通用航空公司安全运行保障能力未确知测度分析

陈勇刚教授 雷晶晶

（中国民用航空飞行学院，四川 广汉 618307）

0 引言

通用航空是指使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动，包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动[1]。

通用航空是民航产业发展和民航强国建设重要基础，更是民航“两翼齐飞”的重要组成部分。截止2017年底，我国在册通航器总数达到2297架，与2016年相比增长了近9.5%，近几年我国通用航空器架次数年平均递增超过10%。然而，通航领域快速发展的同时伴随着事故不断发生，据统计，2006年至2015年近10年间，通航事故数达40起，而通航事故征候数高达138起，造成大量的人员伤亡及财产损失。由于通航作业点多面广，保障条件和作业环境差，安全基础脆弱，造成我国通航飞行事故率和事故征候率始终较高，通用航空的安全问题已经成为了制约通用航空持续发展的关键因素。因此，准确判断通用航空公司安全运行保障能力水平是推动通用航空业健康发展的重要手段。

通用航空在运行过程中容易受到众多不确定因素的影响。未确知测度是指：由于条件限制，在进行决策时尚无法确知的信息用一个带有附加信息（附加限制）的测度来表示，即为未确知测度[2]。未确知测度理论恰好可处理通用航空公司安全运行保障能力评估系统中的不确定信息，避免出现由于不确定信息的存在而导致评估结果不准确的问题。未确知测度方法具有摆脱信息不确知的缺陷，同时不需要大量样本和服从某种典型分布，通过置信度识别，使得到的评估结果可信度和有效度更高[3]。因此，可选用未确知测度理论构建通用航空公司安全运行保障能力评估模型。

1 通用航空公司安全运行保障能力指标体系建立

通用航空公司安全运行保障能力是指通用航空公司在生产运行过程中，通过优化人员、机械设备、生产环境和组织管理等生产要素，保障其生产任务能够正常安全运行的能力[4-5]。基于通用航空的定义，通用航空公司安全运行保障能力必须保证人的行为安全、物（设备和环境）的安全、系统的持续安全，体现通用航空公司安全运行保障水平[4]。目前，通用航空领域还没有一套确定的通用航空公司安全运行保障能力评估指标体系，难以对通航公司的安全运行保障能力进行全面详细地研究。

通用航空公司的安全运行是由人员、机械设备、环境和管理4要素所构成的。通用航空具有以下特点：通用航空公司的人员包括飞行人员、机务人员和航务人员等，其行为主要受到自身业务知识和技能、生理心理素质、年平均受培训时间、遇紧急事件的应变能力、和其他人员沟通协调及其自身所具有的纪律性等因素的影响；通用航空的机型繁多，各种类型机队规模不大，飞机的役龄较长，设备的更新不是很及时，很多设备存在老旧现象，设备的安全性较难保障，其维修较为复杂，需要专业的技术人员，设备的自身原因同样也会导致使用较为困难[6-7]；通用航空在执行飞行任务时，飞行有高空、低空、超低空，空域随意性大，并且其飞行作业的项目也多样化，如在平原、山区、江河、海等区域进行作业，飞行的过程中极易受到天气的影响，机场的建设状况对于通航的运行也起至关重要的作用；由于通用航空在规章制度的制定方面做的并不完善，导致其内部安全体系建设的程度与安全文化建设等均不成熟，增加了运行过程危险发生的可能性，同样通用航空公司的机构设置也存在较大的问题，对于通用航空安全运行的监督审核也不能发挥作用[8]。为了得到通用航空公司安全运行保障能力指标体系，对在通航公司工作至少8年以上的安全管理人员，熟悉通用航空公司的运行过程与相关的规章制度的一线员工和了解国家所颁布的与通用航空相关的最新法规和与通用航空安全相关的法规体系的通用航空专家等人员开展调研，最终得到46个评估通用航空公司安全保障能力的指标。采用Likert5点量表的形式，从1到5正向计分，分数越高代表该指标项越具有评估价值，被调查者根据自身的实际情况对各个指标打分，选取各个人员的分数、统计分析置信度最终确定了23个评估指标。运用SPSS17.0 软件对打分结果的均值、均方差和偏态、峰度等值进行检验，最终所得到的评估指标基本上服从正态分布的标准。所以，最终选定23个评估指标作为通航公司安全运行保障能力水平评估指标。基于通用航空自身的特点，运用人员、机械、环境、管理系统的理论[9]、和SHEL模型[10]等安全理论与方法，结合通航公司实际运行情况，根据调研结果得到人员（A1）、机械（A2）、环境（A3）、管理（A4）4方面为1级指标，技术能力（X11）、心理素质（X12）……安全体系建设程度（X41）、监督审核（X42）为2级指标[1,4]。根据通航公司安全运行保障能力特点、调研结果以及参考文献[1,3-4]将安全等级进行了划分，见表1。

表1 通航公司安全运行保障能力水平评估指标与分级标准Tab.1 Evaluation indexes and rating criterion on safe operation assurance capability for general aviation company

2 通用航空公司安全运行保障能力分析模型构建

假设评估对象有n个评估因素，而由此所构成的空间为A。由于“人员、机械设备、环境、管理”是影响通航公司安全运行的4个要素，可以用来成为一个单元进行评估，即A={A1、A2、A3…An}，其中，n=1,2,3,4。每一个评估因素又有m个单向评估指标，X1，X2,X3…Xm，指标空间为X={Xn1，Xn2...Xni}，(i=1,2...m),y个评估等级分别记做C1,C2,C3…Cy,y=6,评估等级空间E={C1,C2,C3…C6},其中C1,C2,C3,C4,C5,C6分别对应安全等级Ⅰ级，Ⅱ级，Ⅲ级，Ⅳ级，Ⅴ级，Ⅵ级。分别表示非常安全，安全，较安全，一般安全，不安全，很不安全6个等级。

2.1 单因素指标未知测度

在这里使用μn iY=μ（Xni∈CY）表示第n个评估因素中的第i个指标测量值Xni属于第Y个评估等级CY的程度，并且μ满足以下条件：

依据参考文献可知，μ为未确知测度，简称为测度[3-4]。评估因素An的各个评估指标测度值所构成的矩阵则称为单指标测度的评估矩阵，可以表示为：

规定μn

Y=μ（An∈CY）为评估对象An属于第Y等级CY，所以：

式中：

Rn—人员、机械、环境、管理的单因素测度向量，n=1,2,3,4；

wi—第n个评估因素中的各个指标之间的权重，其中wi应该满足以下条件[4]：

其中，为了可以准确得到各个指标的权重，文中使用层次分析法来计算。主要是通过对通用航空公司中的飞行人员、操作人员、机务人员、航务人员和管理者依照其多年的工作经验对各个指标进行两两对照，最终得到判断矩阵，最终应用层次分析法计算并进行一致性检验，最后得到各指标的权重。

2.2 多因素指标未知测度

由公式（5）所得到的单因素指标的测度向量可以得到多因素的指标测度矩阵R=（R1,R2,R3,R4）T，由此就可得出多因素的指标测度向量：

式中：

W—各评估因素的权重。

2.3 置信度识别准则

在进行置信度识别的过程中依据置信度识别准则，假设α为置信度，根据参考文献，α＞0.5，一般情况下取α=0.6或者0.7[3]。

可以得到评估对象属于第y′个评估等级Cy′

3 实例分析

选取通用航空公司某次生产作业作为评估对象，邀请本次作业的飞行人员、航务人员与机务人员分别依据表1通航公司安全运行保障能力水平评估指标与分级标准对安全运行保障能力水平评估指标进行赋值，并计算各个指标的平均值，整理可得到以下通用航空公司安全运行保障能力指标值，见表2。

表2 通用航空公司安全运行保障能力指标值Tab.2 Safe operation assurance capability indexes for general aviation company

根据未确知测度定义以及表1中各个指标分级情况，结合其具体变化特点可得到各个指标的测度函数，对于越大越优的指标，如X11，X12……等指标，建立如图1所示的指标测度函数，对于越小越优的指标如X22、X24指标，建立如图2所示的指标测度函数，对于半定量的指标如X31，建立如图3所示的指标测度函数。

图1 X11单指标测度函数Fig.1 Measure values for X11

图2 X24单指标测度函数Fig.2 Measure values for X24

图3 X31单指标测度函数Fig.3 Measure valuesfor X31

依据公式（4）可计算得出各个单因素指标测度矩阵，见公式（9），（10），（11），（12）

通过计算，也可得出各个指标的权重见下式：

依据公式（5）可计算得出单因素测度向量Rn，并得到多因素指标测度矩阵如下式：

同理可得出人员、机械、环境、管理4个因素的权重为：

结合公式（7）可计算得出评估对象的多因素指标测度向量为：

依据研究[3]，使得置信度α=0.6，根据公式（8）可得出：

通过前面的计算及公式（20）得到最终结果，判断得出该通用航空公司安全运行保障能力水平为Ⅱ级安全，该公司的领导与专家成立评估小组，依据本年度实际作业运行情况，即：事故率、事故征候率等指标来评估该公司的安全运行保障能力水平，其结果为安全，这与模型计算所得结果较为符合。在对通用航空公司安全运行保障能力水平进行评估过程中发现，通航企业在安全管理、人员安全意识和教育培训等方面做的很好，使得通用航空器在不断增加的情况下，通航事故及事故征候数量在近几年来依然较低，这与公司良好的安全运行保障能力水平分不开。但是所面临的问题也较多，比如：通用航空器数量的增加，使得人员配比达不到要求，且航空器更新换代的速度较快，人员的技术水平不能得到及时提高，这增加了不安全事件发生的概率。

4 结论

（1）基于通用航空公司安全运行保障能力影响因素分析，构建通用航空公司安全运行保障能力水平的评估指标体系，结合通用航空公司实际运行情况，确定了安全运行保障能力水平为Ⅱ级。

（2）由于通用航空公司的运行易受到众多不确定因素影响，运用未确知测度理论构建通用航空公司安全运行保障能力分析模型，通过计算得出安全运行保障能力的测度函数，确定了通用航空公司安全运行保障能力的单、多因素的指标测度向量，根据置信度的相关概念得出通用航空公司安全运行保障能力水平所处的等级。

（3）通过实例分析进行计算并得出最终结果与实际情况相符合，可以得出该模型方法简单、可靠性和适用性较强，并且可以得出通用航空公司安全运行保障能力水平。