預防航空器空中相撞的最新對策
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隨著國際航空業(yè)的迅猛發(fā)展以及空中運輸需求的驟增，航空器防相撞工作面臨著越來越嚴峻的挑戰(zhàn)。而通過研究發(fā)現(xiàn)，人為差錯是造成空中相撞事故的最主要誘因，尤其是當任務復雜度增加，任務越 來越依靠團隊協(xié)作時，人為差錯的影響會變得更為突出。因此，研究更為有效的空中相撞的人為差錯分析方法，對于改善防相撞的科學管理和決策水平，提高航空安全水平，具有重要的實際意義。
在現(xiàn)有的面向事故的人為差錯分析方法中，大多都是從認知、工效、行為、航空醫(yī)學和社會心理等角度來分析和研究人為差錯，其中尤以基于工效觀點的SHELL模型最為著名。SHELL模型是一種系統(tǒng)化的人為差錯分析方法，在該模型中，人位于核心地位，在其周圍存在著人、軟件、硬件和環(huán)境四個具有凸齒的界面，而界面間的匹配或不匹配與界面本身的特性同樣重要，界面間的不匹配即可能引起人為差錯。然而，該模型無法對直接原因和間接
原因進行區(qū)分。REASON模型針對SHELL模型的不足進行了改進，它將人為差錯視為奶酪層的洞，單一奶酪層的漏洞不會形成事故，當各奶酪層的漏洞存在聯(lián)系時才會發(fā)生事故，強調(diào)從整個環(huán)境的氛圍去管理人為失誤，但是該模型仍然存在不足，對各層中的漏洞沒有進行具體定義，無法應用于實際的事故分析之中。1997年，Shappell和Wiegman根據(jù)美國海軍航空兵的安全需求，在REASON模型基礎上構(gòu)建了人為因素分析分類系統(tǒng)( Human Factor Analysis and Classification System,HFACS)，用于航空事故的人為差錯分析與調(diào)查。該模型彌補了REASON模型的缺陷，并對各層上漏洞給出了具體的定義，更有利于人為因素分類及作用機制的研究，也是迄今應用于實踐最為成功的一種人誤分析模型。
基于此，本文致力于借鑒HFACS的現(xiàn)有成果通過完善HFACS中各層影響因素的具體表現(xiàn)，使之能夠更適于分析空中相撞事故，并結(jié)合案例闡述了HFACS的系統(tǒng)分析過程，以驗證其有效性和可行性。
1 人為因素分析分類系統(tǒng)( HFACS)
HFACS將人為差錯劃分為四個層次，第一層為處于最低層次的不安全行為層，第二、三、四層分別為不安全行為的前提條件、不安全的監(jiān)督和組織管理，其理論層次框架如圖1所示。不安全行為層屬于顯性差錯，其直接導致事故發(fā)生，第二、三、四層屬于隱性差錯，不安全行為的前提條件是指直接導致不安全行為發(fā)生的主客觀條件。不安全的監(jiān)督和組織管理是導致事故發(fā)生的潛在根源。各層又細化為若干的影響因素，各影響因素又有它的具體表現(xiàn)形
式。HFACS從高層次開始向下逐層施加影響，并強調(diào)最高層次的組織管理對事故的影響作用。當各層次都同時出現(xiàn)差錯時，系統(tǒng)的多層次防御作用失效，從而引發(fā)事故。
HFACS不僅僅能夠分析誘發(fā)航空事故的表面原因，而且還可以幫助找出深層次原因以及潛在根源。到目前為止，業(yè)內(nèi)人士普遍認為，該系統(tǒng)適用于分析各類航空事故，當然，也囊括了空中相撞事故的各個方面，各種情況，考慮到80%以上空中相撞事故是由人為差錯誘發(fā)的實際，使用HFACS分析空中相撞事故誘因是完全可行的。
2 HFACS各層影響因素及具體表現(xiàn)
HFACS有利于對航空事故中人為差錯背后的潛在因素的分析和認定，但在具體應用于空中相撞事故分析中，其理論框架中各層影響因素的具體表現(xiàn)與通用版HFACS既有共性，也存在諸多差異。事實上，HFACS在各領域推廣過程中，都會根據(jù)實際情況，賦予各層影響因素的具體表現(xiàn)以不同內(nèi)涵，這樣既可以作到因地制宜，又成功給予了HFACS新的生命力。下面介紹空中相撞事故分析中HFACS各層影響因素的具體表現(xiàn)。
2.1 不安全行為
不安全行為是指誘發(fā)事故的操作人員差錯，是導致事故的最直接原因，其總體可劃分為兩大類，即差錯和違規(guī)。差錯是指人行為的結(jié)果超出了可接受的界限。對于空中相撞事故而言，差錯主要是指飛行員和管制員操作過程中，所實現(xiàn)的功能與被要求的功能之間的偏差，其結(jié)果可能以某種方式給系統(tǒng)帶來不良影響，但是卻沒有達到預期目的，具體可分為技能差錯、決策差錯和認知差錯。違規(guī)是指故意無視規(guī)則、規(guī)章和制度的行為，通常分為習慣性違規(guī)和偶然性違規(guī)。不安全行為層各影響因素的具體表現(xiàn)見表1。
2.2不安全行為的前提條件
不安全行為的出現(xiàn)都有其前提條件，涉及操作者自身條件及飛行過程中與其發(fā)生直接交互的因素。飛行員和管制員的不安全行為的前提條件大致可分為兩類，即狀態(tài)低于標準和表現(xiàn)低于標準。狀態(tài)低于標準強調(diào)個人層面的誘因，包括精神狀態(tài)差、生理狀態(tài)差以及身體／精神局限。表現(xiàn)低于標準強調(diào)個人工作前的準備和班組成員之間的協(xié)調(diào)與配合，包括班組資源管理和個人準備狀態(tài)。不安全行為的前提條件層各影響因素的具體表現(xiàn)見表2。
2.3不安全的監(jiān)督
不安全的監(jiān)督反映監(jiān)督缺位或不充分對誘發(fā)事故產(chǎn)生的影響，也是事故原因鏈中不可缺少的一部分，包括監(jiān)督不充分、運行計劃不恰當、沒有糾正問題和監(jiān)督違規(guī)。監(jiān)督不充分是指監(jiān)督者或組織者沒有提供專業(yè)指導、培訓、監(jiān)督等。運行計劃不適當是指當工作的節(jié)奏或者安排使操作人員處于不能接受的危險中，影響績效。沒有糾正問題是指監(jiān)督者明知人員、培訓等方面存在的不足，卻仍然允許其繼續(xù)下去。監(jiān)督違規(guī)是指監(jiān)督者有意違反現(xiàn)有的規(guī)章程序。不安全監(jiān)督層各影響因素的具體表現(xiàn)見表3。
2.4組織管理
在HFACS框架內(nèi)，相對于其余三層，組織管理層內(nèi)的影響因素具有最高的影響力，但這種影響力往往是通過間接的、隱性的方式表現(xiàn)出來的，也不易引起重視。事實上，在相撞事故分析中，挖掘出組織管理方面的缺陷是非常困難的；而一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，其改正代價也非常高，但是卻能從根本上改善系統(tǒng)的本質(zhì)安全。組織管理包括三個方面，即資源管理、組織氛圍和組織過程。資源管理不當主要指組織資源分配及維護決策存在的問題。組織氛圍是指組織成員對所在組織特點的共同感受。組織過程主要涉及組織里運營過程中的行政決定和流程安排。組織管理層各影響因素的具體表現(xiàn)見表4。
3案例分析
3.1 事故簡述
2006年9月9日，巴西的一架執(zhí)行航班任務的波音737飛機與一架剛剛出廠的Legacy公務機在巴西帕拉省卡欣布上空發(fā)生相撞，事故造成Legacy左機翼末端的垂直反翼脫落，但迫降成功；B737左機翼被削去一半，飛機失速后墜毀，機上154人全部遇難，兩機相撞的示意圖如圖2所示。調(diào)查報告顯示一系列人為差錯導致了這起空中相撞事故。
波音737當天的飛行計劃是從瑪瑙斯的愛德華多戈麥國際機場起飛，沿U26航路以高度37000英尺向東南方向飛行，經(jīng)停巴西利亞，飛往里約熱內(nèi)盧。Legacy公務機的飛行計劃包括兩個階段：第一個階段是從圣保羅圣若澤的杜斯坎普斯起飛，在航路UW2上保持飛行高度37000英尺飛向巴西利亞，到達巴西利亞管制區(qū)后，下降高度至36000英尺。第二個階段是從巴西利亞西北沿U26航路駛離，并通過位于巴西利亞西北522公里的導航臺后，爬升高度至38000英尺，駛向馬瑙斯愛德華多戈麥國際機場。
Legacy公務機從當?shù)貢r間14：51起飛．18分鐘后，進入巴西利亞管制區(qū)，移交過程中，巴西利亞管制中心的當班管制員忘記通知Legacy機組調(diào)整飛行高度，即從37000英尺調(diào)整為36000英尺，導致B737和Legacy都在37000英尺高度上相對飛行。若此時機載防相撞設備運轉(zhuǎn)正常，相信機組和管制員會收到警報，意識到所面臨的危險；然而，不幸的
是，由于Legacy機組首次駕駛該機型，飛機起飛后，機組在熟悉系統(tǒng)過程，不慎誤將應答機關(guān)閉，這就導致兩架飛機處于飛行危險接近狀態(tài)時，波音737與Legacy的機載TCAS都無法發(fā)出防撞警報；更為糟糕地是，由于業(yè)務能力低、培訓不足和設備設計缺陷等原因，巴西利亞管制中心的當班管制員沒有及時發(fā)現(xiàn)Legacy處在錯誤高度層上，且應答機處于關(guān)閉狀態(tài)。這些不利的情況及其因素的疊加、交互和耦合，最終導致兩機空中相撞。
3.2 HFACS事故分析
由于這起空中相撞事故既涉及管制員的差錯，又牽扯到機組人員的差錯，尤其事故背后隱藏著的深層次原因，極具典型性，因此，許多學者基于這起事故來研究不同事故分析方法的有效性和可行性。那么，根據(jù)前述的HFACS致因原理以及針對空中相撞事故所賦予各層次影響因素的具體表現(xiàn)，按從低到高的順序?qū)@起空中相撞事故進行系統(tǒng)分析。
3.2.1 不安全行為
1)技能差錯
①管制員在Legacy公務機到達巴西利亞管制區(qū)時，忘記通知其機組將高度由37000英尺降到36000英尺，而想當然地認為飛機已經(jīng)在36000英尺高度層中飛行（記憶失能）；
②管制員沒有及時發(fā)現(xiàn)Legacy公務機的實際飛行高度與計劃飛行高度不一致的情況，以及應答機處于關(guān)閉狀態(tài)（專業(yè)技術(shù)欠缺）；
③由于Legacy機組首次駕駛這一機型，飛機起飛后，機組在熟悉操作系統(tǒng)過程中，無意中誤將應答機關(guān)閉，造成了TCAS長時間失效，又沒有及時發(fā)現(xiàn)（專業(yè)技術(shù)欠缺，注意力分配不當）。
2)習慣性違規(guī)
由于對機載自動化駕駛設備的過度依賴，兩機相撞前，雙方機組人員都沒有觀察前方航線情況（顯然，這種違規(guī)行為不是短期行為，已經(jīng)習慣成自然），也沒有及時發(fā)現(xiàn)迎面飛來的飛機（違反飛行規(guī)則）。
3.2.2不安全行為的前提條件
1)身體／智力局限
巴西利亞管制中心的工作人員不足，工作強度非常大，使管制員不堪重負，工作中難免會在時間安排和溝通程序等方面忙中出錯（體能不適應）。
2)個人準備狀態(tài)
①巴西利亞管制中心當班管制員，剛剛上任1年，就正式進行值班，在專業(yè)技能、指揮經(jīng)驗、英語交流以及設備熟悉等方面存在諸多問題，沒有真正搞清雷達系統(tǒng)顯示設備中的實際飛行高度與計劃飛行高度的真正含義，同時，也不知道信息中符號“=”變?yōu)?#8220;Z”意味著應答機關(guān)閉的危險狀況，因此，沒有提示Legacy機組關(guān)于高度和應答機的信息（訓練培訓不足）；
②Legacy機組駕駛該型飛機執(zhí)行這次任務之前，僅僅進行6h的相關(guān)培訓（訓練培訓不足）。
3)班組資源管理不善
①起飛前，巴西利亞管制中心的管制員給Leg-acy機組的指令，可以確認是以37000英尺一路飛往瑪瑙斯，并沒有清楚地表達出先以37000英尺高度飛到巴西利亞，再降到36000英尺的意圖（未充分通報）；
②Legacy的兩名機組人員都是第一次飛巴西境內(nèi)航線，且兩人是第一次配合，錯誤理解了指令，以為管制中心臨時更改了計劃（錯誤理解管制員指令）；
③Legacy機組曾12次更換備用頻率聯(lián)系管制中心，而后期管制中心也曾數(shù)次聯(lián)系Legacy機組，都沒有成功（部門間聯(lián)絡或協(xié)作不暢）。
3.2.3 不安全的監(jiān)督
1)監(jiān)督不充分
①雖然Legacy機組針對該機型進行了短期培訓，但對培訓過程缺乏嚴格的管理，對培訓效果也缺少嚴格的把控（沒有合理培訓）；
②以Legacy機組現(xiàn)有的技術(shù)狀態(tài)和對巴西國內(nèi)空域及航線的掌握情況，能否駕駛該機型執(zhí)行圣保羅圣若澤一巴西利亞一瑪瑙斯的這次飛行任務，缺少對機組的資質(zhì)認證監(jiān)察（沒有持續(xù)監(jiān)察人員的資格認證）；
③缺乏專門管理人員負責對空管人員工作進行必要監(jiān)督和督促，這使得當班管制員在Legacy機載應答機關(guān)閉后的長達45 min時間內(nèi)，沒有主動與Legacy機組進行聯(lián)系（沒有提供專業(yè)指導）。
2)監(jiān)督違規(guī)
以巴西利亞管制區(qū)當班管制員的當前業(yè)務水平和處置能力，很明顯是不具備值班資格的，然而，由于缺少人手，卻允許其正式上崗值班（授權(quán)不合格人員工作）。
3.2.4組織管理
主要從資源管理方面進行分析：
1) Legacy機組的培訓計劃，無論從培訓時間方面，還是從培訓過程管理以及培訓效果把關(guān)等方面，都存在較大缺陷（人員一培訓）；
2)沒有為巴西利亞管制中心配備足夠的管制人員（人員一配備）；
3)對于新到的管制員，沒有根據(jù)實際情況，制訂必要的訓練和培訓計劃（人員一培訓）：
4)控制應答機的系統(tǒng)存在設計缺陷，在此之前曾經(jīng)在其它飛機上出現(xiàn)過問題，但仍然被采購并安裝在這架剛剛出廠的Legacy公務機上，并且沒有與中央警報系統(tǒng)連接在一起，致使應答機被誤關(guān)閉后，系統(tǒng)無法給Legacy機組提供必要的提示（設備／設施一設計差，采購不當，未及時改正缺陷）；
5)巴西利亞管制中心的雷達顯示設備設計存在缺陷，對實際飛行高度和計劃飛行高度的不一致以及應答機關(guān)閉的屏幕顯示信息不夠明顯，難以聽到異常情況的警告音，不易引起管制員的注意（設備／設施一設計差）：
6)巴西國內(nèi)受資金限制，機場周邊基礎設施資金投入少，設備陳舊，尤其是通信方面，經(jīng)常運轉(zhuǎn)不良（資金一缺乏安全設備資金）。
3.3安全建議
使用HFACS對這起人為因素導致的空中相撞事故進行系統(tǒng)分析，根據(jù)分析過程和結(jié)果，給出以下安全建議：
1)加強人員技能方面的培訓。對于機組人員，應強化新飛機操作系統(tǒng)的培訓，讓機組熟悉新飛機的操作系統(tǒng)，了解其各項功能及其使用方法；而對于管制人員，應加強對經(jīng)驗不足的管制人員的專業(yè)技能以及英語溝通方面的培訓。
2)嚴格遵守有關(guān)的飛行法規(guī)。機組在飛行中，應該克服“高科技依賴病”，尤其是對自動駕駛設備的過度依賴，應按照有關(guān)規(guī)定熟悉所飛航線的管制方式，密切觀察飛行前方航線的情況，同時，留意飛機的儀器狀態(tài)，以便及早發(fā)現(xiàn)其變化，防患于未然。
3)強化對空管設備的了解與觀察。管制人員應正確了解管制設備顯示方式、顯示變化的含義等，同時，值班時也應時刻注意屏幕顯示信息的變化，及時掌握航班的實時情況。
4)更改相關(guān)設備的安全設計。在空管設備方面，當飛機應答機關(guān)閉時，雷達顯示屏幕僅是由“=”變?yōu)?#8220;Z”，變化不明顯，易被管制員疏漏，應該加大加粗字符或者加入明顯警報音；在機載設備方面，改善Legacy公務機應答機關(guān)閉按鈕的安全性設計，使其不易被誤關(guān)閉，并將之與中央警報系統(tǒng)相連．當應答機關(guān)閉時，應發(fā)出明顯警報音。
5)完善管制人員工作值班制度。嚴格作息時間制度，控制管制人員的工作值班時間，防止出現(xiàn)疲勞工作的情況，此外，由于單崗制管制人員沒有相互監(jiān)督的過程，極易發(fā)生工作疏漏情況，應該實行雙崗制的管制方式。
4結(jié)論
1)從理論基礎來看，利用HFACS來分析空中相撞事故，可以根據(jù)先剖析顯性因素再挖掘隱性因素的思路，以系統(tǒng)視角來找出事故的人為差錯致因。
2)從案例分析過程來看，使用HFACS進行空中相撞事故分析，層次清晰，邏輯性強，注重細節(jié)，操作性更強，也易于實現(xiàn)，從而為空中相撞事故提供了一種有效可行的分析手段。
3)從案例分析結(jié)果來看，HFACS能夠較為準確地找出導致空中相撞事故的人為差錯，并能對事故過程的細節(jié)做出必要解釋，尤為重要的是，根據(jù)分析結(jié)果，可提供防止空中相撞的具體安全建議。
4) HFACS是近些年來才引入國內(nèi)的一種人為差錯分析方法，盡管可用于空中相撞事故的分析中，并取得了一些成果，但更深入的理論亟待完善和解決，如：影響因素的選取以及系統(tǒng)評價等問題。
5摘要：
空中相撞事故往往是由諸多人為差錯相互疊加、耦合和作用而導致的，要找出事故的真正誘因，防止類似事故再次發(fā)生，難度非常大。為了有效地分析和定位人為差錯，以更好地服務于防相撞的管理與決策，提出一種基于人為因素分析分類系統(tǒng)( HFACS)的空中相撞事故分析方法，它按照從顯性差錯到隱性差錯的思路來分析事故的誘因，最終找出組織因素對事故的影響。并利用HFACS對巴西卡欣布上空發(fā)生的一起空中相撞事故進行了系統(tǒng)分析。案例分析結(jié)果表明，該方法不僅能夠找出導致空中相撞事故的人為差錯，解釋事故發(fā)生的原因和過程，而且能夠據(jù)此提供防止相撞事故發(fā)生的安全建議。
