使用SHEL模型浅谈河东国际机场跑道侵入防控

摘要：如何在飞行流量不断增长的情况下，保障民航机场跑道运行的安全;并且预防和降低跑道侵入事件的发生仍是当前研究的热点问题。跑道是地面航空器运行的主体，航空界把航空器在跑道运行过程的多发事故阶段称为“黑色 11 分钟”。空管塔台的重点工作就是防止跑道侵入，造成跑道侵入的原因有很多，本文从空管的角度出发使用SHEL模型，结合河东国际机场防止跑道侵入措施进行分析。提出中小型单跑道运行机场规避风险的应对措施与建议。

关键词：民用航空、跑道侵入、跑道安全

引言

迄今为止最为严重的一起航空灾难不是发生在空中，而是发生在民航机场的跑道上。1977 年在西班牙洛司罗迪欧机场，两架满载乘客的 B747 飞机相撞于一条浓雾笼罩的跑道上并剧烈爆炸;在这次灾难中，死亡的乘客和机组成员达到583人。加拿大运输部对近20年来发生在其国内机场的典型跑道侵入事件的统计数据表明，在单跑道运行条件下，没有明显安全改进措施的情况下，发生跑道侵入事件的概率与机动区内飞机的数量之间存在一定的线性关系，而且跑道侵入事件的增长率大大超过了交通流量的增长率。因此，跑道侵入的防控是机场管制乃至民航安全保障的重中之重。近年来国际民航组织修订了附件11、附件14及附件6，分别从机场设计及运营、空中交通管理和航空器运行角度，围绕技术装备及操作流程规范调整了有关全球民航跑道安全的国际标准。虽然如此，跑道侵入事件并没有完全杜绝，如何防止和减少跑道侵入事件的发生是保证民航安全的重要条件一。希望本文能对中小机场跑道安全防控起到切实有效的借鉴作用。

一、概念及背景介绍

（一）跑道侵入是指在机场内的任何航空器、车辆、人员错误的出现或存在于指定用于航空器着陆和起飞的地面保护区的情况。根据事件的严重程度，把跑道侵入分为A、B、C、D、E五个等级。

（二）SHEL模型是描述人的因素的概念模型。SHEL并不是一个单词，而是由Software（软件）、Hardware（硬件）、Environment（环境）、Liveware（人）的首写字母所组成。该模型较好的说明了航空系统中与管制员构成界面的四个要素及其互相关系，能够很好的用于分析空中交通管理中人的因素的研究。

（三）银川河东国际机场现为单跑道运行，跑道长度3600米宽45米，共有10条联络道，其中7条垂直联络道、3条快速联络道。因新塔台距离跑道较远，候机楼遮挡不能目视机坪内航空器动态，于2019年完成机坪移交工作。本场气候干燥，春季多风沙、扬沙、沙尘暴天气;夏季午后多雷雨，亦偶有暴雨和大风;秋季偶有连阴雨天气而形成低云;冬季降雪和辐射雾造成的低能见度对航空运输和飞行安全均有不同程度的影响。

以上是对概念和模型以及河东国际机场的介绍，下面我将使用SHEL模型对防止跑道侵入的要点进行分析。

二、使用SHEL模型分析防止跑道侵入的要点

（一）人员—软件（L-S）界面。①规章制度：是指安全管理中规章制度的完整性可操作性以及执行情况;②工作执行标准程度：是用来衡量工作人员的日常工作是否按照既定标准执行，不按照标准执行可能存在一定风险;③人员培训：是指安全管理中对管制员及相关工作人员安全意识、专业知识、安全方法技能等方面的培训，包括管制员及相关工作人员复訓水平和岗位培训时间。众多跑道侵入的案例中我们不难发现应人员缺乏培训，无跑道侵入意识造成跑道侵入屡见不鲜。

（二）人员—硬件（L-H）界面。①通信设备：通信设备的完好性对通信质量起着决定性作用，包括通信设备故障率、通信信号干扰频率;②飞行区设备：飞行区设备的完好则直接决定了飞行员、车辆驾驶员或行人对飞行区相 关规定的遵守情况，包括飞行区障碍设施完整性，灯光覆盖率，标志、标记牌错误率或缺失率等，灯光的缺陷或灯光污染、光线灼眼为管制员进行判断增加的障碍。③空管设备：空管设备主要包括人/机界面是否便于操作，雷达是否存在盲区，对于管制员无法目视观察到航空器的情况是否有设备提供动态监控。

（三）人员—环境（L-E）界面。①自然环境：自然环境的好坏直接影响管制员目视监控和行为表现。例如能见度影响管制员观察航空器位置，降水量、降雪量则影响跑道的安全性能，从而决定飞行员对飞机的操控。②机场环境：机场环境在很大程度上影响着飞行员、管制员等的判断和行为，包括跑道或滑行道设计合理性、道面状况和塔台视线清晰程度等。③工作环境：工作环境包括工作量和工作压力，工作量超出负荷或工作压力较大都可能导致人员出现差错，造成人为风险。

（四）人员—人员（L-L）界面。刘源所阐述的管制员之间的协调不足、管制员之间移交不正确或不充分等跑道侵入影响因素都是人因与人因相互作用的风险。未正确执行监听程序、使用非标准用语、管制员指令过程或过于复杂、语言水平差等都可能会造成机场人员和飞行员误解或误听管制员指令，属于管制员与机场人员和飞行员之间相互作用形成的风险。管制员休息不足，情景意识不强也会极大威胁跑道安全。

以上我们使用SHEL模型从人机环管四个方面提炼出造成跑道侵入的主要原因，下面我们来看看河东机场空管塔台的相应防控措施。

三、河东国际机场空管塔台防控跑道侵入措施

（一）人员—软件（L-S）方面：①与机场场务签订场务巡视检查协议，规范检查跑道标准用语以及设定检查路线;②在雷达自动化屏幕上画出插飞机红线，要求管制员严格按照规定线来执行避免间隔判断失误导致跑道侵入;③制定塔台防止跑道侵入程序、相似航班号处置程序、跑道扫视规定。④开展安全绩效管理通过现场纠违将无后果违章与月度绩效奖挂钩，督促鼓励管制员严格执行各项规章制度。⑤实行交叉检查制度，及在发布“进跑道”、“起飞”、“落地”关键指令前先与监控席或者带班主任交叉核对后再发布;

（二）人员—硬件（L-H）方面。①因没有场面监视雷达在低能见度情况下，管制员对机动区内航空器位置无法监控，分局自主研发ADSB监视设备，只要航空器打开应答机地面模式就可以在屏幕上直观看到航空器位置。②在雷达自动化界面画设插飞机线，通过可视化设置减少管制员负荷，通过“无脑设计”辅助减少管制员“错忘漏”。③开发电子进程单技防手段：要求管制员先操作再发话，通过设备逻辑预先检查管制员下一指令是否安全。

（三）人员—环境（L-E）方面。①频率更换，河东机场管制塔台之前一直与某军航管制室使用统一频率容易造成机场误听指令情况，之后经过多方协调沟通更换了塔台主用频率。②为避免管制员对机动区内施工掌握不清，情景意识转化不及时带来的风险。管制室与相关部门协调在与跑道相关的施工发布航行通告之前征求塔台意见。

（四）人员—人员（L-L）方面。①制定标准的通话用语避免通话用语引起歧义。例如在实际通话中我们发现“滑行沿A、A10、03号跑道外等待”，往往会造成飞行员誤听为“滑行沿A、A1、03号跑道外等待”于是我们统一滑行指令为“沿A、A10滑行，03号跑道外等待”这样一来机组复诵正确率为100%。②“开展管制、气象、技保知识大融合讲堂，普及跑道安全相关专业知识，提升各部门工作人员跑道安全意识。③每月开展跑道安全案列分析，要求人人学习并发表学习体会，通过此项工作提高管制员防跑道侵入意识，优化措施。

以上是我们分类罗列了银川塔台管制室防止跑道侵入的有效措施，但是在实际运行中我们还发现一些亟待解决和持续关注的问题如下：

1、塔台现有措施多从人防角度规避可能造成跑道侵入的因素，对人的依赖性较大，这样就需要管制员100%执行运行手册中的要求，列如按规定扫视跑道、按规定交叉检查、按规定操作电子进程单等，如果管制员不能100%执行运行规范，那么就会存在发生因空管原因造成的跑道侵入事故。

2、ABS—B模拟场面监视存在局限性。只有绝大部分飞机具有相应的设备。列如航校的训练飞机机型较小不具有相关设备，夜间训练给管制员观察飞机造成很大不便，而此此设备对于这种飞机没有起到作用。

四、总结与展望

本文主要使用SHEL模型分析了空管部门对于防止跑道侵入的要点难点，结合河东国际机场实际情况分享了一些好的经验和做法，同时本文也提出了河东机场现有防控措施的难点和不足，相信部分中小机场也有类似问题。在本人看来，防止跑道侵入主要应该以制度规定的完善、设备清除管制死角、技术防范人员“错忘漏”为主。例如使用场面监视雷达消除恶劣天气下管制员无法目视航空器难点;使用智能 LED 助航灯光系统与电子进程单系统融合，防止飞行员错误操作带来的侵入;使用空管语音识别进行塔台管制意图识别和机组飞行意图提取，结合机场实时监视信息和跑道状态信息掌握航空器在地面和空中的运行态势，实现各类管制指令的实时监控等。

参考文献

[1]中国民用航空局.《民用航空器事故征候》 （MH/T 2001—2018）

[2]何晓薇.跑道入侵检测算法研究[J].中国民航飞行学院学报，2012，23（3）：35-38

[3]许桂梅，黄圣国.基于风险防御的机场跑道事故风险控制研究[J].中国安全生产科学技 术，2010，6（3）：106-109

[4]康博.对跑道侵入的分析和建议[J].空中交通管理，2010，（4）：4-7.

[5]唐欣辛.机场跑道侵入人为风险评价研究[D]

作者简介：黄明栋（出生年份1994.2），男，汉，宁夏盐池，管制员/助理工程师，本科，署名单位：民航宁夏空管分局（宁夏回族自治区银川市 750000），跑道安全。