飞行冲突调配概率安全评估方法研究

陈涛

摘 要：随着时代的发展社会的进步，我国国民利用飞机出行的频率明显上升，为了保障飞机飞行期间的安全，就需要利用飞机冲突调配的方式，提高飞机航行的有序性，保障机上乘客的人身安全，本文将针对飞行冲突颠沛概率安全评估方法作出研究。

关键词：过程分析;HEART方法;失效概率计算

本文将首先针对飞机冲突概率安全评估的整个过程进行研究，之后分析HEART方法，提高安全评估质量，之后给出是小概率的计算方式与飞机冲突概率的计算方法，提高飞行冲突调配概率安全评估水平。

1 飞机冲突调配分析

为了提高航空运输质量，就需要开展高质量的安全风险评估，提高工作人员的安全决策能力。对于飞机进行飞行冲突调配是空中交通管制的最重要工作之一，工作人员在控制中心，通过雷达等视频监视设备，掌握飞机的飞行动态，并提前探旧飞机，在飞行过程中可能产生的冲突，并根据不同的冲突制定不同的调配方案，调配方案完成之后，工作人员还需要按照方案的计划内容对飞机进行相应的引导工作，确保飞机与飞机之间能够保持安全的飞行距离。在飞行冲突调配的整个过程中，工作人员除了要对飞机进行动态监控与调配之外，还需要利用冲突调配的手段，防止飞机发生空中碰撞。工作人员通过空管自动化的短期冲突预警系统，能够在飞机小于系统设定的距离前的一段时间内发出飞机冲突的报警，并显示在空中管制中心的显示屏之中。这种自动化的预警系统能够有效提高飞机飞行过程中的安全性。飞机防撞设备不仅只存在于空中管制部门之中，同样在飞机中也安装了相应的防撞设施，这种飞机中安装的防撞设施与上述的自动控制告警系统一致，当飞机过于接近时系统就会向驾驶舱的飞行员发出报警，从而提醒驾驶员注意规避前方飞行的飞机。早在50年代航空业界就开始着手研究空中防撞系统，但因技术问题，应用不普遍。直到80年代，经历多次空难之后，终于进入实用阶段，研发出第一代空中防撞系统（TCAS I）。TCAS的运作是通过飞机上的答询机确定飞机航向和高度，使飞机之间可以显示相互之间的距离间隔和高度，因此TCAS在运作前必须开启答询机。TCAS的显示器可以与导航显示器（Navigation Display;ND）整合在一起，也可以与即时垂直速度指示器（Instantaneous Vertical Speed Indicator;IVSI）整合，这样上升或下降时可显示垂直速度。TCAS I能够侦测上下7 000至10 000呎，前后15至40海里，发现有航机接近时，会提前40秒警告飞行员对方飞机的高度和位置。第二代空中防撞系统（TCAS II），是目前最被广泛使用的，会用声音及显示警告飞行员，称为Resolution Advisory （RA），并且会用语音指示避撞的动作，例如：“Climb！Climb！Climb！”“Desend！Desend！Desend！”[1]。别架飞机若有装TCAS，也会有相反的警告发出来。第三代空中防撞系统（TCAS III），除了有上下避撞措施之外，还增加左右避撞能力。1993年美国联邦航空管理局规定，凡进入美国国境飞行的30人座以上的客机，都必须具有TCAS II的能力，而欧洲亦在2000年实施此条例。同时利用事件树分析也是一种系统的分析方法，事件树分析法（Event Tree Analysis，简称ETA）是安全系统工程中常用的一种演绎推理分析方法，起源于决策树分析（简称DTA），它是一种按事故发展的时间顺序由初始事件开始推论可能的后果，从而进行危险源辨识的方法。这种方法将系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事件树的树形图表示，通过对事件树的定性与定量分析，找出事故发生的主要原因，为确定安全對策提供可靠依据，以达到猜测与预防事故发生的目的。并且事件数分析系统是一种逻辑顺序极为严密的分析系统，它能够根据事件发生的各个环节自动判定环节是否能够运行成功，并根据所展现的环节进行逐步的推导，直到系统达到不安全状态为止，由于飞行冲突调配是通过控制中心与飞机共同完成的一项工作任务，并且在这其中还夹杂着人机交互的工作内容，所以利用事件树能够很好的反映出冲突调配工作的全部演变状态，直至出现冲突结果，为工作人员展示了冲突调配工作中可能出现的事故，并对飞行冲突调配的全过程进行了展示。

2 HEART方法

在进行飞机冲突调配的过程中，工作人员扮演着极为重要的角色，起到飞行冲突调配的重要作用，因此为了提高工作人员的工作可靠性，必须要将工作人员的工作进行量化的安全评估，所以需要采用HEART方法来判断工作人员在执行飞行冲突调配中的可靠性。在使用这种方式时，应当首先给定9种通用任务，并在通用任务中任选一种通用任务，并判断任务会受到哪些负面因素的影响，通过专家判断为影响任务的因素进行打分，从而获得影响任务因素的因子。之后再将基本概率值与影响的因子相乘，便可以得到工作人员的工作安全量化评估数值。这种HEART方法不仅覆盖了整个飞机冲突调配的过程，并且还考虑到了八种任务之外的特殊情况，额外指定了通用任务。并且HEART方式还将影响任务的38种影响因子与人为的不良作业因素进行了更加系统全面地考量工作，所以HERAT评估判断方法成为了航空领域中广泛使用的评估工作人员可靠性的计算方式，对空中管制过程与飞机飞行过程的人为失误作出了全面的把控工作[2]。

3 关键节点失效概率计算

飞行冲突调配工作中会涉及到许多关键节点失效的问题，空中管制人员对飞机进行飞行冲突检测、监控飞机飞行状态是一种经常发生的工作事件，通过反复的训练最终使航空管制人员形成了较强的安全意识，并且对潜在的失败风险有了清楚的认知，因此在HEART任务选择的过程中，应当首先选择任务G，利用38种影响因子应当考虑“需要处理大量信息”“情绪压力”以及“睡眠周期受到影响”，当管理人员发现飞行员并没有按照要求进行相应的管制指令时，在短期冲突预警系统报警时同时还考虑到了可用时间短暂这一影响因子，这两种情况下空中管制人员的失误概率为0.002 1与0.003 1。飞机冲突调配过程中，飞行员的是小概率一般选择通用任务H，这种任务能够根据空中管制的指令，或者防撞系统的指令要求对飞机进行合理操纵，对系统作出响应，并且在这个过程中又考虑到了可用时间短暂与信息传递质量受影响两个因子，最终计算得出飞行人员的失误概率为0.000 196[3]。这种失效概率计算除了能够计算人为的失误概率之外还能够考虑到飞机或航空管制中心短期冲突预警系统时效的问题，短期冲突预警系统失效又分为STCA功能不可用与STCA系统本身处于工作之中，但系统却没有进行短期冲突预警，出现了关键节点失效。

4 结束语

通过飞行冲突调配概率安全评估方法研究可以得知，飞行冲突调配是一种专业要求较高的工作岗位，世界中普遍采用HERAT方法提高工作人员的工作可靠性，并且通过这种方法还能够计算关键节点的是小概率，进一步帮助工作人员树立了危机意识，提高了飞行冲突调配的工作质量。

参考文献：

[1]焦斌，董天然，季远玲，等.环境噪声检测与对比实验[J].油气田地面工程，2004（5）：25.

[2]袁乐平，孙瑞山.飞行冲突调配概率安全评估方法研究[J].广西师范大学学报（自然科学版），2015（1）：27-31.

[3]高扬，朱艳妮.基于HEART方法的管制员调配飞行冲突的人为差错概率研究[J].安全与环境工程，2013（4）：97-101.