航空物探事故对空勤人员心理负荷的影响研究

2021-12-04牛海波王劲铸张贺然

安全与环境工程 2021年6期

鞠星，李迁，牛海波*，王劲铸，张贺然

(1.中国地质大学(北京)工程技术学院，北京 100083;2.中国自然资源航空物探遥感中心，北京 100083；3.自然资源部航空地球物理与遥感地质重点实验室，北京 100083；4.中国地质调查局油气资源调查中心，北京 100083)

2019年“地质一号”飞机正式列装，标志着我国航空物探事业逐渐走上专业化的快轨道发展道路。随着航空物探作业任务在我国地质调查事业中的地位不断提升，航空物探飞行任务的架次也在逐年增加，致使航空物探飞行特情数量也在不断增加，因此航空物探事故对空勤人员产生的心理影响已逐渐得到航空物探作业安全管理从业人员的关注。安全生产事故所造成的心理创伤虽无法在表象中得以体现，但在实际工作中却对从业人员的社会生活和生产工作产生着巨大的影响。在各个领域的心理学研究中都表明，如若不对人员心理创伤进行积极、有效的治疗，重者病情将会愈发严重，甚至威胁生命安全，轻者病情将长期伴随,影响其工作和学习效率。如杨伶等在对通用航空飞行事故后飞行员进行创伤后应激障碍(PTSD)评价时发现，心理治疗需通过科学地认识自己情绪、思维和行为的消极因素，从而达到治疗心理创伤的目的，而认知心理干预对通用航空飞行员PTSD改善是一种有效的治疗方法；Bromet等研究发现，切尔诺贝利核泄漏对周边居民带来了严重的心理创伤，且创伤并未随着时间的延长而消失；Rachman等研究发现，重大交通事故对驾驶人员会产生巨大的心理影响，40%以上的涉事驾驶员的心理创伤在未接受治疗的情况下难以得到恢复；Gyekye等研究认为，矿上的矿工和非矿工都会因矿难产生心理负荷，且这种心理负荷影响会长期存在；聂百胜等研究发现，严重的煤矿事故极易对矿工带来短时间内无法治愈的心理创伤，并极易引起心理应激障碍；李洋在对消防官兵创伤后心理危机干预机制进行研究后发现，心理创伤后若不加强心理干预治疗，在后期作业过程中会产生严重的负面影响。

上述研究成果表明，事故对经历事故和未经历事故的从业人员都会造成一定的心理创伤，如果不对这些心理问题进行有针对性的干预，将会对从业人员产生极大的负面影响。因此，研究航空物探事故对空勤人员产生的心理影响因素以及如何开展科学合理、有针对性的心理指导和心理恢复治疗，将对航空物探飞行作业的安全生产规范化、标准化管理有着极为重要的意义。

1 航空物探事故案例分析

1.1 事故案例概述

本研究通过文献资料法和走访调查法对近十年以来执行航空物探任务影响力较大的6起事故进行了详细的案例分析与总结。另外，期间还发生过多起对其影响力较小的飞行器航空特情，由于所造成的损失较小，故没有进行详细统计。6起对执行航空物探任务影响力较大的事故案例如下：

(1) 案例1。2008年6月15日，在内蒙古自治区赤峰市空域执行航空物探综合调查任务的一架Y-12型飞机于下午16时10分后与地面失去联系，飞机在赤峰市巴林左旗碧流合镇的一座小山坠毁，机上3名驾驶员遇难，1名航空物探空勤人员经抢救后幸存。

(2) 案例2。2011年3月29日，在新疆自治区巴州北部和静县巴仑台山区一带空域执行航空物探综合调查任务的一架塞斯纳550 型飞机于下午19时45分与地面失去联系，至今下落不明，机上2名驾驶员、1名航空物探空勤人员全部失踪。

(3) 案例3。2011年11月10日，在河北省唐山市空域执行航空物探综合调查任务的一架塞斯纳208型飞机于下午19时50分在唐山郊区实施迫降，并成功迫降，机上2名驾驶员均受轻伤，当即被送至当地医院进行救治。

(4) 案例4。2016年4月10日，在山西省运城市空域执行航空物探测量任务的一架Y-12型飞机于下午14时30分在飞行过程中机头与高压线相撞，并拉断高压线，飞机于15时38分安全降落运城机场。

(5) 案例5。2017年12月28日，在新疆自治区哈密市空域执行航空物探测量任务的一架Y-12型飞机在下午14时45分出现突发性大幅共振，造成两侧机翼受伤，左侧机翼安装的航空物探测量探杆由机身脱落至地面，飞机于15时45分安全着陆哈密机场，无人员伤亡。

(6) 案例6。2019年10月21日，在浙江省金华市空域执行航空磁放综合测量任务的一架AS350型直升机在下午14时左右与地面失去联系，飞机在婺城区安地镇和村的山坡上坠毁，机上2名驾驶员遇难。

1.2 事故案例分析

航空物探作业需要超低空飞行，根据飞行区域地形地貌的不同，勘探设备会搭载在不同的飞行器上，在作业环境允许的情况下，飞行器的飞行高度越低，勘探的效果就会越好。以航空磁测为例，作业时飞行器的最高飞行高度不超过2 000 m，以FAA(美国联邦航空管理局)所公布的3 000 m以下为低空这一定义来进行对比，航空磁测作业属于低空飞行。正因为如此，航空物探作业的飞行技术难度远高于普通飞行。通过对上述6起航空物探事故案例进行统计与分析，可以得出航空物探事故有三个方面的影响，即对从业人员造成伤害、对机上仪器设备造成损毁、对飞行器造成损毁，针对三个方面的影响所形成的心理影响因素可归纳为个人心理层面、设备管理层面、飞行器飞行层面，见表1。

表1 6起航空物探事故案例的统计与分析Table 1 Statistics and analysis of 6 cases in airborne geophysical accidents

航空物探事故所产生的心理影响不仅会对经历事故的空勤人员产生不同程度的心理影响，也会直接对从业人员造成影响。表1中的前4个事故会对航空物探空勤人员乘坐飞行器形成心理影响；表1中的后2个事故会对空勤人员作业前在维检和操作仪器的过程中形成心理影响。

2 航空物探事故对空勤人员心理负荷的影响因素分析

2.1 心理负荷模型

根据对航空物探野外飞行工作组空勤人员生活环境的模拟，对多位心理学专家进行走访，总结出这种因为作业过程中发生事故而造成的空勤人员的心理压力，是一种在作业过程基于内部、外部的压力所集合出的心理负荷，扬斯 (D.W.Jahns)的心理负荷模型(见图1)可以较为直观地展示出空勤人员心理负荷的来源。

图1 扬斯的心理负荷模型[17]Fig.1 Jahns’ mental load model[17]

作业绩效为空勤人员从事此类工作的动力，也正是因为这种动力的存在，才会出现各个方面所带来的压力。环境、设计/情景、程序体现出的是飞行器和飞行器上所装仪器造成的综合影响，是最为直观的输入负荷，稳定因素与变动因素则是对个人心理情况的综合表述。

2.2 心理负荷影响因素中一级指标的确定

孙瑞山等提出使用权的最小平方法和熵权法将指标的主客观权重相结合，得到指标的组合权重，从而使对指标的赋权达到主、客观的统一，让计算结果更加可靠。因此，本文选择乘法计算指标

的组合权重

，最终计算得出各级指标的权重和排序。指标组合权重的计算公式为

式中:

为采用最小平方法得到的指标

的主观权重向量，

为采用熵权法得到的指标

的客观权重向量。

运用这一算法，笔者对航空物探空勤人员疲劳的影响因素进行了研究，提取权重排名前8的影响因素(见表2)，并结合扬斯的心理负荷理论分析得出这些疲劳影响因素主要是由于心理负荷造成的，同时指出心理负荷主要成因是由于过往航空物探事故所造成的损失形成的。这一结果与Marcora等在2009年提出的心理疲劳理论(个体长时间进行认识活动导致的一种心理状态)逻辑相符，具有较强的参考意义。航空物探作业情景在扬斯的心理负荷模型(见图1)中分析出了稳定因素、变动因素和心理因素三个因素，这三个因素与疲劳影响因素分析出的权重排名前3的心理健康、设备稳定性、飞行条件三个因素相互对应，同时这三个因素也与航空物探事故案例分析得出的主要心理影响因素(见表1)相吻合，因此本研究认为航空物探事故对空勤人员心理负荷的主要影响因素为心理健康因素、设备稳定性因素、飞行条件因素三个方面，并将其设定为研究过程中的一级指标。

表2 航空物探空勤人员疲劳C层影响因素的指标权重和排序[19]Table 2 Index weight and order of factors causing fatigue of airborne geophysical exploration aircrew[19]

2.3 心理负荷影响因素中二级指标的确定

确定一级指标后，课题组走访了10名在航空物探和地勘安全管理领域中经历、参与过上述事故案例分析所列举的前5个事件(调研时，第6个事件还未发生，故此事件所造成的影响不在本研究的统计范围内。)的空勤人员和相关安全管理人员，通过对受访者一级指标因素的访谈(不少于20 min)，并根据访谈后的资料整理，将明显的反向表述内容进行重新归类判断，经逻辑分析认为生活环境因素、个人因素、飞行环境因素、飞行器因素、驾驶因素、机舱环境因素、维检因素、操作因素8个因素是造成一级指标的主要成因，并在研究过程中将其确定为二级指标。

根据上述确定的一级指标和二级指标，构建了航空物探事故对空勤人员心理负荷影响的评价指标体系，见图2。

图2 航空物探事故对空勤人员心理负荷影响的评价指标体系Fig.2 Influence indexes of airborne geophysical accidents on the psychological load of aircrew

3 基于层次分析法的指标权重计算与分析

层次分析(Analytic Hierarchy Process，AHP)法是美国运筹学者T.L.Seaty教授于20世纪80年代提出的一种定性与定量相结合的决策分析方法。这种计算方法的目的是将问题层次化，通过层级模型的建立，实现结构中的相对低级指标对上级指标权重的确定，进而得出相对的同级权重比较。

根据AHP法的原理，按照图2的评价指标体系，通过走访10名经历、参与过上述事故案例分析所列举的前5个事件的空勤人员和相关安全管理人员，在经过反复讨论研究的基础上，采取1～9标度法，通过两两比较，确定各评价指标的相对重要性并赋予相应的权重。

3.1 一级评价指标权重的计算

航空物探事故对空勤人员心理负荷影响的一级评价指标包括心理健康因素、飞行条件因素和设备稳定性因素，根据1～9标度法的统计结果，构建一级评价指标的判断矩阵，见表3。

表3 航空物探事故对空勤人员心理负荷影响的一级评价指标判断矩阵及权重Table 3 Judgment matrix and weights of first order evaluation indexes in load impact

根据评价指标值和权重计算判断矩阵最大特征根：

判断矩阵

的最大特征根

=3.006为了保证判断矩阵的准确性，需对其进行一致性检验。根据计算所得的判断矩阵的最大特征根，计算得到判断矩阵一致性指标

=0.003 2，再利用一致性指标

和平均随机一致性指标

(见表4)对判断矩阵进行一致性检验，有：

表4 平均随机一致性指标Table 4 Average random consistency indexes

所以，判断矩阵

满足一致性检验要求，即表明所得权重分配是合理的。

3.2 二级评价指标权重的计算

二级评价指标层共包含8个因素(见图2)，分别属于心理健康、飞行条件和设备稳定性的因素子集。同理，根据一级评价指标判断矩阵的构造方法，构建二级评价指标的判断矩阵，并进行一致性检验，由于篇幅所限，具体计算过程略。根据一级评价指标权重计算和一致性检验的方法，基于判断矩阵中的数据，利用AHP法计算得到二级评价指标相对于一级评价指标的权重结果，见表5。

表5 各评价指标权重集与一致性检验结果Table 5 Weight set and consistency test results of each evaluation index

由表5可知，

<0.1，即满足一致性检验要求。

利用各层次所建立的判断矩阵并计算得到的指标权重进行重要性排序，得到各评价指标相对于目标层的权重计算结果，见表6。

表6 各评价指标相对于目标层的权重计算结果Table 6 Weight calculation of each evaluation index relative to the target layer

3.3 计算结果分析

根据上述利用AHP法计算得到的一级评价指标、二级评价指标权重的结果表明：航空物探事故对空勤人员心理负荷影响的最主要因素为飞行条件因素，排在第二位的是设备稳定性因素，第三位的是心理健康因素；航空物探事故对空勤人员心理负荷影响各二级评价指标的重要性表现为：飞行器因素权重最大，其次是操作因素、驾驶因素、维检因素，再次是飞行环境因素、个人因素、生活环境因素和机舱环境因素。该计算结果与走访10名经历、参与过上述事故案例分析所列举的前5起航空物探事故的空勤人员和相关安全管理人员的谈话中关于心理、飞行条件、设备使用方面所表述的内容逻辑性相符合。