基于SHEL模型浅谈飞行操作程序的样式对飞行安全的重要性

温丽华 王强强

摘要：飞行操作程序是飞行员完成驾驶舱操作任务的基础，对于确保飞机安全飞行具有重要的意义。本文从飞行中人的因素出发，基于SHEL模型中飞行员与软件即操作程序界面的优良匹配，浅谈QRH中应急与非正常检查单中结构与样式的设计对于飞行员快速查找操作程序的重要性，旨在用于民机应急与非正常检查单的编制与发布，缩短飞行员查找检查单的时间，从而确保飞行安全。

关键词： SHEL；样式；检查单

中图分类号：V21 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（c）-0000-00

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2016.15.000

Abstract：Flight operating procedures are the basis of performing cockpit operating tasks for pilots， and have important significance for safety flight.From the human factor in flight， and based on excellent matching between pilots and software which are operating procedures according to SHEL model， this chapter talks about the design of structure and style for emergency and non-normal checklist in QRH having important significance on quickly searching operating procedures for pilots. The chapter is meant to authoring the emergency and non-normal checklist to decrease time to and make sure safety flight.

Keyword： SHEL， Style， Checklist

0 引言

飞行安全是民航永恒的主题。据调查研究，人的因素是当今民用航空飞行事故的主要原因，占所有飞行事故的80%-90%。飞行中人的因素涉及范围较广，由爱德华提出的SHEL模型能够形象地的描述飞行中人的因素的概念。

SHEL是由Software（软件）、Hardware（硬件）、Environmental（环境）、Liveware（人）的首字母组成，如图1所示。该模型表明了航空系统中与机组构成界面的四个要素及其相互关系，常用于分析飞行中人的因素的研究范围和机组错误的来源。从图中也可以看出各个要素之间构成的界面是凹凸不平的，意味着各界面之间必须谨慎匹配，否则会引起系统的断裂或解体，造成事故的发生[1]。

现代座舱的自动化程度越来越高，机组的任务由原来的直接操纵飞机逐渐改变为以监控信息为主，他的一个重要任务便是对软件的利用与管理。SHEL模型中机组与软件的界面匹配环节中最主要的一项工作就是研究合理的飞行操作程序，以便简化飞行工作、减小机组的工作负荷，不致机组出错。飞行机组操作程序是由飞机主制造商制定并推荐，主要包含在飞行机组操作手册（FCOM）/快速检查单（QRH）中，是机载手册。其中QRH为飞行机组提供在正常情况下驾驶航空器和处理应急和非正常情况时所需快速参考的资料，是机组使用的圣经。QRH一般包括手册使用说明、正常程序、应急和非正常检查单、补充程序、飞行中性能和快速索引五部分。

由于程序内容的准确性涵盖设计、试飞、验证等多项环节，此处不详细描述，本文仅从QRH应急和非正常检查单的发布形式入手，宏观上阐述飞行操作程序的结构与内容样式的设计对机组快速定位与识别手册内容的重要性，从而提升飞行程序的可使用性以及加强机组与软件的匹配程度。

1 应急和非正常检查单介绍

應急和非正常检查单一般包括以下六部分内容：

1） 程序的标题，用于识别具体故障；

2） 程序的适用范围、目的，用于说明该程序适用的条件和程序的处置目标；

3） 程序的处置动作，用于说明程序具体操作步骤或动作说明；

4） 处置中用到的限制、性能数据，用于提供动作操作时的限制或参考性能数据（若适用）；

5） 受影响系统、功能、性能，用于提供发生故障并执行相应程序后，飞机的功能或性能受影响的程度（若适用）；

6） 飞机从应急与非正常状态下恢复到安全水平后在后续飞行阶段偏离正常程序的延迟项目（若适用）。

QRH应急和非正常检查单涵盖内容较多，每一部分的样式设计是否合理直接关系到机组使用检查单的速度快慢，本文从以下八个方面解析飞行操作程序的样式。

2、飞行操作程序重要样式解析

2.1 记忆项目

CCAR25部运输类飞机适航标准的1581条明确规定了机型飞行程序内容中必须包含发动机严重损坏或分离、客舱失压等九类应急项目，在出现这些项目时需要机组快速完成该项目对应的记忆项目以保护飞机和乘员免遭严重伤害，从而恢复飞机到可接受的适航水平可以继续安全飞行。当飞机出现应急情况时，考虑到机组在高压下记忆能力可能降低，增加犯错误的概率，因此记忆程序结构和样式的设计需要适用于人的一般可接受水平，如[2]：

1） 记忆项目必须在一个检查单所有程序处置动作之前；

2） 通过醒目的标记来标识，如加底纹、加框；

3） 尽量减少记忆项目步骤：对于民用飞机而言记忆项目步骤建议不超过六步。

据调查，目前国际上所有主制造商及航空公司已经默认采用在记忆项目外围加黑框来标记。虽然类似这样的程序样式并没有上升至国际标准，但建议主制造商在编制手册时尽量能够选取目前行业已广泛认可和使用的样式。

2.2 程序索引

QRH的命名在于其起到的作用是在飞机出现应急情况时机组根据操作程序能够快速从危险状态改出，除机组完成以上提及的记忆项目外，还有很多其它应急和非正常项目是没有记忆项目的，这时候要求机组能够快速查找QRH以获得处置程序，那么QRH程序索引设计的核心在于能够在最短时间内让机组查找到所需的信息。QRH中应急和非正常检查单包括有EICAS提示与无EICAS提示两种，一般在QRH内封设计专门的信息索引，将两者分开。如果是有EICAS信息的故障，那么建议在信息索引中EICAS信息设计成按照紧急程度（Warning还是Caution）并且按照24位字母顺序排序，并且根据目录以及手册的索引舌快速定位到该EICAS所对应的处置程序。例如当某机型出现APU FIRE告警信息时，如图2所示，如果该程序有记忆项目，那么机组先完成记忆项目，然后查找QRH索引字母A，其次通过目录查找到该信息对应的系统，随后通过黄色索引舌快速查找到相关内容，查找时间基本控制在5秒左右。通过建立索引与程序之间的直接联系达到“Q（Quick）”的目的。目前主制造商为开拓国际市场，要求手册语言主版本为英文，因此无EICAS信息的故障项目的编排与有EICAS信息的相同。该样式仅限于纸质手册的查询。

2.3 检查单标题

程序标题应该处于检查单的最前端，醒目，能够与程序步骤和注释内容明显区分，如图3所示。如果是无EICAS信息的程序，那么其标题必须简明扼要无歧义，如机组失能、水上迫降等。

2.4 程序逻辑判断

一个应急或非正常检查单在具体执行时可能需要机组进行逻辑判断，从而采取合适的操作程序，比如判断这个故障是由哪个条件触发的，或者某一程序步骤结束后系统出现不同的响应，针對不同响应需要判断后续采取何种处置程序，因此程序的判断条件样式是否合理也是机组快速将飞机恢复到安全水平的时间考量因素之一。如图3所示为某机型的APU火警的处置程序，从案例中可以看出当执行第2步程序时需要判断APU防火手柄上的灯是否熄灭，关键字是与否、跳转步骤用粗体区别于其它内容，比起单纯的文字描述，文字与图标的结合易于飞行员理解与使用，可以明显缩短机组的操作时间。其中程序步骤也通过有序序号标注，便于机组执行，同时也符合行业标准使用习惯。

2.5 程序结束符

一个检查单中可以出现多个程序结束符，用于标记检查单中某一条件/阶段下的程序或者一个完整的检查单被执行完毕，标志着飞机可以继续安全飞行或者就近机场着陆。程序结束符可以是粗体文字（如图3所示）或图标。

2.6 程序跨页

当一个完整的程序内容需要跨页时必须在该检查单出现的第一页底部与后续页的顶部插入明显的跨页标识符。一般纸质手册或者以页发布的电子手册需要通过跨页符标明程序内容跨页，如果是以ATA2300飞行运行数据交换为标准、以数据模块为单位的XML形式发布的检查单不需要添加跨页符，但是前提是飞机具备发达的航电系统以及较高的出版物数字化水平。

2.7 受影响系统/功能

当飞机出现某些应急和非正常情况后即使机组适时将飞机恢复到安全水平，飞机的某些系统或者某些功能会不工作或降级，那么在检查单中需要明确地告知机组以便不影响机组后续操作。可使用表格的形式将不工作系统一一列举，不工作功能可以根据功能所属系统进行分类。

2.8 延迟项目

部分应急与非正常检查单在最后部分会给出飞机出现故障后、着陆前各飞行阶段偏离正常程序的延迟项目，在延迟项目前可使用图标与文字结合的方式给出醒目标志，如图4所示，延迟项目按照飞行阶段划分，飞行阶段的名称需要与具体操作步骤区分，易于飞行员识别。

3 结束语

随着电子检查单、电子飞行包（EFB）的不断发展，纸质手册的概念已经逐渐淡化，如目前空客A380推出了全数字化手册，该手册数字化发展是建立在机载信息系统（Onboard Information System， OIS）的应用基础上。OIS是采用网络技术、实现信息从地面实时传输到空中的人机交互平台，集成了包含FCOM、QRH、最低设备清单（MEL）等在内的运行手册库、载重和平衡、性能数据计算和任务管理等功能，与EFB相关。通过折叠桌上的键盘可直接操作该系统并通过主仪表板两侧的机载信息终端（OIT）显示信息。机组可以不通过纸质手册进行查询，直接使用索引、链接或者搜索关键字快速查询到所需要的信息。

在科技水平大幅度提高的背景下，SHEL模型中飞行员与硬件的匹配度已经明显提高，但由于人的不可控因素，飞行员与软件之间的界面问题较难解决。根据国际先进机型历年发布的QRH，不难发现各主制造商的检查单样式也是在更新的，客观上讲机型的技术出版物可用性也是衡量该机型的市场占有率大小与国际形象的因素之一，主制造商在保证产品自身的质量以外还需要提供可操作性强的技术出版物，从而打造优良的客户服务体系。

检查单不论是以纸质形式放置在驾驶舱，或者以数字电子方式存储在OIS中，检查单中的应急与非正常程序的样式设计与开发始终是手册编制人员在考虑人为因素对飞行安全的重要性环节中必须研究的一个课题。

参考文献

[1] 罗晓利，飞行中人的因素，成都：西南交通大学出版社，2014.

[2] CAA. CAP676：CAP 676 Guidance on Design， presentation and Use of Emergency and Abnormal Checklists [EB/OL].（2006） [2012-09-03]. http：//www.caa.co.uk.