基于TEM模型的空管运行不正常事件案例分析

赵嶷飞，华闪闪，刘波韬

(1.中国民航大学 空中交通管理学院，天津 300300；2.中国民航大学 计算机与科学学院，天津 300300)

基于TEM模型的空管运行不正常事件案例分析

赵嶷飞1，华闪闪1，刘波韬2

(1.中国民航大学 空中交通管理学院，天津 300300；2.中国民航大学 计算机与科学学院，天津 300300)

随着对空管安全人为因素的研究，国内已将TEM理念框架应用到空管安全运行中。通过应用创新空管TEM框架构建不正常事件案例分析模型，对国内2011年75件空管不正常事件进行威胁、差错、非期望状态统计分析，用较客观数据分析目前空管运行不安全现象的产生原因，进而从威胁、差错、非期望状态方面提出国内空管TEM管理对策，对应用TEM理念进一步深入研究空管运行安全具有重要的指导意义。

空管安全；TEM模型；空管运行不正常事件；案例分析

一、空管TEM的来源与发展

民航安全是民航运输的永恒主题，没有安全保障，我国民航不会发展如此迅速，更不可能从民航大国发展成民航强国。随着民航人士对安全运行的不断深入研究，民航安全运行制度不断完善。最初的关注重点放在民航的航空器、机场设备设施、雷达等硬件问题上；随着机械运行设备的改善，研究重点逐渐转移到人为因素上，关注人员差错；20世纪90年代开始关注整个运行组织的人、机、环、管的安全管理；目前将安全人为因素更深层意义地发展到对威胁与人的错误的管理(TEM)研究。

威胁和差错管理(TEM)是民航业对人为因素和CRM研究的发展产物。从20世纪70年代开始对人为因素的研究，到1986年国际民航组织做出的A26-9 号决议——“关于飞行安全与人的因素” ，开始界定飞行中人的因素的定义、目的、任务。从此，人的因素的研究与应用得到了全面发展。在人为因素研究的基础上机组资源管理(CRM) 研究应运而生。从80年代的CRM强调座舱内飞行员的表现(CRM的第一代)，到目前的CRM重视致使人错误的诱因，即威胁因素(CRM的第六代)，并将安全管理扩展到对威胁和差错的管理(TEM)，其主要目标是将错误分类分析并制定控制错误策略。其实威胁和差错管理并不是一种革命性的概念，它是人为因素理论在民航的实际应用中，不断改进民航运行安全裕度的过程中发展出来的，所以说TEM是民航运行经验总结的产物。德克萨斯大学的Robert．Helmreich最早于20世纪90年代初，开始着手研究威胁与差错管理，并将TEM应用到航线运行的安全审计中。TEM框架[1]最早由国际民航组织(ICAO)提出。TEM 模式考虑运行职责人的同时还考虑了职责人所处的运行环境，对人和系统的表现具有分析性和诊断性。

2005年 10月，ICAO提出了空管中的威胁与错误管理(Threat and Error Management in Air Traffic Control, TEM)咨询通告草案。主要内容包括TEM 的概念框架，它涵盖了TEM的定义、组成要素、威胁与错误的对策以及威胁与错误的后果。目前，空管也借鉴机组资源管理(CRM)的TEM实践经验，在班组资源管理(TRM)中也开始将TEM理念用于对管制员的威胁差错的数据分析与管理。[2]FAA 也已经把TEM模型纳入TRM训练计划中，但目前国内空管主要是对TEM的理论研究，包括空管中的威胁和错误、不希望出现的状态概念的界定以及实际 ATC 案例分析并提出威胁和差错管理措施，将 TEM 融入安全管理以及日常运行监测中。另外研究人员还试图对民航空管安全信息用TEM模型进行半定量分析，具有较大进步意义。但目前空管TEM研究还未成熟，有待进一步发展。

二、2011年空管事故TEM建模分析

2011年民航空管系统共收到75起不正常情况，比2010年减少5起。造成不正常事件的原因有管制原因、设备故障、军民航飞行冲突、机组原因、跑道入侵、无线电干扰、陆空通信失效，具体统计数据如图1。

从图1中可以看出管制原因、设备故障、军民航飞行冲突、机组原因、跑道入侵5种原因引发的不正常事件都相对于2010年减少，但是无线电干扰、陆空通信失效引发的不正常事件明显增多，这值得我们关注。

本次案例分析是借助TEM模型，分析空管不正常事件的威胁T、差错 E、非期望状态U，分析类似表1模式。

应用表1中TEM模型，对2011年空管中75件不安全事件的威胁T、差错E、非期望状态分别进行分析，统计数据如下(见表2)。

以上数据反映，空管威胁T对空管的正常运行具有很大的威胁，虽然威胁T因素很多，但是威胁导致的差错和非期望状态明显减少，说明由于管制员对威胁和差错的有效管理，才没有发生事故。但是威胁、差错和非期望状态仍是我们研究的重点。下面将分别从威胁、差错、非期望状态进行详细数据分析。

1.威胁(T)

通过对空管不正常事件TEM模型中的威胁类型详细统计(见表3)，空管不安全事件中存在的威胁类型分布比较分散，存在内部威胁、外部威胁、空中威胁和环境威胁。但是空中威胁中的陆空通话威胁(42.5%)和机组威胁(21.8%)占很高的比例，说明2011年我国空管的大部分威胁是由空管—飞行员通话和机组差错带来的，该数据为我们指出了目前威胁管理的侧重点。同时可以看出相关单位(如机场布局、导航设备、程序、天气)的安全工作是否到位，也直接或间接地影响着空管运行安全。

2.差错(E)

2011年空管运行的75件不正常事件中，有12件是由于管制员工作差错导致的，全部是因为管制员与机长沟通差错。这需要我们对管制—机长沟通差错进行更深入的研究，找出原因以改善管制员与机长的沟通，避免空中沟通差错。

3.非期望状态(U)

2011年空管不正常事件TEM模型统计数据显示：空管运行非期望状态主要是由于航空器未严格执行飞行计划或不听从管制员指挥而导致飞机状态偏离管制员控制范围内，而处于非期望状态。从其中地面的非期望状态占14.3%，主要是因为航空器在其该停止或继续滑行的地方继续或停止滑行；而空中的非期望状态(85.7%)，多数是因为航空器没有爬升或降落到它应有的高度和航空器没有用其应有的速度飞行造成。此外，当军航航空器需要借用民航空域飞行时，由于军民航沟通不畅和军机飞行的速度快、路线不定等原因，经常会出现非期望状态，从而发生军民航冲突。

三、国内空管威胁及差错管理

一种差错发生后不管它是威胁诱发的差错还是管制员的差错，关键是看管制员在差错恶化之前，是否能及时有效地应对。失去管理的差错可能产生另一新的错误或是诱发非期望状况,非期望状况的管理失效会造成事故的发生。空管运行中，必须做好威胁和差错管理以消除安全隐患，对非期望状况进行管理以避免事故发生，确保最后的安全屏障，如图2所示。

1.威胁(T)管理

通过对14个国家28家航空公司近5500次航班的航线运行安全审计调查分析显示，在每次飞行过程中，机组平均遇到的安全威胁高达4.2次，其中，有近10%的威胁没有得到正确的处置，进而导致机组的操作差错。[3]空管作业系统无论采取什么封闭措施,管制员都无法避开也不能消除这些威胁,但是可以采取适当的措施使威胁失去产生作用的时机。比如,雷达失效(出现威胁),管制员从雷达管制转为程序管制(管理威胁)。

因此，目前对空管威胁T的研究方向应该放在：(1)识别出空管运行安全的全部可能的威胁，这需要综合应用多种渠道，比如事件调查，鼓励员工上报运行不正常情况和日常运行监测系统数据分析；(2)针对所有可能的威胁，根据威胁出现的频率和危害性程度，为管制员制定一套系统的管理威胁的应对措施，并对管制员进行培训。

2.差错(E)管理

(1)健全从业人员资质能力管理制度。空管运行的差错直接源于管制员自身，其专业技能和安全意识是主导因素，故建立健全从业人员资质能力管理制度至关重要。通过选拔、考核、培训等手段，逐步建立一支高水平的管理队伍。

(2)规范班组资源管理工作。借鉴机组资源管理工作经验[4]，对班组资源管理前期研究工作的实用性进行评估并全面推广，逐步建立班组资源管理的工作制度。班组资源管理即由2个或多个管制员所共同构成的团队，为了使空中交通服务的安全性和效率达到最佳化，最好地利用可用的资源——信息、设备和人员的策略。团队的工作有效“防止、监测、避免”差错，这是班组资源管理对差错管理的重要意义。

(3)进一步提高系统的容错、防错和纠错能力。 由于工作的复杂性，即使管理员受过严格、专业的训练，拥有熟练专业技能和很强的应变能力，也不可避免地出现差错。怎样提高系统的容错、防错和纠错能力至关重要。威胁和差错从出现到引发事故有一段过程，如何在威胁和差错恶化前有效地采取措施制止不安全事件的发生，不仅需要提高管理员的安全意识和规范行为，提升他们的威胁和差错管理技能，还需要日常的监测系统，及时有效地发现威胁和差错，以采取有效措施。故需要从“人防”“技防”方面来提高空管运行系统的容错、防错能力。

3.非期望状态(U)管理

对非期望状况的管理是避免事故发生、保障安全的最后一个屏障。如果对非期望状态管理不当，会直接引发事故的发生。

非期望状态是否有效管理，取决于管理员能否及时发现非期望状态，是否有足够的应变能力和应对知识储备。目前飞机动态监测系统技术不断完善，能随时掌握飞机运行状态，为管理员及时发现非期望状态提供保障平台。然而，目前需要研究的重点应该放在管理员处理非期望状态的知识储备上。要通过科学计算和实践运行，针对所有可能的非期望状态制定出科学有效的处理措施，供管理员参考，从而避免事故的发生。

四、结 论

本文对国内2011年75件空管不正常事件进行威胁、差错、非期望状态统计分析，发现我国空管的大部分威胁是由空管—飞行员通话和机组的差错带来的；空管—飞行员通话差错也是空管差错的主要部分；这些威胁和差错导致的非期望状况中，空中非期望状况占85.7%，多数是因为航空器没有爬升或降落到它应有的高度，以及航空器没有用其应有的速度飞行。

针对发现的问题，本文提出了下一步需研究的内容，主要包括：一要识别出空管运行安全的全部可能的威胁，针对所有可能的威胁，为管制员制定一套系统的管理威胁的应对措施；二要规范空管工作，提高系统的容错、防错和纠错能力；三要通过科学计算和实践运行，针对所有可能的非期望状态制定出科学有效的处理措施，供管制员在紧急状况时参考。

[1]施和平.空中交通系统安全管理[M] .厦门:厦门大学出版社, 2003.

[2]International Civil Aviation Organization.Threat and Error Management in Air Traffic Control,C314-AN/178[R].Mont-real:International Civil Aviation Organization，2008．

[3]Defensive Flying for Pilots: An Introduction Threats and Error Management. Ashleifh Merritt, P h.D.&James Klinect, P h.D

[4]罗晓利.驾驶舱资源管理[M].重庆:西南交通大学出版社,2002.

责任编校：裴媛慧，孙咏梅

Based on the TEM Model for Abnormal Events Analysis of ATM Operation

ZHAO Yi-fei1，HUA Shan-shan1，LIU Bo-tao2

(1.College of Air Traffic Management, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China;2. College of Computer and Science, Civil Aviation Uniuersity of China, Tianjin 300300, China)

As human factors study of the air traffic control security,TEM framework has been applied to the air control safe operation in nation.By applying TEM framework to innovativly construct a analysis model of abnormal event case, and to statistical analysis threats, errors and unexpected states of 75 pieces of domestic abnormal events in 2011.Then putting forward unsafe phenomenon of air traffic control at present With the objective data and researching direction of domestic air traffic control TEM management from aspects of threats、errors and undesired State.It plays an important the guidance meaning to father security research of air traffic control running in TEM concept.

air traffic safety；TEM model；abnormal event;case analysis

2015-01-15

赵嶷飞，男,湖南常德人,教授,博士,研究方向为空中交通规划与管理。

F560.83

A

1007-9734(2015)02-0089-04