離該跑道或在沒有許可的情況下進入另一條跑道。

平行跑道存在使用錯誤的、正在被使用的跑道進行起降而造成跑道入侵的情況，夜晚及低能見度、ATC 和機組情景意識、飛行員工作負荷的增加、候機樓與跑道之間滑行距離短、使用跑道作為滑行路線等都可能造成航空器使用錯誤的跑道起飛或著陸，當該跑道已被占用時將會造成跑道入侵。

（二）平行跑道運行跑道入侵場景分析

根據STPA 理論，確定系統危險后，需建立系統安全控制結構，筆者的研究范圍為航空器在地面保護區內的運行。為建立跑道運行系統的安全控制結構，以跑道運行的基本組件：管制員、機組、車輛/行人為基礎，分別建立三者的交互關系，包括與其直接交互的組件及對其運行有直接影響的組織層面。平行跑道運行跑道入侵場景主要有：

起飛階段入侵場景：一是提前進入預計的但被占用的跑道起飛；二是正確進入預計的跑道起飛，但本該脫離跑道的航空器不正確地出現在跑道；三是使用錯誤的被占用的跑道起飛。

著陸階段入侵場景：一是提前使用預計的但被占用的跑道著陸；二是正確使用預計的跑道著陸，但本該脫離跑道的航空器不正確地出現在跑道；三是使用錯誤的被占用的跑道著陸。

地面保護區內其他地面活動階段入侵場景：一方面穿越跑道，一是提前穿越了預計穿越的跑道，該跑道上有離場或著陸的航空器；二是航空器或車輛穿越了錯誤的有航空器離場或著陸的跑道。另一方面進跑道，一是航空器或車輛進入了預計的跑道，該跑道上有航空器離場或著陸的跑道；二是航空器或車輛進入了錯誤的有航空器離場或著陸的跑道。

四、入侵預防策略和措施

根據上述的分析和研究，對應平行跑道運行跑道入侵場景，應當采取以下策略和措施進行跑道入侵的預防。

一是改進管制員的通訊設備。塔臺應采用先進的機場地面檢測設備和機場活動區域安全系統等高度自動化的計算機系統，防范跑道入侵，一旦發生，立即做出響應和警報，以此能給管制員以足夠的時間和空間來避免和解決跑道入侵。即使在雨霧天氣的情況下，也能使管制員可靠全面掌握機場的實時情況。

二是完善機場基礎設施建設。機場跑道區域，以及機場航空器、車輛等運行區域，尤其在跑道入侵發生概率高的區域，將所有的標記、信號燈等進行規范化，便與飛行員與管制員之間的協調；并在此區域建設隔離欄，防止車輛和行人在未經許可下，進行到此區域，而影響到管制員的控制與管理。

三是加強管制員專業培訓。跑道入侵中30%的原因來源于管制員的失誤與偏差，而管制員的失誤與偏差主要來源于管制員的責任意識不強，相關安全意識不夠，管制員使用的機場用語不標準，因此要不斷加強管制員的專業知識和職業責任意識的培訓。

四是加強管制員與車輛駕駛員、飛行員之間的交流和通信。當跑道入侵發生時，人們一般會認為飛行員或車輛駕駛員缺乏位置和行駛意識，導致跑道入侵。其實不然，此原因主要是由于管制員與飛行員的通信不成功或者有偏差。

五、結語

跑道入侵是影響機場場面運行安全的重要問題，已成為民航安全的一個重要挑戰。因此在空管中建立并應用STPA 系統進行安全分析，能夠有效減少跑道入侵情況發生可以進一步提高空管安全管理水平，有力保障民航安全。