手册对航空安全影响的初探

归晓烨 /

(上海飞机设计研究院，上海201210)

0　引言

随着科技的进步、航空技术的发展以及新技术新材料的应用,飞机自身和运行环境、软硬件的安全性、可靠性和经济性都日趋提高，由飞机设备故障引起的飞行事故概率已从20世纪初的80%下降到目前的3%。尽管如此，航空业还存在着一些不尽如人意的问题，特别是在解决由人为因素导致的事故问题上进展缓慢，使得近20年来由于人为因素导致的飞行事故率仍居高不下。如图1所示，在美国民机飞行事故原因的统计中，人为因素在1940年占35%，1990年则已达到41%。另据国际航空运输协会的统计资料显示，80%的飞行事故都与人的表现不佳(犯人为差错)有关[1]。可见人为因素是当今航空飞行安全的最大隐患，必须给予高度的关注。

(a)1940年飞机事故原因比例

(b)1990年飞机事故原因比例图1　飞行事故原因的比例

随着飞行架次总量的不断增加，若不采取措施有效地减少人为差错，事故数量将会不断增加。因此加强对人为因素的研究和应用，识别人为过失，降低风险，找到预防措施，最大程度地克服和避免人为差错的发生是航空运输系统亟待解决的实际问题。随着人们对人为因素的作用越来越重视，越来越多的组织机构对人为因素进行研究和分析，试图把导致失效的原因找出来并加以纠正。对人为因素的分析和分类的研究很多，但是基于飞机手册原因造成飞行事故的研究和分析却少之又少。

本文拟从人为因素角度，将数起与手册有关的航空事故分为手册自身问题引发的事故、违背手册引发的事故、飞行机组人员差错导致的事故和维修人员差错导致的事故这四类。并基于这些航空事故调查进行总结和分析，讨论手册对航空安全的影响，对手册在编制阶段的工作提出了相应的启示，旨在进一步提高手册的实用性以确保航空运营的安全。

1　手册、人为因素与航空安全的关系

人为因素涉及到人、机器和环境三个要素。此三要素中，人的可靠性最低，人为差错是导致飞行事故的直接因素。导致人为差错的主要因素很多，包括空勤或地勤人员负担过重、设计缺陷、培训不足、疲劳及疾病、违背检查单操作以及缺乏知识、经验等。

而与手册有关的人为差错更是影响飞行安全的重要因素。一项2002年针对美国国家宇航局航空安全报告系统中事故报告程序问题的研究表明，下列因素造成了与手册相关的错误：程序设计的缺陷、使用者的错误、手册的有效性和可索取性及手册编写机构的实践经验。对手册的理解不到位、手册自身编写缺陷以及违反手册规定，这些都是造成人为差错的关键，也是导致飞行事故的主要原因。

另外，从图2可看出，在各种人为因素中，飞行机组的差错对航空安全的影响是最大的，其基本事件数量占了总数的58%左右。这与航空事故的统计资料相吻合，据统计，中国民航50年来发生的二等和重大以上的133次飞行事故中，按直接责任者约有65%是飞行员原因。国际民航发生有人员死亡的飞行事故中，有68%也是飞行员原因[2]。在所有造成航空安全事故的人为因素中，飞行机组的失误约占2/3。其次航空维修人员的差错对于航空安全的影响也非常大，其比例约占37%。

图2　人为因素影响航空安全事故树

从以上分析可以看出，飞行机组和航空维修人员在航空运行环节中出现影响航空安全的差错行为具有数量较多的特点。因此，他们是影响航空安全的最重要的两类人员。造成航空事故的大量原因都是由他们的差错与失误造成的。如果能够将这两类人员的差错发生概率大幅度降低，那么航空安全事故的发生概率将会明显降低，保障航空安全将有一个质的飞跃。

2　手册与航空事故

2.1 手册与事故类型的分析

表1对附录所记录的与手册有关的12起重大航空事故按手册自身问题引发的事故、违反手册引发的事故、飞行机组人员差错导致的事故和维修人员差错导致的事故进行了分类，并列举了调查结果。

表1　12起航空事故调查结果统计表

注：FCOM, flight crew operating manual,飞行机组操作手册；MEL，Minimum Equipment List最低设备清单

人为差错的主要表现为以下三个方面：

1)做了不该做的事；

2)应该做的事没有去做；

3)该做的事做得不够充分、完整。

将其与手册联系起来，对应的差错表现可细分为：

1)违反手册；

2)该按照手册却没执行；

3)手册信息不够充分、完整，手册的理解或执行不到位。

根据与手册相关的差错表现，表2将上述的12起航空事故进行分类统计，充分说明了与手册有关的差错对航空事故的影响，体现了手册对航空安全的重要性。

表2　与手册有关的差错造成航空事故统计表

通过对以上航空事故案例的分析可知，人为因素确实影响到飞行安全，而飞机手册在整个航空运营和飞机飞行的过程中的作用和影响同样是举足轻重的。手册是通过人的使用对航空安全造成影响的。手册所提供的信息和制定的规则不仅是要提醒和规范人的行为，确保飞机的安全和可靠，而且要全面细致地考虑如何在手册的使用中避免或者减少出现人为差错的可能性。因此为了减少飞行事故，必须加强对手册编制的重视，采取各种有效措施来消除或减少造成人为差错的原因。例如在飞行类手册中，检查单的执行、特殊程序和系统欠缺说明、程序执行的分工这些问题需引起足够的重视并解决；而在维修手册中，一个任务的相关维修程序完毕后，也应考虑有检验和复查的程序，以确保该程序执行的正确性和完整性。

2.2 手册与错误类型的分析

对事故起作用的因素一旦与人的过失共同起作用时，将引发更大范围的事故发生。表3是对美国国家运输安全委员会着重对1978年至1990年底的37次重大飞行事故的统计分析，记录了37次事故中错误的类型和数量[3]。

根据表3的数据显示，出现次数从多到少的前四个错误类型分别是程序、监控/质疑、决策和飞行操纵，它们出现的次数分别是73次、70次、51次和46次，分别占错误总量的24%、23%、17%、15%。表现为以下几方面：

1)程序：未按要求进行喊话；不正确的喊话；未执行或未完成要求的检查单或指令；未履行检查单指定程序；未查阅手册或未获得信息。

2)监控/质疑：未探测出或未理解为错误；已发现别人错误但由于种种原因未提出质疑。

3)决策：不适当的决策；未能按信号反馈要求而改变行动进程；未注意到那些建议改变行动进程的告警或警告信息。

4)飞行操纵：未按设计要求去操纵飞机。

将这些表现方面与手册联系可发现，这些错误都有手册的因素，例如手册的信息是否全、描述是否清晰、程序和内容理解得好不好、是否被执行和遵守等，与手册有关的错误类型占错误总量的79%。尚不包括资源管理错误和系统运作错误，它们也与手册有点联系，例如机组内部对检查单的分工或工作责任制定、任务优先程序失效、未提供明确的操作口令、错误使用仪表和系统、规定了错误的燃油量读出方法等。

表3　事故中的错误状况统计表

3　手册与事故调查

3.1 事故调查的重要性

几十年来，大部分航空事故的主要原因是由飞行驾驶失误和维修不善引起的。在2004年，全世界事故造成损失多达五十亿美元。事故调查的重要性不言而喻，通过事故调查可规避那些会影响飞行安全、造成人员伤害和设备损伤的人为造成的风险，能帮助识别和理解引起差错的多个起因。识别这些起因能够提供一个明确的工作重点来预防未来的事故。许多国家航空当局要求把事故调查作为安全管理体系的一个重要部分。

3.2 事故调查对编写手册的作用

通过事故调查可帮助识别和理解引起差错的起因，从而在事故发生之前就探测到它们并制定纠正措施来避免未来事故。对编写手册来说，经过总结事故调查，可以发现手册存在的失误或不足及可能诱发差错的潜在问题，例如：手册未对飞机特性提供必要且足够详细的信息；操作程序缺少或描述不清楚；缺少更为系统全面的延伸知识；未强调机型设计和特点的描述；维修程序未能被发现及验证是否符合批准的维护方式等。从而通过改进手册编制，努力减少和避免一切可能诱导差错和风险的发生。

4　对手册编制的启示

手册不仅为飞机安全运行提供必要的准确的信息，也是将程序标准化和规范化的准则，指导并约束着人的行为。以上对航空事故的讨论可以发现，在手册编制阶段，就应充分考虑人为因素导致的对知识理解和应用的差异，找出方法通过改进手册的编制，降低人为差错。

4.1 现阶段对手册编制应采取的措施

如图3所示，国内民机手册已走过了从无到有的阶段，在现阶段编制过程中，手册编写人员要做的是解决手册是否全面、清晰的问题。可采取以下措施：

1)编写时要从飞行员的操作习惯和需求出发，而不是从设计人员的角度出发。例如，在编写手册时，尽量采用符合民航的行业习惯和术语，减少工程用语，统一缩略语。

2)制定合理的规范，让飞行员容易遵守和理解。用一个明确的程序来提醒飞行员，让飞行员执行这个要求。

3)手册或者手册中的一个部分可能兼饰两角：一方面作为飞行机组的标准操作程序指南，一方面作为培训指南。内容应该是清晰的、易理解的，不必冗长。

4)为减少飞行员犯错，在编写飞行员执行任务的时候，要考虑飞行员自身的生理限制，给予飞行员更多的思考时间和相应的信息提示。

5)对特殊的系统和操作提供足够全面的信息知识，并要考虑便于飞行员阅读和查找。

6)在版面设计和程序编制中，充分考虑飞行员的工作环境，因此确定纸张的颜色和字体大小以及清晰明了的程序格式也是相当重要的。

7)信息交流和沟通可能是航空器维修中最重要的人为因素问题。没有交流，安全标准就难以保持。强调手册编写人员与航空公司与制造厂保持信息交流至关重要。

8)由于航空器的日益复杂，维修变成了越来越关键的功能，因此对应地，也要求手册编写人员精通业务，具有相当的技能标准要求。

9)增强手册的可用性，提供便于查寻、操作和执行的信息供维修人员进行维护。

10)一个任务的相关维修程序完毕后，应考虑检验和复查的程序，以确保该程序执行的正确性和完整性。

图3　手册编制和使用阶段示意图

4.2 人为因素培训

对手册编写人员而言，人为因素培训可加强对造成差错和违规的因素识别，是辨别、理解和管理涉及人的相关行为中的关键的第一步。人为因素培训有助于建立一个积极的安全文化氛围，有助于加强编写人员了解人为因素在飞行机组和维修人员工作表现中的影响，能帮助编写人员认识到人为因素对于安全和质量的影响。建议人为因素培训可包括以下内容：

1)人为因素概述；

2)安全文化；

3)人为差错的原理，事故调查和案例研究；

4)人的行为表现和局限性；

5)与程序、信息、工具和任务相关的实践；

6)团队内外的沟通交流和协作；

7)与专业相关以及系统综合的知识；

8)基于手册的人为差错的事例。

5　结论

国内对于飞机手册方面的研究资料和文献很少，而基于人为因素研究手册对飞机安全的影响的就更少。

人为产生的失误或差错是不可避免的，不能要求其为零，只能通过防止差错和制定规则和措施来控制差错。在以后的工作中，应注意从人为因素角度考虑手册对航空安全的影响，进一步提高手册的实用性，减少与避免因手册而引起的差错及导致不安全因素的产生，以确保飞行安全。

附录　与手册有关的航空事故

事故事故调查C2 1992年7月31日,中国通用航空7552号航班空难,有108人遇难。调查发现,空难的主要原因是机组人员未按规定进行飞行前检查,未把飞机全动式水平尾翼调整到与飞机重心相适应的角度起飞。根本原因是机组人员未严格按照该机型的飞行手册进行操作。这场空难为机组人员违章操作造成的重大事故。C3 1996年7月20日,MU-2B型飞机迫降起火坠毁事故。调查证实,右发动机发生非包容性转子故障,由于飞行员没有按照手册履行单发飞行程序,飞机保持不了高度。D 因维修人员差错造成的航空事故(飞机维修是航空系统的基本组成部分,航空维修人员与航空安全关系密切主要集中表现在经维护修理后的航空器适航品质与安全质量方面。飞机的不安全状态直接威胁飞行安全,维修差错成为一些严重事故的可能原因。)D1 1991年9月11日,美国大陆快运2574号航班空难,机上14人全部罹难。NTSB发现飞机水平翼缺少螺丝是造成此次事故的真正原因。委员会将事故的原因归咎为飞机维修人未严格遵守适当的维修程序及质检步骤。D2 2003年1月8日,中西航空5481号航班空难,全机21人罹难。NTSB调查指出,在这架飞机最近的维修报告中发现一个控制该装置的钢索张力的螺丝扣安装在一个错误的位置上,使得升降舵行程不足,导致驾驶员无法有足够的俯仰控制。同时,飞机起飞时超重580 lb,飞机起飞后,重心偏向机尾。当飞机的起落架收起后,立即失去平衡;加上控制升降舵的钢索失效,终导致无法控制飞机。D.3 1990年6月10日,英国航空5390号班机事故。事故调查发现,该飞机于出事前27 h曾被更换挡风玻璃,被安装上不合规格的螺丝钉,当时的维修部门没有参考飞机的维修手册。事故责任在于维修部门没有按照维修程序,并使用了不合规格的零件。