基于CREAM模型的無人機事故分析

◎ 姚義東

一、緒論

隨著時代的發展，航空業跟隨著時代逐步發展。無人機已經在軍用、民用和公用領域中占據了一席之地，尤其是民用領域的應用。然而，目前我國的無人機仍處于發展階段，相關法律法規尚未建立健全。無人機安全問題日益嚴重，造成的無人機事故日益增多。管理監督的人員機構不能有效的對無人機安全運行做出監管，導致近些年“黑飛”無人機較多，對相關民航航班及其他活動造成了不安全的隱患。無人機的運行中，操作者負責其安全問題，因此無人機事故的發生，人為因素仍然是占主要的方面。是無人機事故中最有必要研究與解決的問題。

CREAM模型提出了復雜狀態的信息處理模型的思想并改進了操作員行為模型。并且具有追溯分析、預測分析的雙向分析方法。對事故進行簡單的量化分析使得結論更加可靠。

二、事故案例

1.事故背景。

BWB試驗機（Blened-Wing-Body）是北京航空航天大學自主研制的翼身結合試驗機。BWB是根據某種翼身融合的飛機按照1：30比例縮小后得到的一種無人機。該無人機翼展2米，采用兩個風扇電動發動機作為動力裝置，安裝于機身兩側的上部。

2.事故發展過程。

BWB于08年12月首次試飛，并陸續進行了多次飛行測試用以檢測飛機的各項性能數據。但是在09年2月份，該試驗機起飛后，左側發動機失效，導致單發停車不能有效的操縱無人機運行，最終墜毀。

（1）在飛行準備前，維修人員未按照完整的程序對飛機的發動機進行檢查：對發動機風扇緊固操作時，工作人員將發動機調節至1/3最大推力的狀態進行發動機狀態檢查，認為發動機功能正常于是沒有進一步檢查導致有可能發生事故的因素。

（2）在飛機起飛前檢查，操作員同樣沒有發現風扇未緊固的問題。

（3）在事后的檢查中發現，無人機無法正常操控的另一項原因是維修人員將機身兩側的阻力方向舵的信號線接反。阻力方向舵接反導致方向操作性極大的降低。

（4）在飛機起飛前檢查，操作員只檢查了方向舵能否使用，沒有發現偏轉的正確與否。

構建事件序列：

（1）維修人員未檢查風扇緊固。

（2）操作員未發現風扇未緊固。

（3）維修人員信號線接反。

（4）操作員未發現方向舵偏轉錯誤。

表1 認知行為及認知功能表

3.評價共同績效條件。

CPC共有9種因子：

（1）組織的完善性。組織的完善性是指對執行此次任務時，所給予的組織管理、制度、保障以及安全的支持。

（2）工作條件。是指在任務進行中，給人提供的一個是否利于任務進行的一個環境。

（3）人機界面與運行支持的完善性。人員對該系統的操縱性以及人-機協調的完整性，給予“可容忍”水平。

（4）規程/計劃的可用性。當此次事件的兩個任務可以在不沖突的情況下完成。因此，此處評定為可接受。

（5）同時出現的目標數量。在這些事件中，飛機的數量不多，應該觀察的目標都可以說是單獨指揮的。因此，瞬間指揮的目標數量符合管制機構的能力。

（6）可用時間。在極短的時間內發現問題的本質，找到解決問題的方法并加以執行是很困難的，但是在這些事件中，由于從兩次飛機的任務開始時間到沖突的間隔很長，管制官發現問題并有完整的時間解決問題，所以這次暫時是不夠的。

（7）工作時間。整個任務完成所需的限定時間，體現在對人員完成任務的緊急程度影響任務完成的精細程度。

（8）培訓和經驗的充分性。指人員完成任務所接受的培訓和在這項任務中的經驗性。

（9）班組成員的合作質量。指一個班組成員中的協調合作的效果，本次事故中班組的表現就較差，維修人員及操縱人員均未發現不安全因素從而導致事故的發生。

以下是對CPC因子的分析與績效可靠性及權重因子：

表2 CPC與績效可靠性及權重因子

4.識別認知功能失效模式。

（1）維修人員未檢查風扇緊固，屬于執行行為。失效模式屬于“動作遺漏”。

（2）操作員未發現風扇未緊固，屬于觀察行為。失效模式屬于“錯誤辨識”。

（3）維修人員信號線接反，屬于執行行為。失效模式屬于“動作遺漏”。

（4）操作員未發現方向舵偏轉錯誤，屬于觀察行為。失效模式屬于“診斷失敗”。

5.根據CREAM模式列出方程。

表3 任務涉及CPC因子表

事故公式：

三、事故總結

該事故主要是由兩個單元的差錯導致系統失效，其一是風扇未緊固，其二是信號線接反。同時是由維修人員及操作員兩次檢查都未發現錯誤從而達到了影響整個系統的程度，最終造成了無人機墜毀的事故發生。