基于人為因素的駕駛艙評審研究

李昕 陳洪艷

摘 要：本文對民用航空器適航審定過程中的駕駛艙評審進(jìn)行研究，通過梳理適航規(guī)章中關(guān)于人為因素的要求，明確駕駛艙評審關(guān)注的內(nèi)容。將人為因素的設(shè)計(jì)理念引入到駕駛艙的設(shè)計(jì)過程中，為型號研制的人為因素設(shè)計(jì)和適航驗(yàn)證提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：人為因素；適航要求；駕駛艙評審

1 引言

航空界統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，由于技術(shù)因素導(dǎo)致的航空器本身故障從而引發(fā)的飛行事故在不斷減少，而人為因素引發(fā)的航空事故率卻顯著上升。目前的航空數(shù)據(jù)表明，在全球發(fā)生的商業(yè)飛機(jī)飛行事故中，由于飛行機(jī)組差錯引起的事故占到近70%。

航空器的初始設(shè)計(jì)，對于航空器人機(jī)因素的好壞起著決定性的作用，鑒于越來越多的飛行事故是由于人的因素誘發(fā)的，從設(shè)計(jì)上解決影響駕駛員的各種人為因素問題則變得尤為重要。而民用航空器適航審定過程中的駕駛艙評審活動，主要目的是通過不同飛行員對駕駛艙的操作體驗(yàn)，評估駕駛艙的人機(jī)因素能否滿足適航要求，以此為駕駛艙設(shè)計(jì)提出改進(jìn)方案。

目前關(guān)于人為因素的適航要求中，EASA發(fā)布了CS25.1302條，在此之前并沒有專用的條款從全機(jī)角度對人為因素提出適航要求。本文基于CS25.1302以及EASA和FAA發(fā)布的關(guān)于人為因素的相關(guān)咨詢通告、政策，重點(diǎn)研究人為因素應(yīng)考慮的適航條款及驗(yàn)證方法以及人為因素設(shè)計(jì)和適航驗(yàn)證的側(cè)重點(diǎn)，該研究對指導(dǎo)型號人為因素設(shè)計(jì)和適航驗(yàn)證工作具有重要意義。

2 人為因素的適航性要求

鑒于人為因素對飛行安全的影響，F(xiàn)AA和EASA都針對人為因素開展專項(xiàng)研究，2008年，EASA在基于前期的研究成果的基礎(chǔ)上，發(fā)布了CS25.1302。2011年，F(xiàn)AA也正式提交了增加25.1302條款的申請，并于2013年發(fā)布。1302條的發(fā)布，只是通過一個專門的條款將人為因素提出了更高的要求，標(biāo)志著人為因素正式作為適航取證過程中一個專門條款進(jìn)行審查。

在此之前，F(xiàn)AA發(fā)布了一系列關(guān)于人機(jī)因素適航審定的咨詢通告、政策和備忘錄，用于指導(dǎo)工業(yè)方開展符合性驗(yàn)證工作。這些要求包括：

1） AC25-11A，駕駛艙電子顯示系統(tǒng)；

2） AC25.773-1，駕駛艙視界設(shè)計(jì)的考慮；

3） AC25.1309-1A，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析；

4） AC25.1523-1，最小飛行機(jī)組；

5） AC120-28D，批準(zhǔn)III類起飛、著陸和著陸滑跑的最低天氣標(biāo)準(zhǔn)；

6） PS-ANM111-1999-99-2，運(yùn)輸類飛機(jī)駕駛艙審定人為因素審定計(jì)劃評審指南；

7） PS-ANM-01-03，駕駛艙審定人為因素符合性方法評審考慮；

8） PS-ANM111-2001-99-01，增強(qiáng)自動駕駛運(yùn)行期間飛行機(jī)組的意識；

9） FAA Notice 8110.98，關(guān)于復(fù)雜綜合航電作為TSO過程不分的人因/飛行員界面問題；

10） FAA Human Factors report，飛行機(jī)組和現(xiàn)代駕駛艙系統(tǒng)的界面；

11） DOT/FAA/CT-03/05，人為因素設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。[1]

FAA還將25部適航規(guī)章中與人為因素相關(guān)的條款分為3類：

1） 人為因素一般要求：25.771（a）（c）（e），25.773（a）（c），25.777（a），25.1301（a），25.1309（b）（3），25.1523

2） 人為因素專門要求：25.785（g）（l），25.1141（a），25.1357（d），25.1381（a）

3） 飛行機(jī)組人機(jī)界面人機(jī)因素要求：25.773（b）（2），25.1322

1302條款的增加，是對之前規(guī)章內(nèi)容的補(bǔ)充，它并不取消或替代原有規(guī)章中的條款，它只是一個通用的適用性要求，對于具體系統(tǒng)的要求，則還需參考上述具體條款要求。

盡管目前23部、27 部、29部航空器還沒有發(fā)布單獨(dú)的1302條，但在人為因素設(shè)計(jì)和適航驗(yàn)證，也可以參考25部的相關(guān)要求和指導(dǎo)文件。

3 駕駛艙評審

飛機(jī)駕駛艙評審涉及多個專業(yè)和多個人機(jī)交互問題的考量，需要評審的問題也非常多，例如駕駛艙布局、視覺和照明、應(yīng)急情況等多方面。通過研究和分析適航規(guī)章中對于人機(jī)因素的要求，我們設(shè)計(jì)出某型機(jī)駕駛艙評審科目如下：

1）飛行員內(nèi)視界檢查

2）駕駛艙光線檢查

3）駕駛艙判讀檢查

4）駕駛艙設(shè)施可達(dá)性檢查

5）駕駛艙設(shè)施操縱性檢查

對于參加評審的飛行員，要求參考GB10000-88《中國成年人人體尺寸》標(biāo)準(zhǔn)，選擇身高為1580mm、1690mm、1740mm的男性飛行員各1人，在條件允許的情況下增加身高為1830mm的男性飛行員1人，參加評審的飛行員年齡范圍在25周歲—65周歲之間。

試驗(yàn)前，對飛行員人體尺寸進(jìn)行測量并記錄年齡、體重、駕駛機(jī)型和飛行時間等信息。飛行員按試驗(yàn)項(xiàng)目清單要求，通過定量測量和定性評估的方法開展評審工作，對某型機(jī)駕駛艙開展了檢查與評分，最終形成評分從1到5的打分表，并針對各種檢查項(xiàng)目給出飛行員評語與建議。

通過該評審，共形成優(yōu)化設(shè)計(jì)意見30余項(xiàng)，對駕駛艙人機(jī)因素設(shè)計(jì)優(yōu)化具有重要意義。

4 人為因素設(shè)計(jì)理念

駕駛艙評審是型號合格審定過程中局方開展的一項(xiàng)審查活動，從一定程度上可以提出優(yōu)化航空器人機(jī)因素設(shè)計(jì)的意見和建議。而在型號設(shè)計(jì)之初就引入人機(jī)因素設(shè)計(jì)理念，將更好的提高航空器的安全性。因此，在航空器設(shè)計(jì)過程中，以下設(shè)計(jì)理念必須優(yōu)先考慮：

1）所有設(shè)計(jì)決定都要考慮飛機(jī)總體的安全性和高效性。飛行機(jī)組與駕駛艙系統(tǒng)的綜合績效比單一功能的優(yōu)化重要。

2）飛行機(jī)組與駕駛艙系統(tǒng)的綜合績效應(yīng)該從以下幾個方面綜合考慮：飛行機(jī)組的責(zé)任、權(quán)利、特性和差錯，系統(tǒng)所采用的新技術(shù)和自動化功能，設(shè)計(jì)過程中沖突管理等。

3）通過考慮飛行員與駕駛艙系統(tǒng)的組合、次序和節(jié)奏來實(shí)現(xiàn)綜合績效的優(yōu)化。[1]

5 結(jié)語

我國對人為因素的設(shè)計(jì)和適航驗(yàn)證技術(shù)尚不成熟，審查方和設(shè)計(jì)方對于人機(jī)因素的理解也存在一定偏差，目前對于航空器人機(jī)因素的評價也并沒有一套規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)和體系，駕駛艙評審方案通常是依據(jù)現(xiàn)有歸納的條款要求和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡管駕駛艙評審可以在型號研制過程中給出一部分人機(jī)因素優(yōu)化設(shè)計(jì)的建議，但人為因素設(shè)計(jì)理念的引入，才是從根本上解決和優(yōu)化航空器人為因素設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]傅山.民用運(yùn)輸類飛機(jī)駕駛艙人為因素設(shè)計(jì)原則.2013