通用航空公司安全運(yùn)行保障能力未確知測(cè)度分析

陳勇剛教授 雷晶晶

（中國(guó)民用航空飛行學(xué)院，四川 廣漢 618307）

0 引言

通用航空是指使用民用航空器從事公共航空運(yùn)輸以外的民用航空活動(dòng)，包括從事工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和建筑業(yè)的作業(yè)飛行以及醫(yī)療衛(wèi)生、搶險(xiǎn)救災(zāi)、氣象探測(cè)、海洋監(jiān)測(cè)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、教育訓(xùn)練、文化體育等方面的飛行活動(dòng)[1]。

通用航空是民航產(chǎn)業(yè)發(fā)展和民航強(qiáng)國(guó)建設(shè)重要基礎(chǔ)，更是民航“兩翼齊飛”的重要組成部分。截止2017年底，我國(guó)在冊(cè)通航器總數(shù)達(dá)到2297架，與2016年相比增長(zhǎng)了近9.5%，近幾年我國(guó)通用航空器架次數(shù)年平均遞增超過(guò)10%。然而，通航領(lǐng)域快速發(fā)展的同時(shí)伴隨著事故不斷發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年至2015年近10年間，通航事故數(shù)達(dá)40起，而通航事故征候數(shù)高達(dá)138起，造成大量的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。由于通航作業(yè)點(diǎn)多面廣，保障條件和作業(yè)環(huán)境差，安全基礎(chǔ)脆弱，造成我國(guó)通航飛行事故率和事故征候率始終較高，通用航空的安全問(wèn)題已經(jīng)成為了制約通用航空持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此，準(zhǔn)確判斷通用航空公司安全運(yùn)行保障能力水平是推動(dòng)通用航空業(yè)健康發(fā)展的重要手段。

通用航空在運(yùn)行過(guò)程中容易受到眾多不確定因素的影響。未確知測(cè)度是指：由于條件限制，在進(jìn)行決策時(shí)尚無(wú)法確知的信息用一個(gè)帶有附加信息（附加限制）的測(cè)度來(lái)表示，即為未確知測(cè)度[2]。未確知測(cè)度理論恰好可處理通用航空公司安全運(yùn)行保障能力評(píng)估系統(tǒng)中的不確定信息，避免出現(xiàn)由于不確定信息的存在而導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題。未確知測(cè)度方法具有擺脫信息不確知的缺陷，同時(shí)不需要大量樣本和服從某種典型分布，通過(guò)置信度識(shí)別，使得到的評(píng)估結(jié)果可信度和有效度更高[3]。因此，可選用未確知測(cè)度理論構(gòu)建通用航空公司安全運(yùn)行保障能力評(píng)估模型。

1 通用航空公司安全運(yùn)行保障能力指標(biāo)體系建立

通用航空公司安全運(yùn)行保障能力是指通用航空公司在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)優(yōu)化人員、機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境和組織管理等生產(chǎn)要素，保障其生產(chǎn)任務(wù)能夠正常安全運(yùn)行的能力[4-5]。基于通用航空的定義，通用航空公司安全運(yùn)行保障能力必須保證人的行為安全、物（設(shè)備和環(huán)境）的安全、系統(tǒng)的持續(xù)安全，體現(xiàn)通用航空公司安全運(yùn)行保障水平[4]。目前，通用航空領(lǐng)域還沒(méi)有一套確定的通用航空公司安全運(yùn)行保障能力評(píng)估指標(biāo)體系，難以對(duì)通航公司的安全運(yùn)行保障能力進(jìn)行全面詳細(xì)地研究。

通用航空公司的安全運(yùn)行是由人員、機(jī)械設(shè)備、環(huán)境和管理4要素所構(gòu)成的。通用航空具有以下特點(diǎn)：通用航空公司的人員包括飛行人員、機(jī)務(wù)人員和航務(wù)人員等，其行為主要受到自身業(yè)務(wù)知識(shí)和技能、生理心理素質(zhì)、年平均受培訓(xùn)時(shí)間、遇緊急事件的應(yīng)變能力、和其他人員溝通協(xié)調(diào)及其自身所具有的紀(jì)律性等因素的影響；通用航空的機(jī)型繁多，各種類(lèi)型機(jī)隊(duì)規(guī)模不大，飛機(jī)的役齡較長(zhǎng)，設(shè)備的更新不是很及時(shí)，很多設(shè)備存在老舊現(xiàn)象，設(shè)備的安全性較難保障，其維修較為復(fù)雜，需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，設(shè)備的自身原因同樣也會(huì)導(dǎo)致使用較為困難[6-7]；通用航空在執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí)，飛行有高空、低空、超低空，空域隨意性大，并且其飛行作業(yè)的項(xiàng)目也多樣化，如在平原、山區(qū)、江河、海等區(qū)域進(jìn)行作業(yè)，飛行的過(guò)程中極易受到天氣的影響，機(jī)場(chǎng)的建設(shè)狀況對(duì)于通航的運(yùn)行也起至關(guān)重要的作用；由于通用航空在規(guī)章制度的制定方面做的并不完善，導(dǎo)致其內(nèi)部安全體系建設(shè)的程度與安全文化建設(shè)等均不成熟，增加了運(yùn)行過(guò)程危險(xiǎn)發(fā)生的可能性，同樣通用航空公司的機(jī)構(gòu)設(shè)置也存在較大的問(wèn)題，對(duì)于通用航空安全運(yùn)行的監(jiān)督審核也不能發(fā)揮作用[8]。為了得到通用航空公司安全運(yùn)行保障能力指標(biāo)體系，對(duì)在通航公司工作至少8年以上的安全管理人員，熟悉通用航空公司的運(yùn)行過(guò)程與相關(guān)的規(guī)章制度的一線(xiàn)員工和了解國(guó)家所頒布的與通用航空相關(guān)的最新法規(guī)和與通用航空安全相關(guān)的法規(guī)體系的通用航空專(zhuān)家等人員開(kāi)展調(diào)研，最終得到46個(gè)評(píng)估通用航空公司安全保障能力的指標(biāo)。采用Likert5點(diǎn)量表的形式，從1到5正向計(jì)分，分?jǐn)?shù)越高代表該指標(biāo)項(xiàng)越具有評(píng)估價(jià)值，被調(diào)查者根據(jù)自身的實(shí)際情況對(duì)各個(gè)指標(biāo)打分，選取各個(gè)人員的分?jǐn)?shù)、統(tǒng)計(jì)分析置信度最終確定了23個(gè)評(píng)估指標(biāo)。運(yùn)用SPSS17.0 軟件對(duì)打分結(jié)果的均值、均方差和偏態(tài)、峰度等值進(jìn)行檢驗(yàn)，最終所得到的評(píng)估指標(biāo)基本上服從正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)。所以，最終選定23個(gè)評(píng)估指標(biāo)作為通航公司安全運(yùn)行保障能力水平評(píng)估指標(biāo)?；谕ㄓ煤娇兆陨淼奶攸c(diǎn)，運(yùn)用人員、機(jī)械、環(huán)境、管理系統(tǒng)的理論[9]、和SHEL模型[10]等安全理論與方法，結(jié)合通航公司實(shí)際運(yùn)行情況，根據(jù)調(diào)研結(jié)果得到人員（A1）、機(jī)械（A2）、環(huán)境（A3）、管理（A4）4方面為1級(jí)指標(biāo)，技術(shù)能力（X11）、心理素質(zhì)（X12）……安全體系建設(shè)程度（X41）、監(jiān)督審核（X42）為2級(jí)指標(biāo)[1,4]。根據(jù)通航公司安全運(yùn)行保障能力特點(diǎn)、調(diào)研結(jié)果以及參考文獻(xiàn)[1,3-4]將安全等級(jí)進(jìn)行了劃分，見(jiàn)表1。

表1 通航公司安全運(yùn)行保障能力水平評(píng)估指標(biāo)與分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Evaluation indexes and rating criterion on safe operation assurance capability for general aviation company

2 通用航空公司安全運(yùn)行保障能力分析模型構(gòu)建

假設(shè)評(píng)估對(duì)象有n個(gè)評(píng)估因素，而由此所構(gòu)成的空間為A。由于“人員、機(jī)械設(shè)備、環(huán)境、管理”是影響通航公司安全運(yùn)行的4個(gè)要素，可以用來(lái)成為一個(gè)單元進(jìn)行評(píng)估，即A={A1、A2、A3…An}，其中，n=1,2,3,4。每一個(gè)評(píng)估因素又有m個(gè)單向評(píng)估指標(biāo)，X1，X2,X3…Xm，指標(biāo)空間為X={Xn1，Xn2...Xni}，(i=1,2...m),y個(gè)評(píng)估等級(jí)分別記做C1,C2,C3…Cy,y=6,評(píng)估等級(jí)空間E={C1,C2,C3…C6},其中C1,C2,C3,C4,C5,C6分別對(duì)應(yīng)安全等級(jí)Ⅰ級(jí)，Ⅱ級(jí)，Ⅲ級(jí)，Ⅳ級(jí)，Ⅴ級(jí)，Ⅵ級(jí)。分別表示非常安全，安全，較安全，一般安全，不安全，很不安全6個(gè)等級(jí)。

2.1 單因素指標(biāo)未知測(cè)度

在這里使用μn iY=μ（Xni∈CY）表示第n個(gè)評(píng)估因素中的第i個(gè)指標(biāo)測(cè)量值Xni屬于第Y個(gè)評(píng)估等級(jí)CY的程度，并且μ滿(mǎn)足以下條件：

依據(jù)參考文獻(xiàn)可知，μ為未確知測(cè)度，簡(jiǎn)稱(chēng)為測(cè)度[3-4]。評(píng)估因素An的各個(gè)評(píng)估指標(biāo)測(cè)度值所構(gòu)成的矩陣則稱(chēng)為單指標(biāo)測(cè)度的評(píng)估矩陣，可以表示為：

規(guī)定μn

Y=μ（An∈CY）為評(píng)估對(duì)象An屬于第Y等級(jí)CY，所以：

式中：

Rn—人員、機(jī)械、環(huán)境、管理的單因素測(cè)度向量，n=1,2,3,4；

wi—第n個(gè)評(píng)估因素中的各個(gè)指標(biāo)之間的權(quán)重，其中wi應(yīng)該滿(mǎn)足以下條件[4]：

其中，為了可以準(zhǔn)確得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，文中使用層次分析法來(lái)計(jì)算。主要是通過(guò)對(duì)通用航空公司中的飛行人員、操作人員、機(jī)務(wù)人員、航務(wù)人員和管理者依照其多年的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行兩兩對(duì)照，最終得到判斷矩陣，最終應(yīng)用層次分析法計(jì)算并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，最后得到各指標(biāo)的權(quán)重。

2.2 多因素指標(biāo)未知測(cè)度

由公式（5）所得到的單因素指標(biāo)的測(cè)度向量可以得到多因素的指標(biāo)測(cè)度矩陣R=（R1,R2,R3,R4）T，由此就可得出多因素的指標(biāo)測(cè)度向量：

式中：

W—各評(píng)估因素的權(quán)重。

2.3 置信度識(shí)別準(zhǔn)則

在進(jìn)行置信度識(shí)別的過(guò)程中依據(jù)置信度識(shí)別準(zhǔn)則，假設(shè)α為置信度，根據(jù)參考文獻(xiàn)，α＞0.5，一般情況下取α=0.6或者0.7[3]。

可以得到評(píng)估對(duì)象屬于第y′個(gè)評(píng)估等級(jí)Cy′

3 實(shí)例分析

選取通用航空公司某次生產(chǎn)作業(yè)作為評(píng)估對(duì)象，邀請(qǐng)本次作業(yè)的飛行人員、航務(wù)人員與機(jī)務(wù)人員分別依據(jù)表1通航公司安全運(yùn)行保障能力水平評(píng)估指標(biāo)與分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)安全運(yùn)行保障能力水平評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行賦值，并計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的平均值，整理可得到以下通用航空公司安全運(yùn)行保障能力指標(biāo)值，見(jiàn)表2。

表2 通用航空公司安全運(yùn)行保障能力指標(biāo)值Tab.2 Safe operation assurance capability indexes for general aviation company

根據(jù)未確知測(cè)度定義以及表1中各個(gè)指標(biāo)分級(jí)情況，結(jié)合其具體變化特點(diǎn)可得到各個(gè)指標(biāo)的測(cè)度函數(shù)，對(duì)于越大越優(yōu)的指標(biāo)，如X11，X12……等指標(biāo)，建立如圖1所示的指標(biāo)測(cè)度函數(shù)，對(duì)于越小越優(yōu)的指標(biāo)如X22、X24指標(biāo)，建立如圖2所示的指標(biāo)測(cè)度函數(shù)，對(duì)于半定量的指標(biāo)如X31，建立如圖3所示的指標(biāo)測(cè)度函數(shù)。

圖1 X11單指標(biāo)測(cè)度函數(shù)Fig.1 Measure values for X11

圖2 X24單指標(biāo)測(cè)度函數(shù)Fig.2 Measure values for X24

圖3 X31單指標(biāo)測(cè)度函數(shù)Fig.3 Measure valuesfor X31

依據(jù)公式（4）可計(jì)算得出各個(gè)單因素指標(biāo)測(cè)度矩陣，見(jiàn)公式（9），（10），（11），（12）

通過(guò)計(jì)算，也可得出各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重見(jiàn)下式：

依據(jù)公式（5）可計(jì)算得出單因素測(cè)度向量Rn，并得到多因素指標(biāo)測(cè)度矩陣如下式：

同理可得出人員、機(jī)械、環(huán)境、管理4個(gè)因素的權(quán)重為：

結(jié)合公式（7）可計(jì)算得出評(píng)估對(duì)象的多因素指標(biāo)測(cè)度向量為：

依據(jù)研究[3]，使得置信度α=0.6，根據(jù)公式（8）可得出：

通過(guò)前面的計(jì)算及公式（20）得到最終結(jié)果，判斷得出該通用航空公司安全運(yùn)行保障能力水平為Ⅱ級(jí)安全，該公司的領(lǐng)導(dǎo)與專(zhuān)家成立評(píng)估小組，依據(jù)本年度實(shí)際作業(yè)運(yùn)行情況，即：事故率、事故征候率等指標(biāo)來(lái)評(píng)估該公司的安全運(yùn)行保障能力水平，其結(jié)果為安全，這與模型計(jì)算所得結(jié)果較為符合。在對(duì)通用航空公司安全運(yùn)行保障能力水平進(jìn)行評(píng)估過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，通航企業(yè)在安全管理、人員安全意識(shí)和教育培訓(xùn)等方面做的很好，使得通用航空器在不斷增加的情況下，通航事故及事故征候數(shù)量在近幾年來(lái)依然較低，這與公司良好的安全運(yùn)行保障能力水平分不開(kāi)。但是所面臨的問(wèn)題也較多，比如：通用航空器數(shù)量的增加，使得人員配比達(dá)不到要求，且航空器更新?lián)Q代的速度較快，人員的技術(shù)水平不能得到及時(shí)提高，這增加了不安全事件發(fā)生的概率。

4 結(jié)論

（1）基于通用航空公司安全運(yùn)行保障能力影響因素分析，構(gòu)建通用航空公司安全運(yùn)行保障能力水平的評(píng)估指標(biāo)體系，結(jié)合通用航空公司實(shí)際運(yùn)行情況，確定了安全運(yùn)行保障能力水平為Ⅱ級(jí)。

（2）由于通用航空公司的運(yùn)行易受到眾多不確定因素影響，運(yùn)用未確知測(cè)度理論構(gòu)建通用航空公司安全運(yùn)行保障能力分析模型，通過(guò)計(jì)算得出安全運(yùn)行保障能力的測(cè)度函數(shù)，確定了通用航空公司安全運(yùn)行保障能力的單、多因素的指標(biāo)測(cè)度向量，根據(jù)置信度的相關(guān)概念得出通用航空公司安全運(yùn)行保障能力水平所處的等級(jí)。

（3）通過(guò)實(shí)例分析進(jìn)行計(jì)算并得出最終結(jié)果與實(shí)際情況相符合，可以得出該模型方法簡(jiǎn)單、可靠性和適用性較強(qiáng)，并且可以得出通用航空公司安全運(yùn)行保障能力水平。