民航运输系统突发事件的生成机制与干预策略：耗散结构论的视角

刘小平, 柳 亮

(1.武汉工商学院 管理学院，湖北 武汉 430065；2.武汉理工大学 教育科学研究院，湖北 武汉 430070)

一、 问题的提出及耗散结构理论的基本原理

我国航空运输持续快速增长，已成为国民经济的重要组成部分。“十二五”期间，中国民航实现了快速发展，航空运输规模稳居全球第二，其中旅客运输量超过18亿人，运输总周转量达3457亿吨公里，年均增长速度达到8.3%。截至2017年底，民航全行业运输飞机期末在册架数3273架，比上年增加280架；定期航班航线3794条，全年累计新辟航线78条；新增航路里程1万余公里。尽管我国民航市场最近十几年发展迅猛，但安全基础相对薄弱，安全管理体系和运行机制尚不完善，综合保障能力有待提高，这些与不断增长的飞行量需求和行业快速发展之间的矛盾日益突出。在此背景下，民航系统面临的各种不确定性急剧增强。这种不确定性主要表现为民航系统认知的不确定性、风险影响因子数据缺失的不确定性以及风险演化态势的不确定性。这些不确定性会使安全管理风险增大，直接影响到旅客的生命财产安全和民航运输业的快速有序发展。

国外学者对民航风险的产生、发展和扩散进行了长期探讨，研究领域不断扩大，研究方法不断创新，取得了丰硕的学术成果。主要集中在民航风险归因[1-3]、民航风险治理路径[4-5]、民航风险评估[6-8]等方面。针对旅客这一特定群体，国外学者重点从旅客突发事件的计量、动机、方式、影响因素和经济后果等方面展开了深入研究[9-11]。国内学者在借鉴国外研究思路的基础上，结合我国国情，对民航安全风险的风险识别、评价、预警等方面进行了有益探索[12-13]。尽管目前研究成果颇丰，但存在的一个共性问题就是，主要侧重于从单个因素方面对空管安全风险进行因素分析、功能分析和程序分析，而在考察各风险因子之间如何相互作用方面，则显得较为薄弱。热力学中的耗散结构理论(Dissipative Structure Theory)认为，一个远离平衡态的开放系统，当外界条件达到一定阈值时，系统可能从原来无序的混乱状态，转变为有序状态。民用航空运输系统属于开放系统，适合运用耗散结构理论以解释突发事件的演进过程。本文依据耗散结构和熵理论建构民航运输系统的熵流模型，利用系统熵变来揭示突发事件的生成机制，从而为保障民航安全运营提供理论支持和决策参考。

耗散结构理论是比利时布鲁塞尔学派领导人普利高津(I.Prigogine)教授于1969年在“理论物理与生物学”的国际会议上提出的。他把远离平衡态情况下所形成的有序结构命名为“耗散结构”；耗散结构是与外界同时存在能量流、信息流和物质流的动态系统，其熵值由正熵与负熵两部分构成。耗散结构理论就是研究耗散结构体的特征、发展、平稳状态和演化规律的理论。耗散结构理论提出后，在众多学科领域例，如环境学、管理学、教育学等，都产生了广泛影响。一直以来，人们更多的关注点集中在稳定的有序结构上，认为如果系统一旦处于紊乱的非平衡形态的时候，是难以在非平衡形态下展示出稳定的有序形态的。同时该理论认为，系统从非平衡形态到形成耗散结构体，应当至少需要满足三个基本条件：一是开放性，即系统需要不断地与外部环境进行各种要素的交换；二是系统属于非线性非平衡形态；三是在开放的系统内部，各要素之间彼此具有非线性的相互作用[14]。由此，耗散结构体处于非线性非平衡状态时，当约束条件的值超过某一阈值，状态将变得不稳定。此时一个微小的干扰就可以使系统离开非平衡状态，进入另一个相对稳定的状态——有序化的耗散结构[15]。

二、 民航运输系统的耗散结构属性

民航运输系统是一个典型的耗散结构体，首先表现在无时无刻都在面临着各种不确定因素的影响，例如环境、政治和经济等方面。环境方面包括温度、湿度、飓风、冰雹、高强辐射场、能见度、火山灰或沙尘暴等，这些特殊气候环境会对民航运输业造成不同程度的影响。政治方面包括恐怖袭击、局部地区战争、地区疫情等。经济方面包括油价涨跌、金融危机、GDP走低等因素。其中某一因素或几个因素之间的相互作用都有可能导致突发事件的发生。这些突发事件是对民航造成不利影响的随机干扰因素，具有不确定性、连锁性、复杂性、社会性等特点；它极易引发各种危机，给出行旅客的生命财产安全带来威胁，并成为社会舆论关注的焦点。其次，民航运输业既具有自然地理属性又具有社会经济属性，符合耗散结构体的特征，主要表现在以下四个方面。

(一) 系统的开放性

随着经济全球化、一体化的迅猛发展，中国市场进一步向世界开放，中国经济将逐步全面、深入地与世界经济融为一体。国内民航业亦是如此，其高速发展离不开所处的外部发展环境，并且时刻与外部环境之间进行各种要素的互换。1.物质流维度：主要表现在旅客运输量逐年攀升，能够带来直接的收益，这是民航正常运营的基本保障。旅客对于任何一个航空公司的重要性不言而喻，尤其是以公商务为主的高级VIP会员旅客，能够为航空公司带来持续稳定的收入。2.能量流维度：民航运输业需要持续的在外部环境中获取能量，包括飞机上燃料、机械润滑油、液压油、食物、水等物资的补充，同时又以机务过站维护检查、垃圾、废气等形式向外部环境排放。3.信息流维度：随着互联网的高速发展和信息化推进，民航与社会环境之间不断进行信息交换与反馈。民航领域的信息管理具有大数据、高质量、高安全的特点，各系统相继开发了不同的信息管理平台并加强了彼此之间的信息交换；民航业还需要吸收外部环境的其它信息，例如地方的经济、技术、法律、环境等信息，同时需要向外部环境提供航班查询、航班延误、行李托运、机票预定等方面的资讯服务。

(二) 系统非平衡性

民航运输业处在物理学中的非线性非平衡状态。这种不平衡首先体现在各航空主体之间的竞争关系。随着我国经济的发展，人们的消费水平普遍提高，消费观念和消费心理发生了巨大变化，选择飞机出行的旅客越来越多，民航运输已从过去的高端消费转变为大众化的消费产品。此外，民航业准入门槛的降低，刺激着民营资本和其它社会资金涌入民用航空领域。航空公司之间的技术竞争、服务竞争、价格竞争等日趋激烈。在此背景下，越来越多的航空公司为增加市场份额开始实行差异化管理，例如根据飞机型号、淡旺季、服务设施、服务质量等，将消费者分为低端、中端和高端群体，以提供相应的增值服务，满足不同消费者的差异化需求。

(三) 系统的非线性

首先，在运输过程中，由于受到外部自然环境、地区经济发展水平与习俗等因素的影响，客货运输量在不同季节、不同年份都有非常明显的变化。以旅客运输量为例，通常在每年的第一、三季度，运输量持续上升，并在第三季度形成一个高峰值，而在第四季度又有明显的回落。其主要原因在于，此时气候舒适，属于旅游旺季，同时大批的师生离校或返校造成的客运需求井喷，使得收入变化呈现出复杂的非线性特点。其次，由于受到外部复杂信息的影响，带来了效用本身的非线性特征。这些都使得民航各要素之间存在复杂的非线性关系，难以通过简单的定量方式去测量或显示。

(四) 存在涨落现象

在外部一个或几个随机干扰因素的影响下，民航系统会产生无数个“小涨落”，继而逐渐达到非平衡状态。当“小涨落”的影响达到某一阈值时，就会改变系统结构的整体性，产生的破坏力可以改变系统原有的稳定结构，形成“巨涨落”。这个过程并不是各干扰因素的简单叠加，是在诸多因素的交叉耦合作用下形成的。例如大雾天气会造成航班延误，部分旅客因为赶时间可能会产生情绪激动的现象，此时就会产生“小涨落”；倘若此时航空公司没有进行及时干预和妥善处置而听之任之，部分旅客就极有可能做出不理智的行为，与机场工作人员产生语言、肢体冲突，甚至激起群体性突发事件而变得一发不可收拾。涨落在系统中属于正常的干扰因素，是众多不确定因素随机组合的结果，无法精准地预测发生的时间、地点及方式；然而突发事件一旦发生，就会对民航正常运营带来严重的负面影响。

三、 基于耗散结构论的民航运输系统突发事件生成机制

热力学定律认为，系统中两物体的热量交换会由高温物体向低温物体传递，总是会自发地发生着熵的增加，直至达到热平衡状态，此时系统的熵值达到最大。开放系统的熵值由两部分构成，Sp表示系统产生的正熵，Sn表示系统通过与外部环境交换产生的负熵，总熵为S：S=Sp+Sn。正熵是指对系统具有破坏效应，不利于系统稳定与正常运行的物质、信息、能量等，其值总是大于零。负熵是指对系统正常运行有帮助和促进作用的物质、信息、能量等，其值可正可负，也可以等于零。当处于远离平衡态时，系统内部物质和能量的分布失衡，正熵与负熵容易呈现不稳定的非线性关系；此时可以从外部环境中引入负熵抵消系统内部产生的正熵，使得熵值变小，从而避免无序状态的出现。

民航运输系统具备了耗散结构体的所有要件，在发展过程中要与外界环境交换能量、物质和信息，同时外部环境也处在不断变化过程中；在交换过程中可能对民航运输产生冲击，特别是其自身脆弱性暴露出以后，最终会导致危机的发生。民航运输是一个复杂的决策系统，会受到包括人员、机器、环境、管理等多种因素的影响，或者是多种因素之间的交互形成的涨落；在系统结构上，由运输系统、行政管理系统、后勤服务系统等子系统构成。由于各个子系统之间的相互作用具有偶然性，熵值代表了突发事件演化过程中子系统两两之间联系的不确定程度；熵值越大，系统的不确定程度越大。民航运输系统中正熵和负熵的相互作用，决定了民航安全系统的稳定状态。

设民航运输系统总熵为S：S=Sp+Sn，其中Sp表示为正熵，是各种不稳定因素的集合，包括人员、设备、环境和管理等要素；Sn表示系统中安全和管理的负熵，包括与旅客及时沟通、公开透明的处理机制、优良的服务态度、提供充足的应急保障资源等一系列措施。负熵增加会逐渐使系统熵值下降，推动民航系统重新进入到动态平衡状态，从而使得危机事件得以妥善解决。在综合国内外相关研究成果的基础上[16]，我们建构了民航运输系统熵流模型(如图1所示)。该模型剖析和呈现了正熵、负熵对民航安全运营的影响作用以及突发事件的生成机制。

图1 民航运输系统突发事件熵流模型

图2 突发事件演化的分叉现象

由于民航系统存在着正熵和负熵的导出与流入，系统总熵值S随着时间不断流逝和系统的涨落，可以逐渐演变为3种可能(如图2所示)。

1.当系统总熵S>0时，系统处在不稳定的状态。此时没有引入负熵或者引入的力度不够，突发事件导致的民航系统熵增超过熵减，正熵值不断增加；当其达到某一阈值时，突发事件就会发生。例如，这一发生过程可以表现为，航班延误后旅客不满情绪的滋长，加之信息披露不及时，部分旅客逐渐聚集和恐慌情绪扩散蔓延，从而造成民航运输系统、行政管理系统、后勤服务系统运营能力下降。此时管理者如果不采取有效措施，及时引入外部力量进行干预，系统内矛盾积累到了一定程度，突发事件就会发生。

2.当系统总熵S<0时，管理者采取干预措施，积极引入负熵值。利用情绪等待原则，转移旅客注意力，及时进行信息告知，提供更优质的服务解决方案，这些举措在一定程度上会使各种物质、能量及信息在各系统之间不断交流互换，产生大量负熵流，从而使总熵减小并趋向负值。这有利于逐步缓解危机，推动系统重新进入稳定状态，并使民航运营安全性得到增强。

3.当系统总熵S=0时，这是一种非常特殊的状态，此时系统的有序性和无序性相互抵消，整体上处于一种暂时的稳定平衡临界形态。当某种人为或是环境的原因造成“小涨落”打破系统的平衡态，这种临界状态就会最终消失，系统要么转向稳定，要么进入非平衡状态。

四、 基于耗散结构的民航运输系统突发事件干预对策

根据上述分析可知，民航系统旅客突发事件实质上是一个熵增的过程。在突发事件发生时，要防止系统变为无序状态，需要保证负熵值增大。这需要通过外部环境引入负熵值来控制总熵值的变化，主要体现在以下两个方面：

(一) 创建多方联动的民航监管体制以降低内部正熵

目前中国民航安全监管实行航空总局、7个地区管理局、33个安全监督管理局的三级安全监管体制。其中，7个地区管理局下设有4个安全运行监督办公室，分别是：新疆局下的南疆安全运行监督办公室、华东局下的青岛安全运行监督办公室、中南局下的三亚安全运行监督办公室和桂林安全运行监督办公室。这种监管体系标志着监管范围的扩大，内容更加细致，充分体现了国家对民航安全的重视程度。目前，我国民航运输业在旅客突发事件应急法律体系建设方面取得了一定的成绩。中国民用航空局于2011年出台了《关于调整民航局突发事件应急工作领导小组成员单位工作职责的通知》，在2012年制定了《中国民用航空局应对突发事件总体预案》，在2016年相继颁布了《中国民用航空应急管理规定》、《民用运输机场突发事件应急救援管理规则》、《航班正常管理规定》等文件，在应急预案、法律、法规、规章、制度等方面取得了显著进展。然而，现有的法律法规等规范性文件原则性较强，监管细则较为模糊，可操作性不高，从而增加了各航空公司和机场在贯彻执行时的难度，无形中降低了这些规范的实效性。民航行政法规的制定和完善具有非常高的专业化和复杂性的特点，这就需要我们厘清应急监管业务范围和业务边界，规范职责，统一标准；将民航规章纳入到国家法律、行政法规体系中，形成自上而下统一的应急监管体系。

同时，民航运营环境在不断变化，航线网络日趋丰富，骨干航线密度不断加大，安全监管更加需要在理念、机制、方法上进行创新；既要总结过去的经验教训，又要把法律规章制度的科学性、艺术性与超前性综合起来。通过借鉴西方国家民航监管的立法经验，采用“制衡―合作”管理模式，建立民航总局、各航空分局、航空公司、机场、航空管制中心共同参与和多方联动的监管体制；改变传统的监管视角、方法和方式，大力提升监管工作的创新性、科学性、预控性和可操作性，切实做到未雨绸缪，防患于未然。

(二) 改进突发事件的应对措施

随着“互联网+”模式的推动和全民信息化时代的到来，民航发展环境发生了巨大变化。准确了解和掌控当前社会需求与民航资源不足的矛盾，提高各级管理人员的危机管理、应急处置、矛盾化解的能力，成为民航运输系统提高安全管理水平的重要内容。首先，建立信息及时披露制度，对相关问题的起因、处理进度等予以公开，消除旅客和媒体的猜疑和不安。例如，由于各种原因导致的航班延误发生后，机场和航空公司可通过设立全天候电话服务热线、公共传媒滚动新闻、手机短信、微信等多种渠道权威播报以正视听，避免出现信息公开延迟或者信息误解等情况。其次，做好突发事件的善后与补救工作。民航管理指挥机构、机场、航空公司的工作人员应当在第一时间做出反应，及时提供相应的服务补救措施，并按照相关规章制度对旅客的经济损失进行补偿，平稳释放突发事件所带来的负面效应；安排专业人士对旅客进行心理疏导和抚慰，化解其焦虑情绪或过激言行，重建旅客对民航运输的信心。

五、 结 论

民航属于高风险行业，随着航空运输规模的不断扩大和旅客运输量的不断增加，由于各种原因导致的突发事件频频发生，在很大程度上影响了民航的快速有序发展。根据以上研究可知：第一，民航系统具有开放性、非平衡性、非线性以及存在涨落现象等特点，表现出非常典型的耗散结构属性，容易受到外部环境与内部条件中某些因素的扰动而形成突发事件。第二，突发事件的发生是一个熵增的过程，要防止民航系统变为无序状态，需要通过外部环境引入负熵值来控制总熵值的变化，例如建立高效协同的监管体制和公开透明的应对机制等。第三，由耗散结构理论可知，远离平衡态的非平衡系统在参数达到某一临界值时，通过外部环境引入负熵可以从原来无序性状态转变为有序结构。由此，可以通过监测民航系统产生自组织到临界值的特征，在临界值出现早期，进行有效干预，使其往有序方向发展。本文从耗散结构理论的视角出发，只是对民航运输系统突发事件的生成机制进行初步探讨，仍有许多理论问题有待于深入研究；在实践层面，对风险的形成和演化规律也有待于剖析典型的民航突发事件以进行实证校验。