飞行风险管理系统设计与实现

周伟++陈浩++刘希

摘要：为提升航空公司的安全管理水平，解决以飞行员为关键要素的航班安全生产问题，在航空公司运行管理特点及风险管控需求的基础上，从编程角度详细分析了航空公司飞行风险管控业务，并对各功能模块进行科学合理的划分，最终开发出一套基于J2EE的飞行风险管理系统。该系统实现航班机组搭配的自动检查，引导飞行员做好航前准备工作，实现对飞行员的精细管理，系统已在航空公司上线运行并取得了良好效果。

关键词：飞行风险；J2EE；风险管控；航班安全生产；MVC

DOIDOI：10.11907/rjdk.171603

中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：16727800（2017）010009603

0引言

近年来，随着全球航空事业的蓬勃发展，各类航空安全事故及事故征候屡见不鲜，如2010年8·24黑龙江伊春坠机事故，2014年3·8马来西亚航班失踪事件以及2016年3·19俄罗斯客机坠毁事故，航空安全事件频发使得人们对航空安全的关注达到前所未有的高度。多年来，中国民用航空局（CAAC）等管理当局以及各航空公司投入大量人力、物力致力于航空安全问题研究[1]。

冰山理论认为，飞行事故犹如冰山露出水面的一角，在水下还有诸多未发展成事故的事故征候，而每个事故征候下面又有许多未衍化为事故征候的不安全因素。风险管控必须不断深化对安全隐患信息的挖掘，才能从事故源头降低其发生的可能性。根据国际民航组织（ICAO）统计报告数据显示，人为因素占航空飞行事故致因因素的76%左右，而在人为因素所导致的飞行事故中，由于机组不安全行为导致事故的比例高达67.86%[2]。由此可知，对机组人员的合理搭配和科学管理是降低飞行风险的关键所在。而航空公司原有系统中的相关模块基本都是多年前开发，难以满足新的风险管控需求。为缓解相对薄弱的安全基础与航空业快速发展现状之间的矛盾，亟需在航空公司运行信息系统（SOC）基础上研发一套完善的、足够支持风险管控业务的飞行风险管理系统（Flight Risk Management System，FRMS）。

1主要业务分析

基于航空公司主要安全问题分析，可将航空公司飞行风险归纳为两大类：一是生产要素的质量和数量问题，如

飞行员出现的疲劳状态[3]、技术差错[4]、决策失误[5]等，这类风险事件的产生大部分是由于排班紧张、机组搭配不合理，以及飞行员自身心理或生理状况不佳、操作技能不足等；二是来源于业务流程各环节间存在信息传递的不对等或中断，致使某一环节出现的问题在其后被传导、放大。

风险本身具有偶然性、相对性及可变性，风险管控要对影响飞行安全的所有危险源、风险事件进行识别记录、主动控制和持续管理。本文着重于风险管控的主动性，采用科学的方法实现安全关口前移，主动识别日常危险源，并采取措施加以控制。风险管控整体架构如图1所示。

1.1航班确认

在复杂环境下，风险管控的核心在于飞行员队伍的质量和数量[6]，因此航班机组搭配是否合理至关重要。

航班搭配规则是航班确认的重要依据，以某航空公司湖北分公司为例，将机长、教员的技术实力分为A、B、C、D 4个级别，其中A类等级最高，D类最低，其又可细分为D＼-1、D＼-2、D＼-3、D＼-4。副驾驶的技术实力等级分为A＼-1、A＼-2、B、C、D＼-1、D＼-2等级别，其中，A＼-1级别最低，D＼-2级别最高。此外，可根据实际需要对各级别进行继续拆分。

技术实力搭配基本规则如图2所示，A类机长可以带A类或A类以上的副驾驶执行航班任务，以此类推。此外，D＼-1类机长只能与D类副驾驶（含D＼-1和D＼-2）执行航班任务，D＼-2类机长只能与D＼-2類副驾驶执行航班任务，D＼-3、D＼-4类机长不足以带副驾驶飞行，必须配一个机长；双机长航班不用检查机组搭配，两个副驾驶只需其中一个符合规则；若航线中包含有特殊机场，系统会根据相应的特殊机场要求检查机组搭配是否满足其条件，如恩施机场要求双机长且第一机长必须为教员。

同步航班数据后，根据搭配规则和限制条件自动检查航班搭配是否符合要求，检查通过的航班才可以进行航前准备操作；若未通过，把不符合搭配规则的航班显示在检查结论框内，并指出不符合之处，根据这些信息管理人员就可以修改机组搭配，再执行航班检查，直至其符合航班搭配规则。

1.2航前准备

机组搭配确认无误的航班方可进入航前准备流程，航前准备旨在引导飞行员做好飞行前的准备工作，向其传递关键风险信息，避免风险的再次发生。在此过程中，管理人员需将近期的风险信息添加到系统中，其中，风险信息分为两种，一种是即时风险提示信息，系统会利用短信平台将此类信息发送到飞行人员手机上；另一种是航前准备风险提示信息，包括飞行人员需要了解的近期重要安全文件、飞行部重点风险及防控措施、重点安全工作要求、重要典型事件及具体原因等信息，系统默认将最近一次添加的各类信息在飞行员航前准备界面展示。飞行员选取要执行的航班任务，然后根据系统提示逐项检查各项工作准备是否充分，阅读风险提示信息，在所有信息确认无误后航前准备完毕。

1.3运行报告

运行报告是飞行风险管理的重要组成部分，实际飞行过程中往往会发生一些难以预料的风险事件，只有将其记录下来，在仔细分析产生原因基础上制定出相应的解决方案，才能有效避免风险再次发生。通过电子化的《运行安全信息报告》替代原有纸质文档，管理方便且不易丢失，飞行员在完成航班任务后，仔细填写飞行过程中所发生的风险事件，由值班管理人员负责审核并将运行报告交由SMS风险评估小组进行分析，以制定出相应的处理方案。

2系统设计与实现

2.1系统模块设计

根据航空公司风险管控业务需求及其实际运行各环节，本文设计了系统管理、行政管理、安全管理、技术管理、运行管理五大功能模块。整个系统采用MVC模式[7]，实现表现层与业务层的分离，最大限度地减少客户端、服务器及数据库之间的耦合性，以利于系统的维护和升级。系统功能结构如图3所示。endprint

图3系统功能结构

系统管理模块用于对系统的基础数据及安全性进行维护，主要操作者为系统管理员；行政管理模块包含行政档案和党员发展，负责对飞行人员基本资料的检索和信息维护；飞行员的技术等级是航班搭配的重要依据，技术管理模块可进行飞行员训练科目维护、飞行员技术等级变更、机长英语签注和证照到期提醒、设置机场的限制条件和禁飞人员名单等；通过安全管理模块，不同的人员根据权限可录入、查看和审核运行报告，维护、修改安全档案和风险信息，录入飞行事件并关联运行报告；运行管理为本系统核心模块，能够查询航班任务和飞行时间，自动检查航班的机组搭配情况，管理飞行人员的运行档案，并计算出机长、副驾驶的月度、季度和年度综合排名及疲劳指数。

此外，报表统计功能嵌入在各相关模块里，能够统计各类档案的详细信息，包括行政档案、技术档案、运行档案、安全档案以及机长副驾驶的各类综合排名，报表中加入了查询功能，能够精确检索到所需信息，并导出到Excel文档。

2.2系统实现

本文设计的飞行风险管理系统在J2EE企业级开发平台上开发，采用B/S三层结构[8]，将系统的业务逻辑和处理逻辑封装在Web服务器，将数据处理集中在数据库服务器，数据库服务器置于Web服务器的后台，既向用户隐藏了实现细节，又保证了数据安全。具体技术路线如下：①使用Spring和SpringMVC将对象之间的关系交由容器进行管理，实现前端页面与后台业务逻辑之间的松耦合连接；②持久层使用轻量级的MyBatis框架，把sql语句写在xml配置文件里，解除了sql语句与程序代码的耦合，使程序更加易于维护，较好地实现了ORM（Object/Relation Mapping）和数据持久化；③为达到良好的用户体验和浏览器兼容性，系统采用ExtJS技术进行界面开发，ExtJS构建的RIA Web应用具有类Windows风格的标准界面和操作方式，是一款基于Ajax与后台技术无关的优秀前端框架[9]；④采用Web Service技术[10]调用接口跨平台获取数据，使飞行员基础档案信息和航班数据与原有系统保持同步，该技术正好弥补了跨平台服务的瓶颈问题，不同平台可以通过规范的接口进行交互，以满足复杂业务和规模扩展；⑤系统运行所产生的数据量很大，故采用稳定、安全、高效的SQL Server2008R2作为数据库系统，并使用存储过程和视图提高数据库服务器运行效率；⑥通过主流Java报表工具Fine Report实现报表统计和导入导出功能，使用起来简捷、灵活，学习成本不高。

系统总体框架如图4所示，整体实现遵循软件开发基本流程，经过系统规划、需求分析、详细设计、代码编制和软件测试等阶段完成整个系统。

2.3数据库设计

航班任务通过调用SOC系统提供的接口获取，数据保存到本系统的航班任务表（FlightTaskInfo）和航班任务详细表（FlightTaskDetail）中；限制条件保存在机场信息表（Airport）和机场禁飞人员表（AirportNoFly）中，由具有权限的管理人员修改机场限制条件及禁飞人员姓名。限于篇幅，仅写出部分主要数据表，飞行风险管理主要表结构如图5所示。

3结语

为降低人为因素对航空安全中的不利影响，本文在对飞行员实现精细化管理的基础上采取飞行风险管控措施，初步解决了以飞行员为关键要素的航班安全生產首要问题——生产要素的数量、质量及业务流程中风险信息的传递。本文所开发的飞行风险管理系统已在国内某航空公司湖北分公司上线运行，成为该公司航空安全管理体系（SMS）的综合管理和风险缓控平台，取得了良好效果。航空安全是永恒的主题，后续将继续探索风险管控业务，不断完善与更新飞行风险管理系统，以推动航空企业实现更高层次的飞行风险管理。

参考文献：

[1]邵雪焱，刘铁祥，刘继军，等.航空安全风险管理理论与方法研究[J].科技促进发展，2012，8（3）：2128.

[2]孙瑞山，赵青.航空人为差错事故/事件分析（ECAR）模型研究[J].中国安全科学学报，2012，22（2）：1722.

[3]罗晓利.疲劳、睡眠缺失以及人体昼夜生物节律扰乱与飞行安全[J].西南民族大学学报：人文社科版，2003，11（11）：247249.

[4]高扬，宫一民.飞行机组人为差错风险分析方法研究[J].工业工程，2014，17（1）：16.

[5]霍志勤，谢孜楠，张永一.航空事故调查中人的因素安全建议框架研究[J].中国安全生产科学技术，2011，7（2）：9197.

[6]池宏，宋志勇，计雷.航空安全风险管理实践[J].科技促进发展，2012，8（3）：1620.

[7]李树人，韩芳溪，郭春燕.基于J2EE/MVC的就业管理信息系统的研究[J].计算机工程与设计，2008，29（4）：987990.

[8]祁运田，吕品.基于B/S与C/S混合模式的煤矿安全信息系统研究[J].中国安全生产科学技术，2008，4（5）：6265.

[9]徐前进.基于J2EE和ExtJS的人力资源外包服务平台的设计与实现[D].合肥：合肥工业大学，2013.

[10]杨月奎，邬文涛.基于WebService的异构信息系统集成研究与实现[J].软件导刊，2013，12（7）：120121.

责任编辑（责任编辑：孙娟）endprint