機(jī)場場務(wù)管理安全監(jiān)控系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

汪緒普，羅 帆，張 潮，鄭福美

(1.武漢理工大學(xué)管理學(xué)院，湖北 武漢 430070;2.廣州軍區(qū)空軍后勤部機(jī)場處，廣東 廣州 510000)

機(jī)場場務(wù)管理關(guān)系到飛機(jī)起飛和降落安全，是機(jī)場安全管理的重要一環(huán)。機(jī)場場務(wù)管理中人的不安全行為、設(shè)備的不安全狀態(tài)、環(huán)境的負(fù)面影響和管理中的安全漏洞，都可能導(dǎo)致安全事故。因此，研究機(jī)場場務(wù)管理對于機(jī)場安全管理具有重要意義。

國內(nèi)外學(xué)者對機(jī)場安全管理系統(tǒng)做了具有積極意義的研究。姚立平等介紹了一個(gè)基于企業(yè)信息系統(tǒng)集成技術(shù)而設(shè)計(jì)建設(shè)的共用的安全信息平臺(tái)ASMIS，用于支持大型國際樞紐機(jī)場中各個(gè)聯(lián)檢單位實(shí)現(xiàn)安檢信息共享及業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)[1]。公安部開發(fā)了一個(gè)機(jī)場安全檢查信息管理系統(tǒng)，對機(jī)場安檢過程中與旅客、安檢員有關(guān)的所有動(dòng)態(tài)/靜態(tài)信息進(jìn)行管理，為機(jī)場不安全事件提供應(yīng)對依據(jù)[2]。官寶霖應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)管理理論，結(jié)合機(jī)場管理實(shí)際，開發(fā)了基于Windows平臺(tái)下網(wǎng)絡(luò)版的首都機(jī)場安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信息系統(tǒng)，通過對所有影響機(jī)場安全運(yùn)行的因素進(jìn)行系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)對動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)源的動(dòng)態(tài)管理和實(shí)時(shí)控制，預(yù)防災(zāi)害事故發(fā)生[3]。BENEDETTO集成數(shù)學(xué)與物理微分方程，設(shè)計(jì)了應(yīng)用于評估降雨環(huán)境下飛機(jī)起降安全風(fēng)險(xiǎn)的決策支持系統(tǒng)[4]。MüNZBERG等根據(jù)機(jī)場周邊的自然環(huán)境和氣象條件，應(yīng)用熱成像監(jiān)視技術(shù)，設(shè)計(jì)了法蘭克福機(jī)場的鳥害預(yù)警信息系統(tǒng)[5]。PAPADAKIS等利用結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)技術(shù)，構(gòu)建了機(jī)場安全管理工作流分析模型，結(jié)合故障樹最小割集分析了機(jī)場安全的事故因素。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了機(jī)場安全管理系統(tǒng)，并使用希臘某國際機(jī)場的數(shù)據(jù)驗(yàn)證了系統(tǒng)的可靠性[6]。縱觀前人關(guān)于機(jī)場安全的研究，多從安檢、機(jī)務(wù)或事故成因方面開發(fā)機(jī)場安全管理系統(tǒng)，鮮見從日常的機(jī)場場務(wù)管理入手進(jìn)行探討。

我國民航總局《機(jī)場安全管理體系建設(shè)指南》規(guī)定，機(jī)場管理機(jī)構(gòu)應(yīng)按照國家和民航相關(guān)規(guī)定制定安全信息管理制度，通過構(gòu)建暢通的信息收集渠道，收集安全信息，為不安全事件調(diào)查、安全監(jiān)督與審核、風(fēng)險(xiǎn)管理和安全目標(biāo)等安全活動(dòng)提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息共享，促進(jìn)安全管理體系建設(shè)，避免和減少事故癥候和不安全事故的發(fā)生[7]。建設(shè)機(jī)場管理安全監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控機(jī)場日常管理業(yè)務(wù)，可以較好地滿足這一要求。筆者在民航機(jī)場安全風(fēng)險(xiǎn)管理的相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于B/S模式的機(jī)場場務(wù)管理安全監(jiān)控系統(tǒng)的總體框架，以期對這一類系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)施起到參考作用。該系統(tǒng)的不同之處在于將安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、場務(wù)安全評估和決策支持等功能與日常業(yè)務(wù)緊密結(jié)合，整合了機(jī)場管理、安全監(jiān)控、安全評估和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等流程，形成閉環(huán)運(yùn)作體系，并能較好地融合機(jī)場已有的其他系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)需求分析與架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)需求分析

根據(jù)事故致因理論，機(jī)場日常管理中隱藏的不安全因素往往成為事故的導(dǎo)火索[8]。這類不安全因素可以從日常管理的各項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用產(chǎn)生的信息中挖掘出來。因而對日常業(yè)務(wù)的有效監(jiān)督，可以從源頭上“截?cái)唷笔鹿蔬^程。機(jī)場場務(wù)管理安全運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的基本任務(wù)是收集并存儲(chǔ)場務(wù)管理中的各類業(yè)務(wù)信息，在風(fēng)險(xiǎn)管理工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警和綜合的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，并對場務(wù)安全進(jìn)行評估，促進(jìn)管理業(yè)務(wù)的改進(jìn)。除此之外，還可對機(jī)場管理業(yè)務(wù)提供決策支持，包括機(jī)場凈空的評估，鳥害趨勢分析，突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案的生成與檢索等。當(dāng)然，建立該系統(tǒng)的基礎(chǔ)是:機(jī)場的日常管理進(jìn)入規(guī)范化的信息管理流程，積累大量的基礎(chǔ)信息;機(jī)場實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管理，確保每起不安全事件都能得到及時(shí)和全面的調(diào)查分析，并建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系和場務(wù)安全評估指標(biāo)體系。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)和功能分析

集團(tuán)公司是我國機(jī)場的主要經(jīng)營方式，一個(gè)機(jī)場集團(tuán)可能同時(shí)管理若干個(gè)機(jī)場和與機(jī)場相關(guān)的業(yè)務(wù)，這就意味著隸屬于同一個(gè)機(jī)場集團(tuán)的多個(gè)子公司之間需通過網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)信息交流，考慮到系統(tǒng)維護(hù)成本和數(shù)據(jù)共享及其安全性，該系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫。由于系統(tǒng)在功能使用上存在著權(quán)限的問題，因此系統(tǒng)應(yīng)存在多種用戶和角色視圖。系統(tǒng)邏輯架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源于多處，主要來自于機(jī)場管理單位、相關(guān)氣象部門及其他部門，并且面向多個(gè)不同的業(yè)務(wù)，因而在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建設(shè)中，可以借助數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，面向不同的業(yè)務(wù)主題，整合所需要的數(shù)據(jù)。機(jī)場數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)與機(jī)場場務(wù)相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù);氣象數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)與場務(wù)管理相關(guān)的氣象數(shù)據(jù)，并提供歷史記錄;地理信息數(shù)據(jù)庫則存儲(chǔ)機(jī)場及周邊的地理數(shù)據(jù)。

為了支持預(yù)警及決策支持系統(tǒng)的功能，還應(yīng)構(gòu)建相應(yīng)的預(yù)警/決策模型及知識庫系統(tǒng)，因而應(yīng)建立模型庫、決策知識庫和調(diào)用方法庫。

1.3 系統(tǒng)功能分析

機(jī)場管理安全運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，對機(jī)場的飛行場地、附屬設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)及場務(wù)管理人員的管理服務(wù)能力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并根據(jù)反饋信息提醒和督促相關(guān)管理單位和人員采取措施。系統(tǒng)的基本功能是場務(wù)信息的輸入、加工和輸出。在該系統(tǒng)中，還包括管理決策支持模塊，主要提供場務(wù)管理安全的“外延性”服務(wù)，即應(yīng)急預(yù)案的優(yōu)選、管理方案的優(yōu)化以及各種不安全事件的趨勢分析等。

考慮到機(jī)場安全管理體系的要求以及我國機(jī)場管理方式的特殊性，設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能模塊時(shí)將安全管理與信息交流共享相結(jié)合，部分模塊信息可與其他駐場單位之間實(shí)現(xiàn)有條件的共享，同屬于一個(gè)機(jī)場管理集團(tuán)的機(jī)場子公司之間實(shí)現(xiàn)信息的無償共享。系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流程如圖2所示。圖2中5個(gè)模塊存在著內(nèi)在聯(lián)系。信息收集即場務(wù)信息管理模塊采集和處理場務(wù)管理的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，是其他模塊功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ);數(shù)據(jù)流入預(yù)警模塊后，系統(tǒng)通過調(diào)用預(yù)警模型，判斷相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)是否超出告警閾值，自動(dòng)發(fā)布預(yù)警;場務(wù)管理能力評估模塊則按照不同的周期，對人員的綜合素質(zhì)、設(shè)備設(shè)施維護(hù)狀況、環(huán)境對場務(wù)管理的影響程度以及場務(wù)部門的內(nèi)部管理進(jìn)行評估，及時(shí)了解機(jī)場安全現(xiàn)狀，督促改進(jìn);決策支持模塊針對機(jī)場火災(zāi)、鳥害等不安全事件，通過調(diào)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和機(jī)場資源數(shù)據(jù)，生成獨(dú)有的管理方案和應(yīng)急預(yù)案，對機(jī)場周邊的凈空環(huán)境進(jìn)行評估，保障飛行安全;報(bào)表輸出模塊則根據(jù)用戶的需要，面向不同的業(yè)務(wù)主題，生成不同類別的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

根據(jù)上述業(yè)務(wù)流程，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖如圖3所示。

按照《機(jī)場安全管理體系建設(shè)指南》的規(guī)定，民用機(jī)場應(yīng)貫徹執(zhí)行“安全第一，預(yù)防為主、綜合治理”的安全管理方針。因此，無論是日常運(yùn)行管理與風(fēng)險(xiǎn)管理并行，還是將風(fēng)險(xiǎn)管理貫徹到常規(guī)的管理工作中，都需要從風(fēng)險(xiǎn)管理中獲知安全事故的風(fēng)險(xiǎn)前兆，建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系，以便在日常的管理中進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控。風(fēng)險(xiǎn)管理本身具有持續(xù)性和復(fù)雜性，由于成本的限制，該系統(tǒng)未包含風(fēng)險(xiǎn)管理的模塊，而將風(fēng)險(xiǎn)管理視為系統(tǒng)的“外圍”工作?？紤]到未來的拓展，系統(tǒng)為風(fēng)險(xiǎn)管理模塊預(yù)留了功能接口。

圖2 機(jī)場場務(wù)管理安全監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖

圖3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

圖3較完整地反映了機(jī)場監(jiān)控信息的處理流向，重點(diǎn)在于風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模塊和能力評估模塊，同時(shí)也反映了決策支持模塊的一部分即不安全事件統(tǒng)計(jì)分析。但其他一些功能模塊的數(shù)據(jù)流向仍不夠明晰，因此對決策支持模塊進(jìn)一步細(xì)化，如圖4～圖6所示。

圖4 應(yīng)急預(yù)案優(yōu)選流程圖

圖5 管理方案優(yōu)化流程圖

圖6 凈空評估流程圖

圖4反映的是應(yīng)急預(yù)案優(yōu)選的流程:通過風(fēng)險(xiǎn)管理獲得不安全事件的數(shù)據(jù)，制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，并結(jié)合預(yù)案的實(shí)施情況不斷地改進(jìn)升級預(yù)案;在新的突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，根據(jù)可利用的人、財(cái)、物等資源，選擇最優(yōu)預(yù)案，顯然，這是一個(gè)閉環(huán)的運(yùn)作過程。圖5表示了機(jī)場場務(wù)管理方案的優(yōu)化過程，在此過程中系統(tǒng)需要調(diào)用相關(guān)的模型和知識，并通過數(shù)據(jù)倉庫訪問多個(gè)數(shù)據(jù)庫。圖6則反映了決策支持模塊的另一個(gè)功能，即機(jī)場凈空條件評估。對于飛機(jī)的起降安全，凈空環(huán)境無疑是極為重要的，筆者將凈空環(huán)境定義為機(jī)場凈空標(biāo)識和周邊凈空環(huán)境。在這一功能的實(shí)施中，場務(wù)人員應(yīng)定期勘察并獲取數(shù)據(jù)，再輸入系統(tǒng)，可以反饋相關(guān)評估結(jié)果，發(fā)出告警。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要模塊功能

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的功能模塊包括:場務(wù)信息管理、安全管理能力評估、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、決策支持、數(shù)據(jù)維護(hù)和報(bào)表輸出。上述模塊中，信息收集是其他各項(xiàng)模塊功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。此外，其他各模塊雖然在功能上相對獨(dú)立，但存在內(nèi)在聯(lián)系。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 場務(wù)信息管理

場務(wù)信息管理模塊的功能是收集并存儲(chǔ)機(jī)場場務(wù)管理的日常信息，提供查詢和統(tǒng)計(jì)功能。這里的日常信息包括機(jī)場的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、場務(wù)管理物資出入信息、機(jī)場監(jiān)控信息，當(dāng)然，也包含各類不安全信息。按照風(fēng)險(xiǎn)管理理論，把所有信息分為人員(管理)信息、設(shè)備信息、機(jī)場設(shè)施信息和機(jī)場環(huán)境信息，其中設(shè)備的故障、設(shè)施的損壞是不安全信息中的重點(diǎn)[9]。機(jī)場設(shè)施信息包括機(jī)場的各種管理信息，如道面(機(jī)坪)檢查數(shù)據(jù)、燈光監(jiān)測數(shù)據(jù)(照明燈光以及助航燈光等)、電力監(jiān)測數(shù)據(jù)等。機(jī)場環(huán)境信息包括氣象數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù)，而氣象數(shù)據(jù)包括區(qū)域的歷史氣息信息，如溫度、風(fēng)向、氣壓、降水等[10];雷達(dá)數(shù)據(jù)主要是通過雷達(dá)監(jiān)測到的一些數(shù)據(jù)，用以判斷飛機(jī)的飛行狀態(tài)，提前預(yù)知飛機(jī)何時(shí)進(jìn)場等。管理設(shè)備信息是指與場務(wù)管理有關(guān)的各種車輛設(shè)備的數(shù)據(jù)，以及使用和維護(hù)保養(yǎng)狀態(tài)等。信息來源包括日常業(yè)務(wù)登記、設(shè)備定期維護(hù)和重點(diǎn)設(shè)施監(jiān)控等。

2.3 場務(wù)管理風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

場務(wù)管理風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模塊是在建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，并定期進(jìn)行綜合的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警[11]。具體的功能包括風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)的管理、預(yù)警指標(biāo)的自動(dòng)計(jì)算、預(yù)警信息的發(fā)布與管理等。設(shè)定各項(xiàng)預(yù)警指標(biāo)的閾值和告警周期，當(dāng)監(jiān)測指標(biāo)達(dá)到或超過閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)告警;某些不能量化的預(yù)警指標(biāo)，則需要人工發(fā)布預(yù)警。

2.4 場務(wù)安全評估

場務(wù)安全評估模塊是根據(jù)事先建立的評估指標(biāo)體系，通過對日常業(yè)務(wù)信息的提取和統(tǒng)計(jì)，從人員、設(shè)備、環(huán)境和管理4個(gè)維度對機(jī)場場務(wù)安全進(jìn)行評估。功能包括場務(wù)安全評估指標(biāo)的設(shè)置及管理、評估者管理、不同角色的評估者打分、評估指標(biāo)的自動(dòng)計(jì)算、評估結(jié)果的生成，以及管理工作改進(jìn)建議的生成。

2.5 管理決策支持

管理決策支持模塊的功能包括:針對機(jī)場突發(fā)事件，建立應(yīng)急預(yù)案庫，并提供預(yù)案檢索與優(yōu)選;針對機(jī)場周邊的環(huán)境建立凈空評估模型，并建立多元分段函數(shù)模型，提供凈空障礙物評估功能;根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對機(jī)場不安全事件(如鳥害事件)，進(jìn)行趨勢分析;根據(jù)機(jī)場基本數(shù)據(jù)、物資信息和監(jiān)控信息，建立人員、物資、設(shè)備調(diào)配函數(shù)，提出可實(shí)現(xiàn)的管理決策，根據(jù)任務(wù)需求提供最優(yōu)管理方案。

2.6 報(bào)表輸出

報(bào)表輸出模塊是根據(jù)用戶需要輸出業(yè)務(wù)報(bào)表、趨勢分析報(bào)表及其他統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

3 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境

該系統(tǒng)采用C#和.NET為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2005，系統(tǒng)服務(wù)器端操作系統(tǒng)采用Microsoft Windows 2003 Server和IE瀏覽器。系統(tǒng)的應(yīng)用能為機(jī)場場務(wù)安全管理提供有效的幫助和支持。

4 結(jié)論

建立機(jī)場場務(wù)管理安全監(jiān)控系統(tǒng)，有助于機(jī)場建立和實(shí)施安全管理體系，制定內(nèi)部定期監(jiān)控、評估、審核制度，促進(jìn)安全管理的閉環(huán)運(yùn)行和持續(xù)改進(jìn)[12]。筆者根據(jù)《機(jī)場安全管理體系建設(shè)指南》中對安全信息管理的要求，結(jié)合我國機(jī)場管理的實(shí)際，構(gòu)建了基于B/S模式的機(jī)場場務(wù)管理安全監(jiān)控系統(tǒng)的總體框架，并對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流程進(jìn)行了分析。但是系統(tǒng)的實(shí)施和完善還有很多工作要做，系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步細(xì)化和整合，系統(tǒng)模塊算法的實(shí)現(xiàn)需要進(jìn)一步優(yōu)化，數(shù)據(jù)庫管理是否穩(wěn)定、高效還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。另外，由于機(jī)場或機(jī)場集團(tuán)都擁有多個(gè)信息管理系統(tǒng)，如何將場務(wù)管理安全監(jiān)控系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的信息進(jìn)行整合還需要進(jìn)一步的研究。

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