基于STPA的平行跑道入侵风险分析

田静

（民航中南地区空管局空中交通管制中心塔台管制室，广东 广州 510800）

一、引言

随着机场交通量的增加，跑道入侵事故发生的可能性也在成大比例增大，因而引起了塔台管制人员的高度重视。跑道入侵实际上就是飞机跑道上存在不安全因素，通过对可靠资料进行研究不难发现，大部分的跑道入侵问题都是由于操作失误造成的，其中管制员控制失误也占较大比重。目前我国多个机场都修建了平行跑道，本文研究的平行跑道运行指实际运行的跑道形式。

二、STPA分析方法简介

（一）STPA概念

系统理论的过程分析（STPA）是建立在 STAMP 理论之上的风险分析技术，是针对传统、广泛使用的风险分析技术存在的不足提出的一种基于系统理论的建模及分析的方法，可用在系统运行过程中的危险分析以及系统设计阶段的安全分析，是一种自顶向下的系统安全工程方法。将安全问题看成系统的控制问题，通过分析系统的危险、不安全控制行为及致因因素，将其转化为系统的安全约束，以此保证系统的安全性。

（二）STPA分析流程

STPA分析流程如图所示，在进行分析之前建立基本系统工程信息，STPA的具体分析包括STPA-1及STPA-2。在准备阶段需确定所研究的事故、导致事故的系统级危险、将危险转化为高层的系统安全约束、建立安全控制结构图。

STPA-1基于构建的安全控制结构对不安全控制行为进行分类分析，共四种类型：一是安全所需的控制行为未被提供；二是控制者提供了潜在不安全的控制行为；三是太早或太晚提供了潜在安全的控制行为，即在错误的时间或以错误的顺序提供了潜在安全的控制行为；四是安全所需的控制行为开始的太早或实施时间太长。STPA-2的致因因素分析包括两部分：上述不安全控制行为的产生原因；安全的控制行为未被遵守的原因。

三、平行跑道入侵风险分析

（一）平行跑道运行跑道入侵场景

平行跑道是指跑道中线平行或跑道中线延长线夹角小于 15 度的非交叉跑道。由于滑行道布局和航站楼相对于跑道的位置等原因，到场或离场航空器有时必须穿越使用中的跑道，起飞航空器需穿越使用中的跑道到达起飞预计使用跑道、着陆航空器需穿越使用中的跑道滑回停机坪，该情形不仅会造成延误还会增加跑道穿越造成的跑道入侵风险。

当平行跑道间距较小时，两条跑道等待位置线距离较近，在航空器从一条跑道落地需脱离跑道时，等待位置线可能被混淆造成未脱离该跑道或在没有许可的情况下进入另一条跑道。

平行跑道存在使用错误的、正在被使用的跑道进行起降而造成跑道入侵的情况，夜晚及低能见度、ATC 和机组情景意识、飞行员工作负荷的增加、候机楼与跑道之间滑行距离短、使用跑道作为滑行路线等都可能造成航空器使用错误的跑道起飞或着陆，当该跑道已被占用时将会造成跑道入侵。

（二）平行跑道运行跑道入侵场景分析

根据STPA 理论，确定系统危险后，需建立系统安全控制结构，笔者的研究范围为航空器在地面保护区内的运行。为建立跑道运行系统的安全控制结构，以跑道运行的基本组件：管制员、机组、车辆/行人为基础，分别建立三者的交互关系，包括与其直接交互的组件及对其运行有直接影响的组织层面。平行跑道运行跑道入侵场景主要有：

起飞阶段入侵场景：一是提前进入预计的但被占用的跑道起飞；二是正确进入预计的跑道起飞，但本该脱离跑道的航空器不正确地出现在跑道；三是使用错误的被占用的跑道起飞。

着陆阶段入侵场景：一是提前使用预计的但被占用的跑道着陆；二是正确使用预计的跑道着陆，但本该脱离跑道的航空器不正确地出现在跑道；三是使用错误的被占用的跑道着陆。

地面保护区内其他地面活动阶段入侵场景：一方面穿越跑道，一是提前穿越了预计穿越的跑道，该跑道上有离场或着陆的航空器；二是航空器或车辆穿越了错误的有航空器离场或着陆的跑道。另一方面进跑道，一是航空器或车辆进入了预计的跑道，该跑道上有航空器离场或着陆的跑道；二是航空器或车辆进入了错误的有航空器离场或着陆的跑道。

四、入侵预防策略和措施

根据上述的分析和研究，对应平行跑道运行跑道入侵场景，应当采取以下策略和措施进行跑道入侵的预防。

一是改进管制员的通讯设备。塔台应采用先进的机场地面检测设备和机场活动区域安全系统等高度自动化的计算机系统，防范跑道入侵，一旦发生，立即做出响应和警报，以此能给管制员以足够的时间和空间来避免和解决跑道入侵。即使在雨雾天气的情况下，也能使管制员可靠全面掌握机场的实时情况。

二是完善机场基础设施建设。机场跑道区域，以及机场航空器、车辆等运行区域，尤其在跑道入侵发生概率高的区域，将所有的标记、信号灯等进行规范化，便与飞行员与管制员之间的协调；并在此区域建设隔离栏，防止车辆和行人在未经许可下，进行到此区域，而影响到管制员的控制与管理。

三是加强管制员专业培训。跑道入侵中30%的原因来源于管制员的失误与偏差，而管制员的失误与偏差主要来源于管制员的责任意识不强，相关安全意识不够，管制员使用的机场用语不标准，因此要不断加强管制员的专业知识和职业责任意识的培训。

四是加强管制员与车辆驾驶员、飞行员之间的交流和通信。当跑道入侵发生时，人们一般会认为飞行员或车辆驾驶员缺乏位置和行驶意识，导致跑道入侵。其实不然，此原因主要是由于管制员与飞行员的通信不成功或者有偏差。

五、结语

跑道入侵是影响机场场面运行安全的重要问题，已成为民航安全的一个重要挑战。因此在空管中建立并应用STPA 系统进行安全分析，能够有效减少跑道入侵情况发生可以进一步提高空管安全管理水平，有力保障民航安全。