高高原機場夜間運行風險評估方法研究*

衣超群 牟奇鋒 呂晨輝

（中國民用航空飛行學院機場學院 廣漢 618307）

1 引言

目前對高高原機場夜間運行風險評估的相關研究還不夠完善。大多是憑借專家經驗進行判斷，這給局方監管部門實施監管提升了難度，機場方也不能及時地對運行安全保障的薄弱環節做出改進。如何評估高高原機場的夜間運行風險是所有高高原機場面臨的問題。張秉海運用AHP-熵權法確定指標體系各因素復合權重，運用物元理論和可拓綜合評價法構建評價模型，結合實例進行分析并提出針對性的建議措施［1］。許晨晨從“人、機、環、管”入手，針對高高原機場，基于貝葉斯網絡建立了航空器在不同風險因素下的風險概率模型，結合航空器地面誘發火災統計概率、高高原機場火災危險等級，最終建立了高高原機場的航空器地面事故火災風險評估模型［2］。陳肯等基于集成分析理論，建立中小機場運行風險模型，引入偏聯系數來分析系統動態發展趨勢［3］。吳濤基于MORT（Management Oversight and Rise Tree，管理疏忽和風險樹）進行了民用機場安全管理評價方法研究，提出把數學方法引入民航安全領域并進行量化分析，來預測系統的不穩定性、危險性［4］。劉洪偉等結合國內某民用機場的安全管理組織結構，構建了一套新的風險評價指標體系，建立了機場風險熵數學模型，運用層次分析法、熵權法確定各指標的綜合權重，并檢驗了模型的有效性［5］。高昊潼介紹了高原運行要求相關咨詢，比較新舊版咨詢內容的變化，從飛機制造商的角度研究分析了高原機場運行的基本要求，在區分一般高原機場與高高原機場的基礎上，提出了高高原機場運行的需求［6］。

本文通過全面的調查研究和分析，將AHP-熵權法、相對差異函數引入到高高原機場夜間運行風險評估中，來量化增設午后及夜航運行的風險程度，為高高原機場合理分配航班時段提供依據，以評估高高原機場夜間安全運行需求。

2 相對差異函數模型

2.1 相對差異度的定義

設論域U上的一個模糊概念為A，對U中的任意元素u（u∈U），在相對隸屬函數的連續數軸上的任一點，μA(u)表示吸引性質A的相對隸屬度，表示排斥性質Ac的相對隸屬度［7］，設

其中，DA(u)為u對A的相對差異度。

2.2 確定風險可能性和嚴重度向量

如圖1所示，設［c，d］ij為第i個因素，第j個等級的上下界區間。M為區間［a，b］ij中DA（u）=1的點值，不一定是區間［a，b］ij的中點值，可為論域上任意點的量值，其中 a、b、c、d、M等參數可根據具體情況而定。為表述簡便，參數下標均舍去。參數之間的關系，見圖 1［8～10］。

圖1 點x、M與［a，b］及標準值區間的位置關系

x落到M點左側時：

x落到M點右側時：

式中，β為非負指數，一般取β=1。

式（2）或（3）滿足：

1）當 x=a，x=b時，DA（u）=0；

2）當 x=M 時，DA（u）=1；

3）當 x=c，x=d時，DA（u）=-1。

DA（u）確定以后，根據式（4）可求解相對隸屬度μA(u)為

3 某高高原機場夜間運行安全評估實證分析

3.1 夜間運行安全評估指標體系的建立

根據高高原機場的特點，對其夜間運行進行安全評估。導致高高原機場夜間運行的不安全因素較多，包括了人、設施設備、環境和組織管理等不安全因素，這些因素互相影響，就可能造成高高原機場夜間運行事故的發生。因此，必須在對高高原機場地面運行情況進行調查和分析，充分考慮航空器夜間運行過程中的安全風險因素，綜合“人、機、環、管”四個方面，建立高高原機場夜間運行安全評價指標體系，如圖2所示。

圖2 高高原機場夜間運行安全評價指標體系

3.2 數據處理

研究數據來源于某高高原機場夜間運行數據，調查還需確定各層指標的權重值。本文邀請了4位在高高原機場具有一線工作經驗的資深民航業內人士和1位對高高原機場具有多年研究經驗的高校教授，共同組成專家組，通過AHP-熵權法來計算各層指標的權重。保證了調查問卷的科學性和代表性。

3.3 安全評價指標權重的計算

3.3.1 層次分析法主觀權重計算

計算各層指標主觀權重，結果如表1所示。

表1 一級指標主觀權重匯總

3.3.2 熵權法客觀權重計算

計算每位專家的自身權重，結果如表2所示。

表2 專家自身權重計算結果

3.3.3 綜合權重計算

加權融合：

最后所得權重為組織管理因素=0.2631、人員因素=0.3329、設施設備因素=0.1932、環境因素=0.2107。同理可得其他各指標值的加權值，由于篇幅限制具體過程不再展開，結果見表3。

表3 某高高原機場夜間運行安全評價指標權重

3.4 隸屬度的確定

危險源可能性和嚴重度是衡量安全風險的一種標準，即被用來評估危險源發生的后果［11］。安全風險為風險可能性與風險嚴重度二者的乘積［12］。安全風險可能性指的是危險源發生的可能性。如以二級評價指標部門培訓與管理因素中的四個三級評價指標為例，其風險可能性、風險嚴重度計算做如下說明。首先，明確五個指標風險可能性和風險嚴重度的吸引域矩陣、全體范圍域矩陣。

運用式（2）、（3）、（4）可得其風險可能性隸屬度矩陣：

歸一化計算得：

同理可得其他各指標值的隸屬度矩陣。

3.5 計算風險可能性和嚴重度向量

由E=WR可得一級評價指標組織管理因素的風險可能性向量、嚴重度向量：

同理，可得其余九個二級指標的風險可能性向量、風險嚴重度向量。如下整理得，整個評價指標體系的風險可能性矩陣R、風險嚴重度矩陣R′，并由E=WR，E′=WR′可以得某高高原機場夜間運行安全評價指標體系的風險可能性向量、風險嚴重度向量。

3.6 模糊綜合值的計算

對E和E′進行歸一化處理，得某高高原機場夜間運行安全風險可能性綜合值、嚴重度綜合值：

某高高原機場夜間運行安全風險綜合值N=L*S=3.2693*3.3397≈10.918。若該機場風險度分級如表4所示。

表4 風險度分級

根據計算結果，某高高原機場夜間運行安全風險度在高風險區間內，因其具體風險綜合值剛超10，所以進行有針對性的調整措施，以達到中低風險并正常運行的可能性是很強的。

3.7 高高原機場夜間安全運行建議措施

1）由圖3可知，在人、機、環、管四個影響某高高原機場夜間運行安全的指標中，人員因素占比最大，達到33.29%。建議機場采取合理輪休和增加航班保障工作人員等措施來降低員工疲勞作業的情況。通過科學技術手段對航班保障工作人員的生理、心理狀態進行檢測。在人員交流合作因素中，提供相應的培訓，來增強員工之間的信息交流能力。在環境熟悉程度因素中，可增強員工培訓、機場運行環境變化后即時修正手冊并對員工宣貫以及增加適當的標志標識等措施，以達到提高員工對機場運行環境熟悉度。

圖3 某高高原機場夜間運行安全評價一、二級指標比重

2）由圖3可知，設施設備方面存在較明顯的不足。建議完善燈光巡檢制度、燈光損壞強制報告制度，及時修復影響航班安全運行的助航燈光。按照局方相關文件要求配備充足的保障車輛及應急救援車輛設備，并對車輛設備進行定期保養，發生故障及時維修或更換。使車輛設備和助航燈光始終處于適用狀態，以減少影響航班安全運行危險源。

3）由圖3可知，環境因素占21.07%的比重。通過對各種運行環境的觀測與分析，發現機場的運行環境存在靜態、動態環境的特殊性和山地河谷機場的一些飛行區道面問題等，還有包括大風在內的較為復雜的氣象條件對運行產生的威脅和壓力。建議在影響航班安全運行的天氣情況下，減少或停止航空器運行以及提高氣象報文更新頻率、管制員實時關注氣象情況并及時向機組通報等措施來緩解環境因素造成的不安全影響。

4）由圖3可知，組織管理因素所占比重僅次于人員因素，達26.31%。為減少此類因素導致的風險，建議通過以下方式進行。第一，優化管理制度和工作流程，提高行政工作效率。第二，嚴格按照局方文件要求，結合林芝機場現狀，完善林芝機場各種管理規章及手冊。第三，可以通過校招專業學員或引進其他機場經驗豐富員工；提高業務培訓質量（外送培訓或邀請專業人員提供培訓）。

4 結語

1）本文根據高高原機場運行特點，從“人員、設施設備、環境、組織管理”四個方面建立了高高原機場夜間運行安全保障能力評價指標體系。該指標體系中包含1個評價目標、4個一級評價指標、10個二級評價指標，37個三級評價指標，使用AHP-熵權法確定組合權重。

2）從高高原機場夜間運行安全評價結果可看出，相對差異函數的運用，考慮了風險狀況相對較差的單個評價指標對評價結果的影響，這讓評價結果更接近真實值。

3）采用可變模糊評價里的相對隸屬函數對高高原機場夜間運行評估指標的風險可能性和嚴重度向量進行計算，模型中各項參數都能根據實際情況做出調整，面對不同情況的適應性較強。