民用航空運營安全性分析

顧海健

（中國航發(fā)商用航空發(fā)動機有限責任公司，上海200241）

0 引言

近年來，我國民航運輸業(yè)發(fā)展迅猛，但是隨著運輸規(guī)模的不斷擴大，運營管理的風險也在迅速提升，因此確保安全性就成為運營管理的首要目標[1]。威脅運營安全性的因素主要有機械故障、不利的天氣狀態(tài)、人為因素等。在運營過程中記錄這些過程數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行綜合性分析，可為運營的安全性提供更多的可控方向。應(yīng)用范圍較廣的安全評估方法有概率統(tǒng)計方法、安全分析法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法等。

本文主要對民用航空運營安全性和影響安全性的風險因素進行分析研究。

1 民用航空運營安全性

民用航空運營的過程需要聯(lián)合多部門共同協(xié)作，對其安全性的分析涉及技術(shù)、管理、統(tǒng)計等諸多領(lǐng)域。

1.1 民用航空安全系統(tǒng)

我國《民用航空器事件調(diào)查規(guī)定（CCAR395R2）》中規(guī)定了航空運營事故的概念和等級，以及發(fā)生事故后的調(diào)查程序和處理方法。航空管理部門出臺航空安全法規(guī)是為了規(guī)范操作和管理流程，避免事故的發(fā)生。隨著民航運輸業(yè)的發(fā)展，關(guān)于安全性的內(nèi)容也在不斷擴展，其目的是降低航空運營風險系數(shù)，實現(xiàn)最大程度的安全運營。

民用航空安全系統(tǒng)主要由機場、空中交通管制、航行、維修組成，如圖1所示。由圖1可以看出，與航空公司有關(guān)的部分為航行和維修兩部分。從整個民用航空安全系統(tǒng)分析，影響安全性的因素包括環(huán)境、操作人員和管理人員、飛機等[2]。考慮到民用航空系統(tǒng)的綜合情況，保證其安全性是一項非常有挑戰(zhàn)性的工作。

圖1 民用航空安全系統(tǒng)組成圖

1.2 民用航空運營

航空公司負責民用航空運營，運營范圍包括航行、維修、地勤、營銷、人事、安全維護等，并且在航空監(jiān)管部門的監(jiān)督下執(zhí)行與適航要求有關(guān)的規(guī)章條例等。運營范圍中航行和維修是關(guān)于運營安全性的主要工作，例如飛機處于短停或者航后狀態(tài)時，航空公司需要指派維修人員對飛機進行檢查、排故、維修等工作，并且在預(yù)定維修大綱規(guī)定的時間間隔對飛機進行定檢，如A檢、C檢等。

1.3 民用航空運營風險因素

1.3.1 維修風險因素

民用航空運營安全性評估的一項重要指標是維修風險因素，維修風險因素中主要包括維修人員風險因素、航空器風險因素、維修環(huán)境風險因素、維修安全管理風險因素四部分[3]。通常安全事故是由多種因素共同作用引起的，因此，綜合分析各民用航空維修風險因素能夠有效防止運營安全事故的發(fā)生。

其中，維修人員風險因素是指由于機務(wù)維修人員違規(guī)操作、溝通障礙、操作資質(zhì)不符、專業(yè)知識不足等造成的運營安全事故。上述事故原因可以分為維修能力、人員的生理和心理狀態(tài)兩部分。航空器風險因素是指由飛機原始技術(shù)特性、飛機整體維修保養(yǎng)狀態(tài)、飛機運行年限、維修保養(yǎng)備件等情況引起的運營安全事故。維修環(huán)境風險因素是指由維修現(xiàn)場環(huán)境、自然狀態(tài)環(huán)境、其他社會環(huán)境等環(huán)境狀態(tài)引起的運營安全事故。維修安全管理風險因素是指由不遵守安全制度、不完整的組織機構(gòu)、缺乏安全監(jiān)督等情況引起的運營安全事故。

1.3.2 飛行風險因素

民用航空運營飛行風險因素是指由航空器、機組成員、飛行安全管理和飛行環(huán)境四部分中的某一個或者某幾個造成安全事故的原因。航空器風險因素包括原始設(shè)計、飛機構(gòu)型、機載設(shè)備、飛機維修保養(yǎng)狀況，每一部分的不合規(guī)狀態(tài)都會威脅到航空運營的安全性。機組成員因素包括飛行員職業(yè)能力、飛行員生理和心理狀態(tài)以及機組管理狀態(tài)三方面。飛行安全管理因素包括安全制度、組織機構(gòu)、安全教育與技術(shù)培訓(xùn)、安全監(jiān)督、應(yīng)急管理五個方面。飛行環(huán)境因素包括自然狀態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩方面。民用航空運營飛行風險因素會直接影響到飛機的航行狀態(tài)，因此，嚴格控制飛行風險因素對最大限度保證飛機航行安全至關(guān)重要。

2 民用航空運營安全評估

不同的安全評估方法在其應(yīng)用領(lǐng)域有所差異，民用航空運營應(yīng)該根據(jù)其自身的技術(shù)和管理特點，選擇安全性最大化的評估方法。

2.1 民用航空運營安全評估特點

民用航空運營的安全評估主要有兩個特點：（1）致因機理復(fù)雜；（2）有效數(shù)據(jù)不足。民航運營安全事故往往是由多種因素共同作用引起的，各種風險因素之間相互關(guān)系復(fù)雜，具有較強的模糊性和不確定性，導(dǎo)致了運營安全的致因機理十分復(fù)雜，給安全評估方法的選擇和安全方法的評估增加了難度，直接影響了評估結(jié)果的有效性和可信度。同時，民用航空的運營安全事故發(fā)生概率較低，典型的安全事故樣本較少，導(dǎo)致統(tǒng)計出的數(shù)據(jù)樣本量不足，數(shù)據(jù)類型畸變，可用樣本數(shù)量不滿足安全評估的要求，而且由于航空公司對運營數(shù)據(jù)保密，加大了數(shù)據(jù)收集的難度，更大程度地限制了安全評估方法的選擇。

2.2 民用航空運營安全評估方法選擇

民用航空運營安全評估根據(jù)應(yīng)用場景的差異和待評估對象特點的不同來選擇評估效果最好、評估結(jié)果最準確的方法，評估方法基本有定量、定性和定量定性三種。通常情況下，運營安全評估方法的選擇依據(jù)分為客觀數(shù)據(jù)和主觀數(shù)據(jù)（運營經(jīng)驗）兩方面。在客觀數(shù)據(jù)方面，由于傳統(tǒng)方法存在數(shù)據(jù)樣本量不足和數(shù)據(jù)類型畸變的缺點，目前部分航空公司已經(jīng)開始使用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能化數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理方法，智能化方法能夠較好地彌補傳統(tǒng)方法的不足。在主觀數(shù)據(jù)方面，由于客觀數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)樣本問題，此時就需要運營經(jīng)驗和專家的評估作為補充，綜合提升評估結(jié)果的可靠性。無論是定量、定性或者定量定性方法，最終都是為了得到運營安全評估的最準確結(jié)果。

3 民用航空運營安全分析模型

民用航空運營安全性分析的關(guān)注點從現(xiàn)象、結(jié)果和事后處理發(fā)展到本質(zhì)、原因和事前預(yù)防，并且隨著計算機技術(shù)在該領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，各個組織和部門在民用航空運營方面的數(shù)據(jù)采集和記錄方式也變得更加完善。因此，關(guān)于民用航空運營安全性的研究主要分為事故和數(shù)據(jù)兩部分。

3.1 基于“事故”的民用航空運營安全分析模型與方法

在民用航空運營初期，由于經(jīng)驗不足，運營事故頻發(fā)。隨后對不同的事故進行了詳細的分析，并將導(dǎo)致事故的原因分為飛機和飛行員兩大部分。

20世紀中葉，在民用航空運營發(fā)展初期，運營事故的分析是預(yù)防事故發(fā)生的主要方法。由于當時的技術(shù)水平發(fā)展不成熟，關(guān)于航空運營安全影響因素的分析主要包括飛機系統(tǒng)故障、機械故障等技術(shù)方面。安全分析方法包括風險與操作性研究、故障樹分析以及失效模式與影響分析等，這些方法被廣泛地應(yīng)用到航空運營過程中，提高了飛機的可靠性和運營安全性。

20世紀70年代之后，隨著運營方法和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，對于航空運營安全事故的分析從事故的認識向事故的致因和預(yù)防性措施轉(zhuǎn)變。經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)積累，得出較為廣泛的分析理論：事故因果連鎖理論、能力觀點的因果連鎖理論和軌跡交叉理論等。在航空運營安全分析方法發(fā)展過程中，人為因素逐漸成為分析的重點，例如研究人員提出了人為因素分析與分類系統(tǒng)、SHEL模型、TRACE模型等。人為因素分析與分類系統(tǒng)重點分析人為差錯與分類框架；SHEL模型則著重于理論模型，強調(diào)了人為因素的分析范圍、研究要素以及兩者之間的相互關(guān)系；TRACE模型主要從工作人員心理層面出發(fā)分析人為差錯，研究導(dǎo)致事故發(fā)生的人為心理、壓力、狀態(tài)等主觀因素。

3.2 基于“數(shù)據(jù)”的民用航空運營安全分析模型與方法

基于“數(shù)據(jù)”的民用航空運營安全分析模型與方法主要包括飛機的運營數(shù)據(jù)和機體結(jié)構(gòu)設(shè)計。運營安全數(shù)據(jù)主要包括運營數(shù)據(jù)、影響運營安全的具體事件和運營程序等，例如QAR數(shù)據(jù)、維修事故、安全管理程序等。飛機制造商在早期主要通過這類方法研究飛機的設(shè)計參數(shù)，在發(fā)展過程中，飛機制造商通過評估航空運營事故對飛行安全的影響程度，提出相應(yīng)的措施從而降低運營安全事故的發(fā)生概率，例如，美國波音公司的飛機狀態(tài)管理系統(tǒng)和法國空中客車公司的數(shù)字化運維管理分析系統(tǒng)。隨著民用航空的不斷發(fā)展，運營過程中的數(shù)據(jù)積累，數(shù)據(jù)分析方法的不斷革新，“數(shù)據(jù)”在民用航空運營安全分析中的作用越來越重要。

4 結(jié)語

民用航空運營的安全評估是一項復(fù)雜的技術(shù)-管理系統(tǒng)綜合性評估工作，合適的安全評估方法能夠精準地提取有效評估數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗，為民用航空的運營安全提供技術(shù)支持，更好地服務(wù)運營安全管理，指導(dǎo)運營安全工作，推動運營安全水平的提升。