签派运行风险系统脆弱性分析

罗凤娥, 陈芷涵

(1.中国民用航空飞行学院 空中交通管理学院, 四川 广汉 618307;2.中国民用航空飞行学院 航空运行专业技术及人才培养研究所, 四川 广汉 618307)

航空公司始终以安全为主题,而签派员作为航空公司运行控制的核心,其工作质量直接影响航班的运行安全。签派运行工作涉及面广、内容繁多,加之我国民航正处于逐步复苏阶段,签派员所面对的运行风险在数量和复杂度上呈几何级数增长。因此,如何进行合理且有针对性的风险管控是亟待解决的问题。

罗凤娥等[1]对签派运行中的人因差错的定义进行阐述并分类,基于HFACS模型并进行改进,利用灰色关联度分析法进行影响因素排序,在此基础上有针对性地提出减少签派人因差错的措施及对策。李婷婷[2]围绕签派员的不安全行为探讨与民航不安全事件之间的关系,运用扎根理论进行风险识别,进而基于风险矩阵和贝叶斯网络构建飞行签派员不安全行为风险指标评价模型并进行单指标和综合评价,最后基于实际运行数据与案例制定风险控制方案。张黎等[3]运用DEMATEL-ISM法针对签派运行中的人为因素建模。通过运算探究各影响因素之间的耦合关系,明确其层次结构,最后提出改进措施。李选成[4]基于SHELL模型辨识风险因子并建立指标体系,利用三角模糊网络分析法建立签派运行风险评价模型并计算指标权重,为签派运行风险评价提供新思路。

1 签派运行风险系统脆弱性影响因素分析

1.1 脆弱性理论在风险系统的应用

脆弱性概念最早于20世纪70年代被引入自然灾害研究领域,是指子系统(如城市子系统、生态子系统)对系统内部或外界扰动的敏感性以及由此而产生的系统自身受损程度。以前的学者基于历史数据、指标体系和实际调查的灾损率曲线,对国家层面、省份层面的社会脆弱性特征的区域差异和时空演变进行分析。

脆弱性理论通常应用于金融、自然灾害风险评估等领域,缺乏在民航领域的研究。因此将其引入签派运行领域这一多因素的完整体系。由脆弱性理论的定义可得,系统脆弱性越高,该系统越容易受到外界干扰,能够影响该系统的不利因素也越多。反之则说明该系统韧性强,能够较快地从不利影响中恢复过来。因此,本文旨在找到影响签派运行的因素,增强签派运行的韧性与抗风险能力,为航空公司风险管控提供有效指导。

1.2 签派运行风险系统脆弱性指标体系构建

结合以往大量的文献,可将签派运行风险系统脆弱性定义为: 受到影响航班正常、安全运行的风险时,对签派运行控制系统发生偏离正常安全状态的程度或遭受风险的严重程度,以及从风险的不利影响中恢复到稳定状态程度的综合考量。存在三个特征要素来反映系统脆弱性的大小,分别是暴露度、敏感度与适应度。其中,暴露度的定义是指:因扰动使承载体暴露于危险中的程度,可以理解为发生事故的隐患程度或可能性。通常来说,暴露度越高,系统越容易受到外界风险的影响,系统的脆弱性也会随之上升。敏感度的定义是指承载体应对扰动产生不利影响的程度。敏感度越高,不利影响就出现得越快、越严重,即抗干扰能力越弱,脆弱性相应升高。适应度的定义是指承载体在扰动带来的负面影响中的恢复能力。适应度越高,系统从感知到风险到做出反应的时间就越短,反应力度越大,脆弱性也会越低。

根据签派运行的特性,将风险指标按照暴露度、敏感度与适应度三个维度进行分析。因此,结合这三个不同方面将风险指标进行归纳分类,如表1所示。

2 基于DEMATEL-ISM-ANP的签派运行系统脆弱性影响因素模型构建

结合实际情况,各个脆弱性因素并不是独立存在,而是存在耦合关系,进而形成多层级的复杂网络结构,因此采用DEMATEL-ISM-ANP三种方法进行系统化、综合分析。

DEMATEL与ISM均是用于系统分析复杂网络模型的有效方法,且二者具有一定的互补性。从单一的方法来讲,DEMATEL运用图论和矩阵工具等相关理论知识将复杂问题转化为易被理解的数学语言。该方法通过专家的经验构造指标之间的直接影响矩阵,明确其逻辑关系进而实现分析归纳的目的。再通过逻辑关系的有向图和综合影响矩阵,进行矩阵中心度及原因度的计算,旨在反映相对重要程度。ISM被用于将模糊的想法转换成层级拓扑图。通过构建可达矩阵,将各指标划分成各个层级结构。两者的结合可以更好地展现各个指标之间的影响关系与影响程度。

但是,完整的因果关系中必须考虑到各个指标之间的重要性[5],因此结合网络层次分析法(analy-tic network process,ANP)进行综合分析。在多目标决策中,层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)作为一种定性与定量结合的方法,使用频率较高,而ANP则是AHP的拓展与延伸。AHP并未考虑同级指标间的相互作用关系,而ANP考虑了这一局限性。其结构多样性能更好描述复杂网络的实际结构,直观地反映指标间的作用关系进而计算其重要度,更具可信度。三个方法结合,可以计算出混合权重,得到因果图,将各指标进行分类与排序。进而选取权重较高的作为具有显著脆弱性的因素进行针对性的重点风险管控。具体步骤如图1所示。

表1 签派运行风险系统脆弱性指标体系

2.1 DEMATEL法建模

2.1.1 数据收集

根据表1中所确定的签派运行风险系统脆弱性指标集合为R=(E1,…,S1,…,F4)。以0～4分进行赋分,邀请的调查对象为8名民航领域风险与安全相关的签派专家,最终收到8份有效问卷。

图1 DEMATEL-ISM-ANP系统分析模型

2.1.2 建立直接影响矩阵

依据各因素间影响程度,用0～4进行赋分,采用Delphi法确定各脆弱性因素之间的关系。

通过对收集到的8份问卷的数据进行汇总平均后,得到签派运行风险系统脆弱性的18个影响因素的初始化直接影响矩阵A。

(1)

2.1.3 计算直接规范影响矩阵

在直接影响矩阵的基础上进行规范化处理得到直接规范影响矩阵B。其规范的方法为:将直接影响矩阵A中各元素分别除以矩阵A中各行或各列元素之和的最大值,公式为:

(1)

2.1.4 计算综合影响矩阵、中心度与原因度

综合影响矩阵用来表示各个因素之间直接作用和间接作用之和。在直接规范影响矩阵B的基础上,考虑各个因素之间的间接作用计算综合影响矩阵C,即

(2)

可按照公式近似计算为

C=B(I-B)-1

(3)

式中:I为单位矩阵。

中心度、原因度的计算由影响度、被影响度决定。影响度Di为综合影响矩阵各行之和;被影响度Ej为综合影响矩阵各列之和。其中,各符号详细含义如表2所示,计算公式为

(4)

(5)

经过计算,结果如表3所示。

依据Di+Ej、Di-Ej绘制因果关系图(图2),以(Di+Ej)为横轴,(Di-Ej)为纵轴,(Di+Ej,Di-Ej)为坐标,运用MATLAB来绘制影响因素的原因—结果因果关系图。通过关系图可以直观地反映因素间的关系及其重要性。

表2 符号含义

表3 各因素的影响度、被影响度、原因度和中心度

图2 影响因素原因—结果

2.2 利用ANP法建模

利用ANP 法计算指标权重的过程极其复杂,难以通过人工方法进行计算。因此,采用超级决策(super decision,SD) 软件进行数据处理及计算。邀请专家以1～9分进行指标赋分。

根据收集到的问卷数据,建立ANP网络关系模型如图3所示。

1)计算未加权矩阵W、加权超级矩阵S、极限超级矩阵W*。

2)计算全局矩阵与局部矩阵。从极限超级矩阵中选举列向量α作为全局权重,由SD软件计算得到的全局矩阵与局部矩阵。

3)计算DEMATEL-ANP混合权重。利用公式(6)计算混合权重Z,所求得Z经过归一化处理后,得到混合权重如表4所示。对混合权重进行排序,得到应该进行重点风险管控的影响因素。

Z=a+Ca

(6)

式中:Z为混合权重;a为极限超级矩阵中的列向量,C为综合影响矩阵。

2.3 构建ISM模型

ISM模型利用绘制有向图直观反映各因素内部的层级关系。将由DEMATEL-ANP所得的综合权重与之结合,能够探究签派运行风险系统的关键性脆弱性因素,继而进行有针对性的风险管控。

由于DEAMTAL法是基于0～4进行赋分,而ISM法采用(0,1),故引入阈值λ(λ∈[0,1])构建邻接矩阵H。其中,阈值λ的计算公式为

(7)

利用MATLAB软件,基于布尔运算法则计算可达矩阵M。

图3 ANP网络关系模型

表4 DEMATEL-ANP混合权重及排序

在可达矩阵M的基础上,确定可达集合、先行集合、交集如表5所示。

根据可达矩阵和表5,构建签派运行风险系统脆弱性ISM模型,如图4所示。

3 签派运行风险管控措施

3.1 结果分析

签派运行飞行环境、签派运行信息管理、签派运行管理、签派运行规章制度、签派运行教育培训处于根本致因层,同时也均为原因因素,表明这些因素均容易影响其他因素。例如,运行规章制度是航司的根基所在,在其引领下,不仅能够规范相关从业人员的行为操守与操作规范,更能降低运行风险,提高运行效率。建立健全完善科学的规章制度并点对点落实,将有效降低因人为失误造成的损失。签派运行教育培训同样重要,关乎着夯实每个签派员的专业知识与技能。定期的、多侧重点的教育培训,一方面能够减少对知识与技能的遗忘,不断更新签派员自身储备,扬弃陈旧性理论;另一方面,提高情景意识,在危急关头,凭借过硬专业储备与强大抗压能力,能够冷静做出决策与处理。

表5 可达集合、先行集合、交集

图4 签派运行风险系统脆弱性ISM模型

在中层和深层因素层中,各个因素之间存在明显风险耦合关系。其中,签派员思想意识与签派员人为失误之间关系最为密切,签派员是否具有情景意识,是否对未知风险予以足够的重视等都会导致差错是否发生,造成无法预估的后果。在《“十四五”民用航空发展规划》中倡导的“智慧运控”理念,也昭示着各大民航企业应着力提高运行系统设备、导航设施等的现代化、智能化程度,建立安全、高效、便捷的运行体系。

航空器状态、签派员违规操作、签派员生理情况、签派员沟通协调能力为表层致因,同时也均为结果因素,表明其容易受到其他因素的影响,需要改变关键因素,长时间将人力、物力、金钱等资源进行统筹规划,方能得到改善。

由表5可得脆弱性因素由高到低的顺序,其中,应该重点对签派员违规操作、签派员人员失误、签派运行规章制度、签派员岗位胜任力、个人签派业务技能等进行风险管控。

3.2 风险管控措施

3.2.1 加强签派培训

在进行签派培训之前,应该明确签派员在培训后应该具备哪些资质。目前签派员对基础知识的掌握程度普遍较好;而一个合格的签派员还要具备合格的基本技能,如与空管、机组、机务的协调沟通能力,将理论转化为实践的能力等。而在实际培训中,往往最容易忽略培养签派员的责任感与风险感知能力,这也是在处理应急事件中最欠缺的能力。

因此,为了能切实提升签派员全方位的能力,航司应根据不同人员的特点,有针对性地开展各类培训工作。例如,除了常规的理论知识培训,学员在台下听教员授课,还可以举办应急处置交流研讨会,为各大一线工作者提供一个各取所长、互帮互助的平台,实现签派员的身份转变,从在台下听变成上台讲,根据他们的优点克服自我弱势,切实提高应急处置工作效率。

另外,应加强签派培训教员队伍的建设。教员面对学员时应做到“言传身教”,使学员能够从问题中提炼经验、在归纳与演绎中获得进步。

3.2.2 健全签派运行规章制度

安全是民航企业发展的生命线,使民航从业人员树立良好正确的安全意识,完善公司内部的安全文化都是健全运行规章制度的理由。

目前,各大航空企业都已制定并完善大量与安全管理相关的规章制度,但主要是针对错误发生之后的处罚。所以要细化运行规章制度条款,将安全隐患扼杀在摇篮中,建立安全长效机制。

3.2.3 提升签派员岗位胜任力

胜任力可用于可靠预测员工的工作表现。通过调动相关知识、技能和态度在指定条件下进行活动或任务的行为来表现和观察的能力,包括分别是:沟通、决策、情景意识、工作负荷管理、差错管理、领导力与团队协作等能力。

据有关研究显示,超过80%的航空安全事故是人为差错导致,而情景意识又是签派员最欠缺的能力。情景意识受到签派员专业知识、工作负荷能力、身心健康等影响,所以要想提升情景意识,首先要完善情景意识培养和训练框架;通过相关案例与前沿实训平台进行学习与演练;提升签派员综合业务能力。

此外,基于能力的训练与评估理论基础,航空公司应周期性对签派员进行胜任力评价测试。评估后的结果可以有针对性地反映签派员的薄弱点。后续将进行培训,提升签派员的素质与能力。

4 结论

本文基于系统理论,结合DEMATEL、ANP和ISM三种分析方法,构建新的系统分析法,辨识签派运行中的脆弱性影响因素,基于脆弱性理论将其按照暴露度、敏感度与适应度三种维度进行分类。考虑其相互之间的影响关系与强度,根据层级结构特征确定签派运行层级网络。对各个影响因素进行评估,利用DEMATAL-ANP进行综合权重排序,得到关键因素,为后续展开风险管控提供理论依据。