FRMS在排班系統中的優勢與展望

龍海江

摘 要

隨著民航業的快速發展，航班旺季與超長航線越來越多，機組疲勞越來越嚴重，由此機組排班的合理化是保證安全運行與經濟利益的關鍵。FRMS基于科學原理、知識以及運行經驗，通過持續的監控與反饋建立的疲勞管理系統。確保飛行任務急劇增多時相關人員能保證足夠的警覺性完成飛行任務，降低因飛行疲勞導致的航空事故率。因此將FRMS引入機組排班中具有重要現實意義。

關鍵詞

飛行疲勞;FRMS;機組排班;主客觀檢測技術

中圖分類號： O226;O232 ? ? ?? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.09.070

Abstract

With the rapid development of civil aviation industry， there are more and more flights and long routes. The fatigue of aircrew is more serious. Therefore， the rationalization of aircrew scheduling is the key to ensure safe operation and economic benefits. Fatigue risk management system（FRMS） is a fatigue management system based on scientific principles， knowledge and operating experience which is established through continuous monitoring and feedback. Ensure that when the number of flight tasks increases rapidly， relevant pilots can ensure enough vigilance to complete the flight tasks and reduce the aviation accidents caused by flight fatigue. Therefore， it is of great practical significance to introduce fatigue risk management system（FRMS） into aircrew scheduling.

Key Words

Flight fatigue;FRMS;Crew scheduling;Subjective and objective detection technology

0 引言

隨著民航業快速發展，我國航線數與航班量迅速增長，國內出現的紅眼航班越來越多。在商業飛行中，計劃起飛時刻在夜間，并于翌日早晨到達的航班稱為紅眼航班。紅眼航班會導致機組出現微使能甚至失能的情況，為民航業帶來巨大的風險。睡眠與事故多學科研究中心調查顯示在凌晨0點至在上6點時段，航線機長平均每100個小時會犯下9.5個嚴重威脅飛行安全的三級失誤事件，所犯嚴重錯誤的風險比其他時段多出50%。我國為減少由飛行疲勞所導致的飛行事故對CCAR-121-R5，即《大型飛機公共航空運輸承運人運行合格審定規則》進行了第五次修訂，其中對機組疲勞的管理進行了明確的要求[1]。為在R5的基礎上尊重生物節律，對機組疲勞進行更好的管理。由此引入FRMS疲勞風險管理系統對我國民航安全運行具有重要意義，FMRS基于綜合效能發揮角度進行監管指導，通過數據的采集，正規的風險評價力求從航空安全，生產效率，組織成本多方面追求現實性的平衡點。對民航機組排班、飛行疲勞管理、紅眼航班減少提供一種重要的發展思路。

1 FRMS概述

1.1 FRMS的定義

FRMS是指基于科學原理、知識以及運行經驗，有數據驅動的，持續監控和管理與疲勞相關的安全風險的體系，其目的是確保相關人員在保持足夠警覺水平的條件下履行職責[2]。國際民航組織（ICAO）認為機組人員的疲勞是由睡眠不足或長時間處于覺醒狀態、生理節律周期或工作負擔（精神/身體活動）等原因導致的精神或體能下降的生理狀態，能夠削弱機組人員的警覺性及其安全操作飛機或者履行與安全相關職能的能力[3]。疲勞癥狀不僅僅是單一的表現，而是人體多種變化的復雜狀態，對飛行員生理、心理、情緒都有重要的影響，疲勞所導致的身心變化見表1。我國一直認為機組長時間飛行就會導致疲勞，在疲勞后休息一段時間就可以緩解疲勞水平，所以通過時間上的合理排班就可以解決飛行疲勞的問題。但其并沒有考慮到航線計劃相關的睡眠不足、駕駛艙噪音干擾、夜間飛行、跨時區飛行以及時差轉換等相關因素。因此我國迫切需要FRMS策略，在保證合法的情況下又能保證機組安全以及利益的最大化。

1.2 FRMS組成

FRMS一般包括如下部分：

（1）疲勞風險管理程序與安全標準：這部分規定了疲勞管理系統的整體結構以及定義。包括所有民航運營人員所肩負的責任、行為準則、操作方法、法律規定等。

（2）風險源識別系統：監控飛行員的飛行時間表、飛行員的體檢信息、飛行員近期的不當操作、事故以及事故征候的相關報告、飛行的環境、可獲得疲勞數據等都作為風險識別的因素。

（3）疲勞風險評估系統：通過風險源的識別對該飛行員進行疲勞風險的評估，找出最合理的疲勞管理措施，減少由于疲勞導致的飛行員失能等情況。

（4）疲勞風險措施與自愿報告系統：通過疲勞風險的評估獲取最優的疲勞管理方案，及時做出排班上的調整緩解飛行員的疲勞水平。并鼓勵支持飛行員在每段航班結束時自愿的報告自己的自身感覺與疲勞狀態是FRMS的核心環節。

（5）疲勞管理反饋環節：FRMS投入運行后不斷地收集數據，將飛行員的自愿報告數據與系統給出的數據進行對比分析，不斷地完善疲勞風險管理系統。整體結構如圖1所示。

2 FRMS的優勢

合理的飛行排班在飛行效率、民航安全、公司利益等方面起著決定性作用，所以優化飛行排班對航空運行有著重要的意義。FRMS相較于傳統的疲勞檢測技術有著較多的優勢，該部分先簡單介紹一下傳統疲勞檢測技術，再對FRMS的優勢與發展現狀進行闡述。

2.1 傳統疲勞檢測方法

目前國內外飛行疲勞檢測方法層出不窮，主要分為主觀檢測技術與客觀檢測技術如圖2所示。主觀檢測技術主要通過飛行員主觀填寫量表，且一些疲勞檢測量表已經在國際上取得了一定的認可，例如：美國的NASA-TLX量表、KSS嗜睡量表等。主觀檢測方法雖然具有較高的信效度但并不能實時反映飛行員的疲勞水平，由此許多學者研究了大量的客觀檢測技術，通過飛行員的生理、生化、行為等外顯指標的變化判斷飛行員的疲勞程度，例如：眼電信號EOG、腦電信號EEG、PVT運動警覺性等?？陀^檢測雖在實時性方面表現較好，但仍存在缺點，以PVT運動警覺性方法為例，根據飛行員在疲勞時反應能力會下降的現象，研制反應時測試儀。反應時測試儀屏幕上會隨機出現光點，通過測試飛行員點擊光點的反應時長短，判斷其疲勞程度[4]。反應時越長說明飛行員的疲勞水平越高，但在飛行過程中，此種檢測方法會分散飛行員的注意力，可行性較差。主客觀疲勞檢測方法都可以作為參考指標應用于飛行員排班系統中，雖然此種方法極大地保證了民航運行的安全，也滿足相關規章規定，但是嚴重犧牲航空公司及民航業的經濟利益。由此，引入FRMS使航空公司在擁有更大的運行靈活性的同時，能夠提供同等的或更高的安全水平，對中國民航具有重要的意義。

2.2 FRMS疲勞風險管理系統

FRMS的核心是免責自愿報告系統和疲勞模型[5]。FRMS通過機組排班系統中獲取排班表，自動分析機組的潛在疲勞水平。其次通過機組人員提交的自愿報告分析評估機組的飛行狀態，為修改完善整個FRMS系統提供重要依據。由此FRMS在機組排班系統中有巨大的優勢，其在分析已建立的排班工作表與自愿報告兩部分的數據驅動下，可不斷完善調整未來的機組飛行計劃，最終實現在保證民航安全與合法的情況下，將運營商的經濟利益最大化，有利于整個民航業的協調發展。相較于傳統的疲勞檢測技術，克服了由于設備龐大、操作不便、技術接受度低等缺陷，為民航排班系統的發展提供了一種可行方法。

目前國際已經開始重視FRMS，ICAO于2011年將FRMS的概念加入民航國際標準和建議附件6 中，明確了FRMS的基本概念和重要性，并于同年7月聯合其他民航組織出版了《FRMS實施指南》，于2012 年出版了《FRMS—監管手冊》對其實施提出指導方案[6]。與此同時澳大利亞、新西蘭、加拿大、美國等國家都修訂發布了FRMS相關解釋性文件。并且新加坡航空與易捷航空等航空公司已在其航線上引進了FRMS[7-8]。

3 展望與未來

我國在FRMS方面仍處于探索階段，國內尚未發布FRMS相關解釋性文件與咨詢通告。雖然國際上有部分航空公司將FRMS引入到航線運行中，但時間尚短國際上并無成熟經驗可借鑒。我國應加大力度將FRMS本土化發布相關指導性文件與相關咨詢通告，監管部門也學習豐富監察與評估經驗，開展相關培訓借鑒國際先進經驗。由于FRMS較為復雜且相對昂貴，本文認為將FRMS引入到國內與疲勞安全相關性較大的航線中（旺季、長航線或超長航線）是我國未來航線機組排班的發展方向，在保證安全合法的情況下通過FRMS最優化機組排班，既保證民航安全運行又將經濟效益最大化。與此同時，研究傳統疲勞檢測技術找到判定疲勞的標準閾值也是未來疲勞管理、機組排班的發展方向。

4 小結

機組的合理排班是民航業急需解決的問題之一，目前國內大部分機組由于不合理的排班問題仍處于疲勞風險中。由此需要引入更高效、更具彈性的FRMS測量評估機組人員的疲勞水平，使機組排班合理化。我國應出臺相關民航法規、咨詢通告等權威性文件，推動FRMS在中國規范化、系統化、本土化。各大航空公司應積極配合FRMS的推廣，在借鑒國外先進經驗的同時結合本公司特點，將FRMS特異化后投入運行，使公司利益、機組安全最大化。

參考文獻

[1]交通運輸部，大型飛機公共航空運輸承運人運行合格審定規則[S].2017.

[2]ITAT，ICAO，IFALPA. Fatigue risk management systems：Implementation guide for operators[Z].2011.

[3]中國民用航空局空管行業管理辦公室， 民航管制員疲勞參考學習資料， 2017.

[4]劉志強，汪旸.基于機器視覺的駕駛疲勞檢測方法[J].中國制造業信息化，2006（03）：63-66.

[5]孟豫，王泉川.飛行疲勞風險管理體系研究進展[J].中國安全科學學報，2014，24（11）：10-16.

[6]ICAO.Fatigue risk management systems： implementation guide for regulators[Z]，2012.

[7]Ho P，Landsberger S，Signal L，et al.The Singapore experience：Task force studies scientific data to assess flights[J]. Flight Safety Digest，2005，24（8/9）：20-40.

[8]Stewart S.An integrated system for managing fatigue risk within a low cost carrier[C].59th International Aviation Safety Seminar，2006：12-26.