民航運輸系統突發事件的生成機制與干預策略：耗散結構論的視角

摘 要： 民航運輸系統在我國經濟社會發展中發揮著重要作用，同時也面臨著由各種因素導致的突發事件所構成的挑戰。研究顯示，民航運輸系統具有開放性、非平衡性、非線性以及存在漲落現象等特點，表現出非常典型的耗散結構屬性。基于耗散結構理論的視角所建構的民航系統熵流模型，為剖析和解釋民航系統中正熵與負熵對安全運營的影響作用以及突發事件的演化機制，提供了一條富有啟示性的思路。為干預民航運輸系統中的突發事件，需要創建多方聯動的民航監管體制，并且改進突發事件的應對措施。

關鍵詞： 耗散結構; 民航運輸系統; 突發事件

中圖分類號： X928 文獻標識碼： A DOI： 10.3963/j.issn.1671|6477.2019.01.0009

一、 問題的提出及耗散結構理論的基本原理

我國航空運輸持續快速增長，已成為國民經濟的重要組成部分。“十二五”期間，中國民航實現了快速發展，航空運輸規模穩居全球第二，其中旅客運輸量超過18億人，運輸總周轉量達3457億噸公里，年均增長速度達到8.3%。截至2017年底，民航全行業運輸飛機期末在冊架數3273架，比上年增加280架;定期航班航線3794條，全年累計新辟航線78條;新增航路里程1萬余公里。盡管我國民航市場最近十幾年發展迅猛，但安全基礎相對薄弱，安全管理體系和運行機制尚不完善，綜合保障能力有待提高，這些與不斷增長的飛行量需求和行業快速發展之間的矛盾日益突出。在此背景下，民航系統面臨的各種不確定性急劇增強。這種不確定性主要表現為民航系統認知的不確定性、風險影響因子數據缺失的不確定性以及風險演化態勢的不確定性。這些不確定性會使安全管理風險增大，直接影響到旅客的生命財產安全和民航運輸業的快速有序發展。

國外學者對民航風險的產生、發展和擴散進行了長期探討，研究領域不斷擴大，研究方法不斷創新，取得了豐碩的學術成果。主要集中在民航風險歸因[1|3]、民航風險治理路徑[4|5]、民航風險評估[6|8]等方面。針對旅客這一特定群體，國外學者重點從旅客突發事件的計量、動機、方式、影響因素和經濟后果等方面展開了深入研究[9|11]。國內學者在借鑒國外研究思路的基礎上，結合我國國情，對民航安全風險的風險識別、評價、預警等方面進行了有益探索[12|13]。盡管目前研究成果頗豐，但存在的一個共性問題就是，主要側重于從單個因素方面對空管安全風險進行因素分析、功能分析和程序分析，而在考察各風險因子之間如何相互作用方面，則顯得較為薄弱。熱力學中的耗散結構理論（Dissipative Structure Theory）認為，一個遠離平衡態的開放系統，當外界條件達到一定閾值時，系統可能從原來無序的混亂狀態，轉變為有序狀態。民用航空運輸系統屬于開放系統，適合運用耗散結構理論以解釋突發事件的演進過程。本文依據耗散結構和熵理論建構民航運輸系統的熵流模型，利用系統熵變來揭示突發事件的生成機制，從而為保障民航安全運營提供理論支持和決策參考。

耗散結構理論是比利時布魯塞爾學派領導人普利高津（I.Prigogine）教授于1969年在“理論物理與生物學”的國際會議上提出的。他把遠離平衡態情況下所形成的有序結構命名為“耗散結構”;耗散結構是與外界同時存在能量流、信息流和物質流的動態系統，其熵值由正熵與負熵兩部分構成。耗散結構理論就是研究耗散結構體的特征、發展、平穩狀態和演化規律的理論。耗散結構理論提出后，在眾多學科領域例，如環境學、管理學、教育學等，都產生了廣泛影響。一直以來，人們更多的關注點集中在穩定的有序結構上，認為如果系統一旦處于紊亂的非平衡形態的時候，是難以在非平衡形態下展示出穩定的有序形態的。同時該理論認為，系統從非平衡形態到形成耗散結構體，應當至少需要滿足三個基本條件：一是開放性，即系統需要不斷地與外部環境進行各種要素的交換;二是系統屬于非線性非平衡形態;三是在開放的系統內部，各要素之間彼此具有非線性的相互作用[14]。由此，耗散結構體處于非線性非平衡狀態時，當約束條件的值超過某一閾值，狀態將變得不穩定。此時一個微小的干擾就可以使系統離開非平衡狀態，進入另一個相對穩定的狀態——有序化的耗散結構[15]。

二、 民航運輸系統的耗散結構屬性

民航運輸系統是一個典型的耗散結構體，首先表現在無時無刻都在面臨著各種不確定因素的影響，例如環境、政治和經濟等方面。環境方面包括溫度、濕度、颶風、冰雹、高強輻射場、能見度、火山灰或沙塵暴等，這些特殊氣候環境會對民航運輸業造成不同程度的影響。政治方面包括恐怖襲擊、局部地區戰爭、地區疫情等。經濟方面包括油價漲跌、金融危機、GDP走低等因素。其中某一因素或幾個因素之間的相互作用都有可能導致突發事件的發生。這些突發事件是對民航造成不利影響的隨機干擾因素，具有不確定性、連鎖性、復雜性、社會性等特點;它極易引發各種危機，給出行旅客的生命財產安全帶來威脅，并成為社會輿論關注的焦點。其次，民航運輸業既具有自然地理屬性又具有社會經濟屬性，符合耗散結構體的特征，主要表現在以下四個方面。

（一） 系統的開放性

隨著經濟全球化、一體化的迅猛發展，中國市場進一步向世界開放，中國經濟將逐步全面、深入地與世界經濟融為一體。國內民航業亦是如此，其高速發展離不開所處的外部發展環境，并且時刻與外部環境之間進行各種要素的互換。1.物質流維度：主要表現在旅客運輸量逐年攀升，能夠帶來直接的收益，這是民航正常運營的基本保障。旅客對于任何一個航空公司的重要性不言而喻，尤其是以公商務為主的高級VIP會員旅客，能夠為航空公司帶來持續穩定的收入。2.能量流維度：民航運輸業需要持續的在外部環境中獲取能量，包括飛機上燃料、機械潤滑油、液壓油、食物、水等物資的補充，同時又以機務過站維護檢查、垃圾、廢氣等形式向外部環境排放。3.信息流維度：隨著互聯網的高速發展和信息化推進，民航與社會環境之間不斷進行信息交換與反饋。民航領域的信息管理具有大數據、高質量、高安全的特點，各系統相繼開發了不同的信息管理平臺并加強了彼此之間的信息交換;民航業還需要吸收外部環境的其它信息，例如地方的經濟、技術、法律、環境等信息，同時需要向外部環境提供航班查詢、航班延誤、行李托運、機票預定等方面的資訊服務。

（二） 系統非平衡性

民航運輸業處在物理學中的非線性非平衡狀態。這種不平衡首先體現在各航空主體之間的競爭關系。隨著我國經濟的發展，人們的消費水平普遍提高，消費觀念和消費心理發生了巨大變化，選擇飛機出行的旅客越來越多，民航運輸已從過去的高端消費轉變為大眾化的消費產品。此外，民航業準入門檻的降低，刺激著民營資本和其它社會資金涌入民用航空領域。航空公司之間的技術競爭、服務競爭、價格競爭等日趨激烈。在此背景下，越來越多的航空公司為增加市場份額開始實行差異化管理，例如根據飛機型號、淡旺季、服務設施、服務質量等，將消費者分為低端、中端和高端群體，以提供相應的增值服務，滿足不同消費者的差異化需求。

（三） 系統的非線性

首先，在運輸過程中，由于受到外部自然環境、地區經濟發展水平與習俗等因素的影響，客貨運輸量在不同季節、不同年份都有非常明顯的變化。以旅客運輸量為例，通常在每年的第一、三季度，運輸量持續上升，并在第三季度形成一個高峰值，而在第四季度又有明顯的回落。其主要原因在于，此時氣候舒適，屬于旅游旺季，同時大批的師生離校或返校造成的客運需求井噴，使得收入變化呈現出復雜的非線性特點。其次，由于受到外部復雜信息的影響，帶來了效用本身的非線性特征。這些都使得民航各要素之間存在復雜的非線性關系，難以通過簡單的定量方式去測量或顯示。

（四） 存在漲落現象

在外部一個或幾個隨機干擾因素的影響下，民航系統會產生無數個“小漲落”，繼而逐漸達到非平衡狀態。當“小漲落”的影響達到某一閾值時，就會改變系統結構的整體性，產生的破壞力可以改變系統原有的穩定結構，形成“巨漲落”。這個過程并不是各干擾因素的簡單疊加，是在諸多因素的交叉耦合作用下形成的。例如大霧天氣會造成航班延誤，部分旅客因為趕時間可能會產生情緒激動的現象，此時就會產生“小漲落”;倘若此時航空公司沒有進行及時干預和妥善處置而聽之任之，部分旅客就極有可能做出不理智的行為，與機場工作人員產生語言、肢體沖突，甚至激起群體性突發事件而變得一發不可收拾。漲落在系統中屬于正常的干擾因素，是眾多不確定因素隨機組合的結果，無法精準地預測發生的時間、地點及方式;然而突發事件一旦發生，就會對民航正常運營帶來嚴重的負面影響。

三、 基于耗散結構論的民航運輸系統突發事件生成機制

熱力學定律認為，系統中兩物體的熱量交換會由高溫物體向低溫物體傳遞，總是會自發地發生著熵的增加，直至達到熱平衡狀態，此時系統的熵值達到最大。開放系統的熵值由兩部分構成，Sp表示系統產生的正熵，Sn表示系統通過與外部環境交換產生的負熵，總熵為S：S=Sp+Sn。正熵是指對系統具有破壞效應，不利于系統穩定與正常運行的物質、信息、能量等，其值總是大于零。負熵是指對系統正常運行有幫助和促進作用的物質、信息、能量等，其值可正可負，也可以等于零。當處于遠離平衡態時，系統內部物質和能量的分布失衡，正熵與負熵容易呈現不穩定的非線性關系;此時可以從外部環境中引入負熵抵消系統內部產生的正熵，使得熵值變小，從而避免無序狀態的出現。

民航運輸系統具備了耗散結構體的所有要件，在發展過程中要與外界環境交換能量、物質和信息，同時外部環境也處在不斷變化過程中;在交換過程中可能對民航運輸產生沖擊，特別是其自身脆弱性暴露出以后，最終會導致危機的發生。民航運輸是一個復雜的決策系統，會受到包括人員、機器、環境、管理等多種因素的影響，或者是多種因素之間的交互形成的漲落;在系統結構上，由運輸系統、行政管理系統、后勤服務系統等子系統構成。由于各個子系統之間的相互作用具有偶然性，熵值代表了突發事件演化過程中子系統兩兩之間聯系的不確定程度;熵值越大，系統的不確定程度越大。民航運輸系統中正熵和負熵的相互作用，決定了民航安全系統的穩定狀態。

設民航運輸系統總熵為S：S=Sp+Sn，其中Sp表示為正熵，是各種不穩定因素的集合，包括人員、設備、環境和管理等要素;Sn表示系統中安全和管理的負熵，包括與旅客及時溝通、公開透明的處理機制、優良的服務態度、提供充足的應急保障資源等一系列措施。負熵增加會逐漸使系統熵值下降，推動民航系統重新進入到動態平衡狀態，從而使得危機事件得以妥善解決。在綜合國內外相關研究成果的基礎上[16]，我們建構了民航運輸系統熵流模型（如圖1所示）。該模型剖析和呈現了正熵、負熵對民航安全運營的影響作用以及突發事件的生成機制。

由于民航系統存在著正熵和負熵的導出與流入，系統總熵值S隨著時間不斷流逝和系統的漲落，可以逐漸演變為3種可能（如圖2所示）。

1.當系統總熵Sgt;0時，系統處在不穩定的狀態。此時沒有引入負熵或者引入的力度不夠，突發事件導致的民航系統熵增超過熵減，正熵值不斷增加;當其達到某一閾值時，突發事件就會發生。例如，這一發生過程可以表現為，航班延誤后旅客不滿情緒的滋長，加之信息披露不及時，部分旅客逐漸聚集和恐慌情緒擴散蔓延，從而造成民航運輸系統、行政管理系統、后勤服務系統運營能力下降。此時管理者如果不采取有效措施，及時引入外部力量進行干預，系統內矛盾積累到了一定程度，突發事件就會發生。

2.當系統總熵Slt;0時，管理者采取干預措施，積極引入負熵值。利用情緒等待原則，轉移旅客注意力，及時進行信息告知，提供更優質的服務解決方案，這些舉措在一定程度上會使各種物質、能量及信息在各系統之間不斷交流互換，產生大量負熵流，從而使總熵減小并趨向負值。這有利于逐步緩解危機，推動系統重新進入穩定狀態，并使民航運營安全性得到增強。

3.當系統總熵S=0時，這是一種非常特殊的狀態，此時系統的有序性和無序性相互抵消，整體上處于一種暫時的穩定平衡臨界形態。當某種人為或是環境的原因造成“小漲落”打破系統的平衡態，這種臨界狀態就會最終消失，系統要么轉向穩定，要么進入非平衡狀態。

四、 基于耗散結構的民航運輸系統突發事件干預對策

根據上述分析可知，民航系統旅客突發事件實質上是一個熵增的過程。在突發事件發生時，要防止系統變為無序狀態，需要保證負熵值增大。這需要通過外部環境引入負熵值來控制總熵值的變化，主要體現在以下兩個方面：

（一） 創建多方聯動的民航監管體制以降低內部正熵

目前中國民航安全監管實行航空總局、7個地區管理局、33個安全監督管理局的三級安全監管體制。其中，7個地區管理局下設有4個安全運行監督辦公室，分別是：新疆局下的南疆安全運行監督辦公室、華東局下的青島安全運行監督辦公室、中南局下的三亞安全運行監督辦公室和桂林安全運行監督辦公室。這種監管體系標志著監管范圍的擴大，內容更加細致，充分體現了國家對民航安全的重視程度。目前，我國民航運輸業在旅客突發事件應急法律體系建設方面取得了一定的成績。中國民用航空局于2011年出臺了《關于調整民航局突發事件應急工作領導小組成員單位工作職責的通知》，在2012年制定了《中國民用航空局應對突發事件總體預案》，在2016年相繼頒布了《中國民用航空應急管理規定》、《民用運輸機場突發事件應急救援管理規則》、《航班正常管理規定》等文件，在應急預案、法律、法規、規章、制度等方面取得了顯著進展。然而，現有的法律法規等規范性文件原則性較強，監管細則較為模糊，可操作性不高，從而增加了各航空公司和機場在貫徹執行時的難度，無形中降低了這些規范的實效性。民航行政法規的制定和完善具有非常高的專業化和復雜性的特點，這就需要我們厘清應急監管業務范圍和業務邊界，規范職責，統一標準;將民航規章納入到國家法律、行政法規體系中，形成自上而下統一的應急監管體系。

同時，民航運營環境在不斷變化，航線網絡日趨豐富，骨干航線密度不斷加大，安全監管更加需要在理念、機制、方法上進行創新;既要總結過去的經驗教訓，又要把法律規章制度的科學性、藝術性與超前性綜合起來。通過借鑒西方國家民航監管的立法經驗，采用“制衡―合作”管理模式，建立民航總局、各航空分局、航空公司、機場、航空管制中心共同參與和多方聯動的監管體制;改變傳統的監管視角、方法和方式，大力提升監管工作的創新性、科學性、預控性和可操作性，切實做到未雨綢繆，防患于未然。

（二） 改進突發事件的應對措施

隨著“互聯網+”模式的推動和全民信息化時代的到來，民航發展環境發生了巨大變化。準確了解和掌控當前社會需求與民航資源不足的矛盾，提高各級管理人員的危機管理、應急處置、矛盾化解的能力，成為民航運輸系統提高安全管理水平的重要內容。首先，建立信息及時披露制度，對相關問題的起因、處理進度等予以公開，消除旅客和媒體的猜疑和不安。例如，由于各種原因導致的航班延誤發生后，機場和航空公司可通過設立全天候電話服務熱線、公共傳媒滾動新聞、手機短信、微信等多種渠道權威播報以正視聽，避免出現信息公開延遲或者信息誤解等情況。其次，做好突發事件的善后與補救工作。民航管理指揮機構、機場、航空公司的工作人員應當在第一時間做出反應，及時提供相應的服務補救措施，并按照相關規章制度對旅客的經濟損失進行補償，平穩釋放突發事件所帶來的負面效應;安排專業人士對旅客進行心理疏導和撫慰，化解其焦慮情緒或過激言行，重建旅客對民航運輸的信心。

五、 結 論

民航屬于高風險行業，隨著航空運輸規模的不斷擴大和旅客運輸量的不斷增加，由于各種原因導致的突發事件頻頻發生，在很大程度上影響了民航的快速有序發展。根據以上研究可知：第一，民航系統具有開放性、非平衡性、非線性以及存在漲落現象等特點，表現出非常典型的耗散結構屬性，容易受到外部環境與內部條件中某些因素的擾動而形成突發事件。第二，突發事件的發生是一個熵增的過程，要防止民航系統變為無序狀態，需要通過外部環境引入負熵值來控制總熵值的變化，例如建立高效協同的監管體制和公開透明的應對機制等。第三，由耗散結構理論可知，遠離平衡態的非平衡系統在參數達到某一臨界值時，通過外部環境引入負熵可以從原來無序性狀態轉變為有序結構。由此，可以通過監測民航系統產生自組織到臨界值的特征，在臨界值出現早期，進行有效干預，使其往有序方向發展。本文從耗散結構理論的視角出發，只是對民航運輸系統突發事件的生成機制進行初步探討，仍有許多理論問題有待于深入研究;在實踐層面，對風險的形成和演化規律也有待于剖析典型的民航突發事件以進行實證校驗。

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（責任編輯 王婷婷）