民用飞机持续适航事件风险评估研究

郭鑫

【摘 要】及时准确地识别、分析、评价民用飞机在运行和维护阶段的事件风险，是航空器设计制造商和适航当局极为关心的问题，对保障民用飞机的持续适航性具有十分重要的意义。本文基于相关适航规章与标准，对民用飞机持续适航事件风险评估国内外研究现状，事件来源和分类，持续适航事件风险评估流程和风险评估方法进行了分析和研究，最后结合中国民用飞机发展现状对民用飞机持续适航事件风险评估进行了总结。

【关键词】民用飞机；持续适航；不安全事件；风险评估

0 引言

持续适航指飞机投入运行后，在其使用寿命内的任何时间都符合其型号审定的适航要求，并始终处于安全运行状态。持续适航阶段涵盖了飞机交付使用到退役、报废的整个使用寿命期[1]。

风险评估是针对事件的安全风险进行辨识、评估以及决定是否采取行动的过程。建立完善的持续适航风险评估体系不仅能减少事故发生、提高航空器的安全性和可靠性，而且可以通过不断修正设计缺陷来改进设计、积累经验，向新技术、新标准探索迈进，进而促进航空器设计、制造水平的整体提高，提升航空器的市场竞争力。

1 持续适航事件风险评估研究现状

早在1970 年，美国的航空器制造厂家就已经建立了专家队伍，对航空器运行过程中出现的故障、失效和缺陷对飞行安全的影响开展评估，并根据评估结果制定相应改进措施，提高飞机的安全性和可靠性。许多学者对民航风险评估进行了较为深入的研究[2]，Lee通过整合模糊语言标度法、失效模式影响与危害度原理、切实可能低原则，提出评估民航安全风险因子的定量模型。Milan以航空安全记录为基础，分析了导致航空事故因素，提出基于时间的航空事故发生概率模型，量化航空事故风险。

国外先进航空器制造厂家例如波音、空客等航空制造厂商经过几十年多个型号研制，已经形成了较为完整的风险管理、分析、评估、试验的方法和手段，收集了大量的民用飞机在试验、运行过程中的使用数据和故障信息，能够有效地指导飞机设计、试验、运行阶段的风险评估工作。

我国民用航空企业起步较晚，目前研制的新舟60飞机、ARJ21飞机运营时间较短，干线客机C919尚未首飞，虽然在运行支持和持续适航方面开展了一系列的工作，但是尚未建立一种有效且实用的详细风险评估方法和流程。目前国内还没有专门开展针对民用运输航空器运行安全性评估方面的研究，因此，结合我国民用运输航空器的运行故障数据，开展中国民用运输航空器运行安全性评估方法研究，实现对运输航空器的运行安全风险监控，对保持并提高我国运输航空器机队的整体安全水平有着重要的意义。

2 持续适航中事件

信息是指飞机在设计、制造、使用、维护过程中发生或发现的各类失效、故障、缺陷等，将其中在运营阶段影响或可能影响航空器安全运行的信息定义为运营事件，简称事件。事件来源主要包括四方面：设计制造机构、机务维修机构、运营机构和适航管理部门[3]，信息流转如图1 所示：

依据严重程度进行划分，事件可分为适航性事件、不安全状态事件和非不安全状态事件。根据事件原因不同，事件分为飞机系统事件，飞机结构事件，飞机动力装置事件，人为因素和其它事件。

3 事件风险评估流程

在民机持续适航阶段，只有当飞机或零部件发生失效、故障或缺陷被观察到后才会成为事件。通过风险评估，对已发生的事件进行评估，分析事件发生的可能性及后果的严重性，判断事件对飞机造成的影响是否超出规定的适航风险水平，估计引发事件的危险源的失效率及其失效对系统或设备的影响，为制定风险缓解措施和改正措施提供决策支持。图2给出了持续适航阶段风险评估的基本流程，包括以下6个步骤：

3.1 危险源辨识

危险源辨识是查找、识别和记录风险的过程。通过对事件进行分析，鉴定出事件的危险源、危险性质、存在状况以及触发因素等。主要包括：识别导致事件发生的原因、风险源、事件的信息和环境等，确定事件发生的基本过程。

风险识别采用的主要分析技术是根原因分析。通过根原因分析可以得出事件发生的根原因，并确定事故链，即事件如何从初始事件发展到最终事件。

3.2 风险类型确定

风险类型确定是判断事件风险类型的过程。事件的风险类别主要包括与飞机系统有关的风险、与飞机结构强度有关的风险等[4]。当确定事件的风险类型后，通过组建相关的风险评估小组，对事件开展进一步的风险评估工作。

事件的风险类型主要分为以下五类：

1）通过CCAR 25.1309符合性验证工具进行分析的与飞机系统相关的风险；

2）由于强度不足而导致结构件出现潜在失效的风险；

3）因不符合特定的飞机特性取证要求所引起的风险；

4）与超出CCAR 25.1309要求但仍在CCAR 25部要求范围内的飞机系统相关的风险；

5）与紧急情况下需要使用的飞机系统相关的风险。

3.3 后果严重性等级确定

后果严重性等级确定是确定事件导致后果的严重性等级的过程。为了确定事件的后果严重性等级，应了解所观测事件在飞机运营过程中产生的实际后果，例如，对飞机、飞行机组以及乘客和客舱机组等的影响情况，根据表1中所列的相应等级划分来实现。

3.4 发生可能性概率确定

发生可能性概率确定是分析与计算事件发生的可能性概率。评定方法可以是定性分析也可以是定量分析，主要取决于掌握该事件信息和相关资料的详细程度。对于定性分析，主要是指结合实际的工程经验和表2的定义来估计该事件的发生可能性情况。对于定量分析，则是对大量数据进行统计、分析与计算，包括单机风险评估和机队风险评估。

3.5 风险水平确定

风险水平确定是指根据风险水平标准，确定事件的风险水平。为了确定事件的风险水平，先给出相应的风险矩阵定义，如图3所示。图中X轴对应表1的事件后果严重性等级，Y1轴对应表2的发生可能性等级划分，即采用定性分析的情况，Y2轴则对应AC25.1309-1B所给出的允许发生可能性概率，即采用定量分析的情况。

该风险矩阵分为三个区域，红色、黄色和绿色区域分别代表不可接受风险、可容忍风险和可接受风险。不同的风险等级对应不同的操作措施和风险管理目标。

当确定事件的后果严重性等级和发生可能性概率之后，结合图3风险矩阵，即可确定事件对应的风险水平。

3.6 适当措施建议

适当措施建议是通过风险评估工作，给出降低事件风险水平适当的纠正措施建议，纠正措施可以从降低事件的发生概率和降低事件导致后果的严重度等级两方面入手，为风险决策提供参考和输入。

在初始风险评估阶段，若确定事件为黄色或者红色事件时，应立即提出适当的措施建议，例如停飞、限制、检查或者改装等。

4 事件风险评估方法

事件风险评估方法包括定性方法和定量方法。对事件进行风险评估时，首先采取定性风险评估方法，初步判断事件后果严重性和发生可能性。随着事件调查的不断深入，获得信息不断增多，对事件进行定量风险评估，确定事件的严重度等级和事件发生频次。

常用的定性风险评估方法主要包括FMEA、蝶形图法、风险矩阵法等。传统的定性风险评估方法中评估标准通常采取主观判断方式，具有较大不确定性。因此，为进一步确定事件发生概率或频次、事件风险对机队的影响，必须对有严重影响的事件进行定量风险分析。

定量分析方法通过收集、分析和评估不利于持续适航的信息，精确地判定实际的适航风险水平，并在此基础上决定是否采取必要的措施。定量风险分析包括两个层次：单机风险分析和机队风险分析[5]。单机风险分析是对单架飞机发生的事件进行分析。由于事件发生的偶然性，单机风险分析可采用基于统计的风险分析方法和概率风险评估（PRA）方法。机队风险分析是评估事件对机队产生的影响，评估方法包括基于统计的事件发生概率预测方法和基于元件老化特性的事件发生概率预测方法。

进行风险评估时，应根据每种方法的适用性、复杂性和结果特征，选择最合适的方法进行风险评估。

5 总结

5.1 通过民用飞机持续适航事件风险评估国内外研究现状分析，我国的持续适航风险评估理论和应用都与国外有着较大的差距，为了确保国产民用飞机顺利交付客户并持续安全平稳运行，需要开展相关理论的研究，并持续完善和改进自身持续适航体系。

5.2 虽然持续适航与运营机构和机务维修机构直接相关，但作为设计制造机构必须高度重视持续适航中的运营事件，通过对其进行分析评估不断修正设计缺陷来改进设计、积累经验，向新技术、新标准探索迈进，进而促进航空器设计、制造水平的整体提高，提升航空器的市场竞争力。

5.3 建立持续适航事件数据库，通过收集和积累大量持续适航中运营事件数据和案例资料，方便设计研发人员和运行支持人员通过此系统获得有关事故和不安全事件的调查报告等安全资料，为国产民用飞机的设计、制造和安全运行提供技术支持。

5.4 通过技术咨询与技术支持的外协方式，借鉴和学习国外先进民用飞机制造商在持续适航事件工程调查体系、方法和流程，详细风险评估流程和方法以及相关案例分析方法。经过学习、消化吸收，完善自身持续适航事件风险评估体系。

【参考文献】

[1]韦艺，陈新锋.民用运输航空器安全性评估系统研究[J].航空维修与工程，2010：74-77.

[2]曾亮.多层次模糊评估法在民航不安全事件风险评估中的应用[J].中国安全科学学报，2008：131-138.

[3]韦艺，陈新锋.使用困难报告安全性风险评估方法研究[J].中国民航大学学报，2011：42-46.

[4]许沁莹.浅析民航飞机的持续适航管理[J].价值工程，2011：47.

[5]陈元武.影响飞机持续适航性的因素分析[J].民用经济与技术，1996：39-41.

[6]王冠茹，孙有朝，等.民机持续适航事件风险评估流程研究[J].民用飞机设计与研究，2012：29-32.

[责任编辑：王伟平]