飛行沖突調配概率安全評估方法研究

陳濤

摘 要：隨著時代的發展社會的進步，我國國民利用飛機出行的頻率明顯上升，為了保障飛機飛行期間的安全，就需要利用飛機沖突調配的方式，提高飛機航行的有序性，保障機上乘客的人身安全，本文將針對飛行沖突顛沛概率安全評估方法作出研究。

關鍵詞：過程分析;HEART方法;失效概率計算

本文將首先針對飛機沖突概率安全評估的整個過程進行研究，之后分析HEART方法，提高安全評估質量，之后給出是小概率的計算方式與飛機沖突概率的計算方法，提高飛行沖突調配概率安全評估水平。

1 飛機沖突調配分析

為了提高航空運輸質量，就需要開展高質量的安全風險評估，提高工作人員的安全決策能力。對于飛機進行飛行沖突調配是空中交通管制的最重要工作之一，工作人員在控制中心，通過雷達等視頻監視設備，掌握飛機的飛行動態，并提前探舊飛機，在飛行過程中可能產生的沖突，并根據不同的沖突制定不同的調配方案，調配方案完成之后，工作人員還需要按照方案的計劃內容對飛機進行相應的引導工作，確保飛機與飛機之間能夠保持安全的飛行距離。在飛行沖突調配的整個過程中，工作人員除了要對飛機進行動態監控與調配之外，還需要利用沖突調配的手段，防止飛機發生空中碰撞。工作人員通過空管自動化的短期沖突預警系統，能夠在飛機小于系統設定的距離前的一段時間內發出飛機沖突的報警，并顯示在空中管制中心的顯示屏之中。這種自動化的預警系統能夠有效提高飛機飛行過程中的安全性。飛機防撞設備不僅只存在于空中管制部門之中，同樣在飛機中也安裝了相應的防撞設施，這種飛機中安裝的防撞設施與上述的自動控制告警系統一致，當飛機過于接近時系統就會向駕駛艙的飛行員發出報警，從而提醒駕駛員注意規避前方飛行的飛機。早在50年代航空業界就開始著手研究空中防撞系統，但因技術問題，應用不普遍。直到80年代，經歷多次空難之后，終于進入實用階段，研發出第一代空中防撞系統（TCAS I）。TCAS的運作是通過飛機上的答詢機確定飛機航向和高度，使飛機之間可以顯示相互之間的距離間隔和高度，因此TCAS在運作前必須開啟答詢機。TCAS的顯示器可以與導航顯示器（Navigation Display;ND）整合在一起，也可以與即時垂直速度指示器（Instantaneous Vertical Speed Indicator;IVSI）整合，這樣上升或下降時可顯示垂直速度。TCAS I能夠偵測上下7 000至10 000呎，前后15至40海里，發現有航機接近時，會提前40秒警告飛行員對方飛機的高度和位置。第二代空中防撞系統（TCAS II），是目前最被廣泛使用的，會用聲音及顯示警告飛行員，稱為Resolution Advisory （RA），并且會用語音指示避撞的動作，例如：“Climb！Climb！Climb！”“Desend！Desend！Desend！”[1]。別架飛機若有裝TCAS，也會有相反的警告發出來。第三代空中防撞系統（TCAS III），除了有上下避撞措施之外，還增加左右避撞能力。1993年美國聯邦航空管理局規定，凡進入美國國境飛行的30人座以上的客機，都必須具有TCAS II的能力，而歐洲亦在2000年實施此條例。同時利用事件樹分析也是一種系統的分析方法，事件樹分析法（Event Tree Analysis，簡稱ETA）是安全系統工程中常用的一種演繹推理分析方法，起源于決策樹分析（簡稱DTA），它是一種按事故發展的時間順序由初始事件開始推論可能的后果，從而進行危險源辨識的方法。這種方法將系統可能發生的某種事故與導致事故發生的各種原因之間的邏輯關系用一種稱為事件樹的樹形圖表示，通過對事件樹的定性與定量分析，找出事故發生的主要原因，為確定安全對策提供可靠依據，以達到猜測與預防事故發生的目的。并且事件數分析系統是一種邏輯順序極為嚴密的分析系統，它能夠根據事件發生的各個環節自動判定環節是否能夠運行成功，并根據所展現的環節進行逐步的推導，直到系統達到不安全狀態為止，由于飛行沖突調配是通過控制中心與飛機共同完成的一項工作任務，并且在這其中還夾雜著人機交互的工作內容，所以利用事件樹能夠很好的反映出沖突調配工作的全部演變狀態，直至出現沖突結果，為工作人員展示了沖突調配工作中可能出現的事故，并對飛行沖突調配的全過程進行了展示。

2 HEART方法

在進行飛機沖突調配的過程中，工作人員扮演著極為重要的角色，起到飛行沖突調配的重要作用，因此為了提高工作人員的工作可靠性，必須要將工作人員的工作進行量化的安全評估，所以需要采用HEART方法來判斷工作人員在執行飛行沖突調配中的可靠性。在使用這種方式時，應當首先給定9種通用任務，并在通用任務中任選一種通用任務，并判斷任務會受到哪些負面因素的影響，通過專家判斷為影響任務的因素進行打分，從而獲得影響任務因素的因子。之后再將基本概率值與影響的因子相乘，便可以得到工作人員的工作安全量化評估數值。這種HEART方法不僅覆蓋了整個飛機沖突調配的過程，并且還考慮到了八種任務之外的特殊情況，額外指定了通用任務。并且HEART方式還將影響任務的38種影響因子與人為的不良作業因素進行了更加系統全面地考量工作，所以HERAT評估判斷方法成為了航空領域中廣泛使用的評估工作人員可靠性的計算方式，對空中管制過程與飛機飛行過程的人為失誤作出了全面的把控工作[2]。

3 關鍵節點失效概率計算

飛行沖突調配工作中會涉及到許多關鍵節點失效的問題，空中管制人員對飛機進行飛行沖突檢測、監控飛機飛行狀態是一種經常發生的工作事件，通過反復的訓練最終使航空管制人員形成了較強的安全意識，并且對潛在的失敗風險有了清楚的認知，因此在HEART任務選擇的過程中，應當首先選擇任務G，利用38種影響因子應當考慮“需要處理大量信息”“情緒壓力”以及“睡眠周期受到影響”，當管理人員發現飛行員并沒有按照要求進行相應的管制指令時，在短期沖突預警系統報警時同時還考慮到了可用時間短暫這一影響因子，這兩種情況下空中管制人員的失誤概率為0.002 1與0.003 1。飛機沖突調配過程中，飛行員的是小概率一般選擇通用任務H，這種任務能夠根據空中管制的指令，或者防撞系統的指令要求對飛機進行合理操縱，對系統作出響應，并且在這個過程中又考慮到了可用時間短暫與信息傳遞質量受影響兩個因子，最終計算得出飛行人員的失誤概率為0.000 196[3]。這種失效概率計算除了能夠計算人為的失誤概率之外還能夠考慮到飛機或航空管制中心短期沖突預警系統時效的問題，短期沖突預警系統失效又分為STCA功能不可用與STCA系統本身處于工作之中，但系統卻沒有進行短期沖突預警，出現了關鍵節點失效。

4 結束語

通過飛行沖突調配概率安全評估方法研究可以得知，飛行沖突調配是一種專業要求較高的工作崗位，世界中普遍采用HERAT方法提高工作人員的工作可靠性，并且通過這種方法還能夠計算關鍵節點的是小概率，進一步幫助工作人員樹立了危機意識，提高了飛行沖突調配的工作質量。

參考文獻：

[1]焦斌，董天然，季遠玲，等.環境噪聲檢測與對比實驗[J].油氣田地面工程，2004（5）：25.

[2]袁樂平，孫瑞山.飛行沖突調配概率安全評估方法研究[J].廣西師范大學學報（自然科學版），2015（1）：27-31.

[3]高揚，朱艷妮.基于HEART方法的管制員調配飛行沖突的人為差錯概率研究[J].安全與環境工程，2013（4）：97-101.