基于CREAM模型的无人机事故分析

◎ 姚义东

一、绪论

随着时代的发展，航空业跟随着时代逐步发展。无人机已经在军用、民用和公用领域中占据了一席之地，尤其是民用领域的应用。然而，目前我国的无人机仍处于发展阶段，相关法律法规尚未建立健全。无人机安全问题日益严重，造成的无人机事故日益增多。管理监督的人员机构不能有效的对无人机安全运行做出监管，导致近些年“黑飞”无人机较多，对相关民航航班及其他活动造成了不安全的隐患。无人机的运行中，操作者负责其安全问题，因此无人机事故的发生，人为因素仍然是占主要的方面。是无人机事故中最有必要研究与解决的问题。

CREAM模型提出了复杂状态的信息处理模型的思想并改进了操作员行为模型。并且具有追溯分析、预测分析的双向分析方法。对事故进行简单的量化分析使得结论更加可靠。

二、事故案例

1.事故背景。

BWB试验机（Blened-Wing-Body）是北京航空航天大学自主研制的翼身结合试验机。BWB是根据某种翼身融合的飞机按照1：30比例缩小后得到的一种无人机。该无人机翼展2米，采用两个风扇电动发动机作为动力装置，安装于机身两侧的上部。

2.事故发展过程。

BWB于08年12月首次试飞，并陆续进行了多次飞行测试用以检测飞机的各项性能数据。但是在09年2月份，该试验机起飞后，左侧发动机失效，导致单发停车不能有效的操纵无人机运行，最终坠毁。

（1）在飞行准备前，维修人员未按照完整的程序对飞机的发动机进行检查：对发动机风扇紧固操作时，工作人员将发动机调节至1/3最大推力的状态进行发动机状态检查，认为发动机功能正常于是没有进一步检查导致有可能发生事故的因素。

（2）在飞机起飞前检查，操作员同样没有发现风扇未紧固的问题。

（3）在事后的检查中发现，无人机无法正常操控的另一项原因是维修人员将机身两侧的阻力方向舵的信号线接反。阻力方向舵接反导致方向操作性极大的降低。

（4）在飞机起飞前检查，操作员只检查了方向舵能否使用，没有发现偏转的正确与否。

构建事件序列：

（1）维修人员未检查风扇紧固。

（2）操作员未发现风扇未紧固。

（3）维修人员信号线接反。

（4）操作员未发现方向舵偏转错误。

表1 认知行为及认知功能表

3.评价共同绩效条件。

CPC共有9种因子：

（1）组织的完善性。组织的完善性是指对执行此次任务时，所给予的组织管理、制度、保障以及安全的支持。

（2）工作条件。是指在任务进行中，给人提供的一个是否利于任务进行的一个环境。

（3）人机界面与运行支持的完善性。人员对该系统的操纵性以及人-机协调的完整性，给予“可容忍”水平。

（4）规程/计划的可用性。当此次事件的两个任务可以在不冲突的情况下完成。因此，此处评定为可接受。

（5）同时出现的目标数量。在这些事件中，飞机的数量不多，应该观察的目标都可以说是单独指挥的。因此，瞬间指挥的目标数量符合管制机构的能力。

（6）可用时间。在极短的时间内发现问题的本质，找到解决问题的方法并加以执行是很困难的，但是在这些事件中，由于从两次飞机的任务开始时间到冲突的间隔很长，管制官发现问题并有完整的时间解决问题，所以这次暂时是不够的。

（7）工作时间。整个任务完成所需的限定时间，体现在对人员完成任务的紧急程度影响任务完成的精细程度。

（8）培训和经验的充分性。指人员完成任务所接受的培训和在这项任务中的经验性。

（9）班组成员的合作质量。指一个班组成员中的协调合作的效果，本次事故中班组的表现就较差，维修人员及操纵人员均未发现不安全因素从而导致事故的发生。

以下是对CPC因子的分析与绩效可靠性及权重因子：

表2 CPC与绩效可靠性及权重因子

4.识别认知功能失效模式。

（1）维修人员未检查风扇紧固，属于执行行为。失效模式属于“动作遗漏”。

（2）操作员未发现风扇未紧固，属于观察行为。失效模式属于“错误辨识”。

（3）维修人员信号线接反，属于执行行为。失效模式属于“动作遗漏”。

（4）操作员未发现方向舵偏转错误，属于观察行为。失效模式属于“诊断失败”。

5.根据CREAM模式列出方程。

表3 任务涉及CPC因子表

事故公式：

三、事故总结

该事故主要是由两个单元的差错导致系统失效，其一是风扇未紧固，其二是信号线接反。同时是由维修人员及操作员两次检查都未发现错误从而达到了影响整个系统的程度，最终造成了无人机坠毁的事故发生。