航空装备试飞保障质量安全评价体系研究

张增民 陈晓敏 马 涛

（中国飞行试验研究院，陕西 西安 710089）

飞行试验是一项跨越多系统、多学科、规模大和风险高的系统工程，安全是完成飞行试验的基础，也是飞行试验的生命。随着适航标准的引入以及人们对航空安全问题的研究和理解的不断深入，安全已成为独立的分支而不再是质量的一部分，安全管理和综合评价安全状况已成为确保飞行试验安全的有效工具。

飞行保障通常包括机务维修保障和场务保障两部分，是飞行试验的重要组成部分，也是影响其安全的关键部分。目前国内装备维修保障行业尚未形成一套完整、科学、系统的安全分析、控制及评价体系，相应的安全分析方法大多停留在孤立的、间隙化的分析上，缺乏数据支撑，缺乏综合的体系和方法；对安全状况的分析也只是以定性的描述为主，不能系统地了解和掌握安全状况和安全趋势的变化，无法很好事前控制。因此研究有效的飞行保障安全评价与控制方法，做到事前分析和有效监控具有重要的工程应用价值。

1 试飞保障安全评价指标的建立

1.1 建立指标体系的原则

系统安全影响因素多，影响因素之间关系复杂。在系统安全协调的过程中，系统因素之间既有相互作用，又有相互间的输入和输出，甚至某些时刻某些元素的改变可能导致整个系统发生由优到劣或由劣到优的变化。因此，要在众多的指标中筛选出最灵敏的、内涵丰富且便于度量的主导性指标作为评价指标，是一个非常困难的问题。对于试飞保障这样复杂的系统而言，目前还不可能用少数几个指标来描述系统的状态和变化，需要用多个指标组成的一个有机的整体，通过建立指标体系来描述系统的安全状况。因此在建立质量安全评价指标体系时，应坚持以下原则。

1.1.1 目的性原则

指标体系要紧紧围绕安全评价这一目标来设计，多方位、多角度地反映试飞保障的安全水平。

1.1.2 科学性原则

指标体系必须建立在科学基础上，能充分反映试飞保障的内在机制，特别是科学反映试飞保障质量安全各子系统以及各种质量安全影响因素之间的关系。

1.1.3 系统性原则

指标体系必须能够全面地反映和测度安全的各个方面，既要有反映实际安全状况的事故/事故征候指标，又要有反映系统安全影响因素的隐患因素指标，事前与事后综合，才能更为客观和全面。

1.1.4 相对独立性原则

选择具有相对独立性的指标，避免指标间信息的重叠。

1.1.5 可操作性原则

指标的设计要求概念明确、定义清楚，能方便地采集与收集数据，应易于通过统计资料整理或花费较小的调查得到或计算得到；对于缺乏统计数据的定性指标，可采用评分法，利用专家意见近似实现其量化。

1.2 试飞保障质量安全评价指标体系结构

指标体系的结构是指形成指标组合的逻辑关系和表达形式结构。依靠科学的结构，分散的指标才能排列组合成系统，真实地描述系统安全评价的实质性过程。按照构建评价指标体系的原则，经过对试飞保障过程的分析，安全评价指标体系的建立应主要包括事故征候、维修差错、场务保障差错、保障状况和故障情况等方面，它是多个指标的集合，反应了飞行保障目前的整体安全形势。

表1 安全评价指标体系

评价指标体系的结构主要运用层次分析法，对所有影响质量安全的因素由上往下进行分解，建立递阶层次结构，直到分解成每个可统计的指标单元，形成全面、完整、准确的试飞保障质量安全分析控制与评价指标体系。

1.3 试飞保障安全评价指标体系

确定试飞保障安全评价指标体系是进行试飞保障安全水平评价的基础，通过对试飞保障流程和对以往发生问题的梳理，建立指标体系见表1。

2 权重确定方法

各评价指标在安全评价中对飞行保障安全形势所起的作用程度是不一样的，区分各因素的重要程度有助于突出主要因素的作用，突显评价结果的准确性、客观性。确定权重最常用的方法是通过专家调查，即在确定评价指标的基础上，由各专家根据其多年的工作和实践经验对各个指标的重要程度进行两两比较，然后可利用层次分析法(AHP)原理进行相关的计算。具体的确定方法和一致性检验的过程见参考文献【1】。

3 指标的归一化处理

安全评价指标体系的各项基础指标具有不同的单位，因此需要对各种类型的指标进行无量纲和归一化处理。可以根据各项指标的变化情况并结合历史数据选择合适的模糊分布作为隶属函数，再与指标分配的权重计算得出的值为该指标最终值。

4 建立评价模型

目标层U由三级指标体系构成，其中U=（U1,U2,…Un）， Un=（Un1,Un2,…Unm），假设一级指标各因素权重为ωi（i=1,2,…,n），二级指标各因素权重为ωij（j=1,2,…,m），三级指标各因素权重为ωijr（r=1,2,…,q），各三级指标理论分值（实际统计数据得到的各指标计算值应用归一化模型处理后得到的无量纲值）为Sijr，对各三级指标分值进行加权后，得出三级指标分值子集为：S3={s111, s112,…, s11r,…, s1jr, …, sijr}。二级指标分值计算模型如公式（1）所示：

利用公式（1）计算出二级指标评价分值子集为：

一级指标分值计算模型如公式（2）所示：

5 确定控制方法

对于已建立的评价指标，可以分级设置指标警戒值进行控制，指标超出警戒值会有警告，促进管理部门及时分析原因，采取措施防止安全趋势恶化，从而使飞行保障安全一直处于可接受的水平。

确定警戒值时可以首先计算指标累计历史数据（一般不少于12个月）的标准差σ，取12个月的平均值加K作为警戒值，一般K取2或3。在没有累计数据的情况下，可以在开始使用的6个月内，监控指标变化情况，6个月后计算临时警戒值，该警戒值将一直使用到获得12个月的数据为止，临时警告值只用于监控而不发出警告。也可以人工给出初始警戒值，初始警告值的设定，应是由有飞行保障安全管理工作经验的专家，组成工作小组，根据自己的工作经验及专业理论，给出合理的初始警告值，在以后有累计数据后不断地修正完善。

表2 评价指标权重分配表

图1 飞行保障安全形势趋势图

6 综合安全评价

在构建了安全指标体系、隶属函数选择、各级权重确定和指标警戒值设置后，就可以进行安全评价工作。评价步骤为：对于特定的评价周期，将收集的各指标数据带入隶属函数得到各指标的归一化结果，再利用各指标归一化结果和对应的权重数值得出上一级指标结果，以此类推最终计算飞行保障安全形势指数，对比该指数值是否在安全警戒值范围内，同时可以根据累计数据判读安全趋势的好坏，得出飞行保障安全评价结果。该方法既可以评价总体安全趋势，也可以评价各指标情况，便于分析和找出影响安全的主要原因。

7 模拟应用分析

假设安全评价一、二、三级指标权重分配见表2。

模拟12个月的各级指标数据，根据权重可以计算得出飞行保障安全形势指数，做出安全评价趋势图见图1。

从图中可以看出，12个月的安全形势均在最低警戒值之上，说明安全形势是可控的，但是也看出个别点波动较大，可以进一步分析原因。

8 结论

本文从研究飞行保障安全评价入手，建立了安全评价指标体系，给出了权重和指标警戒值的确定方法，最终得出了飞行安全评价和控制的综合方法。飞行保障安全评价与控制方法的建立可以实现对飞行保障安全趋势的评价和监控，可以准确地了解机务维修和场务保障环节中安全影响因素的变化情况，为尽早采取措施，防止安全形势恶化，全面把握飞行保障安全整体状况及各级决策提供依据，确保飞行试验的安全。

该方法对于飞行保障的安全管理，试飞安全管理体系的建立有很好的借鉴意义和推广价值。但是本文给出的只是模拟应用，今后在应用中评价指标的权重分配和警戒值的确定还应根据实际情况综合分析确定，并在应用中进一步完善。

[1] 吴晓平，汪玉.舰船装备系统综合评估的理论与方法[M].北京：科学出版社.2007.