基于CREAM模型的無人機事故分析

◎ 姚義東

一、緒論

隨著時代的發(fā)展，航空業(yè)跟隨著時代逐步發(fā)展。無人機已經(jīng)在軍用、民用和公用領(lǐng)域中占據(jù)了一席之地，尤其是民用領(lǐng)域的應(yīng)用。然而，目前我國的無人機仍處于發(fā)展階段，相關(guān)法律法規(guī)尚未建立健全。無人機安全問題日益嚴重，造成的無人機事故日益增多。管理監(jiān)督的人員機構(gòu)不能有效的對無人機安全運行做出監(jiān)管，導致近些年“黑飛”無人機較多，對相關(guān)民航航班及其他活動造成了不安全的隱患。無人機的運行中，操作者負責其安全問題，因此無人機事故的發(fā)生，人為因素仍然是占主要的方面。是無人機事故中最有必要研究與解決的問題。

CREAM模型提出了復雜狀態(tài)的信息處理模型的思想并改進了操作員行為模型。并且具有追溯分析、預測分析的雙向分析方法。對事故進行簡單的量化分析使得結(jié)論更加可靠。

二、事故案例

1.事故背景。

BWB試驗機（Blened-Wing-Body）是北京航空航天大學自主研制的翼身結(jié)合試驗機。BWB是根據(jù)某種翼身融合的飛機按照1：30比例縮小后得到的一種無人機。該無人機翼展2米，采用兩個風扇電動發(fā)動機作為動力裝置，安裝于機身兩側(cè)的上部。

2.事故發(fā)展過程。

BWB于08年12月首次試飛，并陸續(xù)進行了多次飛行測試用以檢測飛機的各項性能數(shù)據(jù)。但是在09年2月份，該試驗機起飛后，左側(cè)發(fā)動機失效，導致單發(fā)停車不能有效的操縱無人機運行，最終墜毀。

（1）在飛行準備前，維修人員未按照完整的程序?qū)︼w機的發(fā)動機進行檢查：對發(fā)動機風扇緊固操作時，工作人員將發(fā)動機調(diào)節(jié)至1/3最大推力的狀態(tài)進行發(fā)動機狀態(tài)檢查，認為發(fā)動機功能正常于是沒有進一步檢查導致有可能發(fā)生事故的因素。

（2）在飛機起飛前檢查，操作員同樣沒有發(fā)現(xiàn)風扇未緊固的問題。

（3）在事后的檢查中發(fā)現(xiàn)，無人機無法正常操控的另一項原因是維修人員將機身兩側(cè)的阻力方向舵的信號線接反。阻力方向舵接反導致方向操作性極大的降低。

（4）在飛機起飛前檢查，操作員只檢查了方向舵能否使用，沒有發(fā)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的正確與否。

構(gòu)建事件序列：

（1）維修人員未檢查風扇緊固。

（2）操作員未發(fā)現(xiàn)風扇未緊固。

（3）維修人員信號線接反。

（4）操作員未發(fā)現(xiàn)方向舵偏轉(zhuǎn)錯誤。

表1 認知行為及認知功能表

3.評價共同績效條件。

CPC共有9種因子：

（1）組織的完善性。組織的完善性是指對執(zhí)行此次任務(wù)時，所給予的組織管理、制度、保障以及安全的支持。

（2）工作條件。是指在任務(wù)進行中，給人提供的一個是否利于任務(wù)進行的一個環(huán)境。

（3）人機界面與運行支持的完善性。人員對該系統(tǒng)的操縱性以及人-機協(xié)調(diào)的完整性，給予“可容忍”水平。

（4）規(guī)程/計劃的可用性。當此次事件的兩個任務(wù)可以在不沖突的情況下完成。因此，此處評定為可接受。

（5）同時出現(xiàn)的目標數(shù)量。在這些事件中，飛機的數(shù)量不多，應(yīng)該觀察的目標都可以說是單獨指揮的。因此，瞬間指揮的目標數(shù)量符合管制機構(gòu)的能力。

（6）可用時間。在極短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)，找到解決問題的方法并加以執(zhí)行是很困難的，但是在這些事件中，由于從兩次飛機的任務(wù)開始時間到?jīng)_突的間隔很長，管制官發(fā)現(xiàn)問題并有完整的時間解決問題，所以這次暫時是不夠的。

（7）工作時間。整個任務(wù)完成所需的限定時間，體現(xiàn)在對人員完成任務(wù)的緊急程度影響任務(wù)完成的精細程度。

（8）培訓和經(jīng)驗的充分性。指人員完成任務(wù)所接受的培訓和在這項任務(wù)中的經(jīng)驗性。

（9）班組成員的合作質(zhì)量。指一個班組成員中的協(xié)調(diào)合作的效果，本次事故中班組的表現(xiàn)就較差，維修人員及操縱人員均未發(fā)現(xiàn)不安全因素從而導致事故的發(fā)生。

以下是對CPC因子的分析與績效可靠性及權(quán)重因子：

表2 CPC與績效可靠性及權(quán)重因子

4.識別認知功能失效模式。

（1）維修人員未檢查風扇緊固，屬于執(zhí)行行為。失效模式屬于“動作遺漏”。

（2）操作員未發(fā)現(xiàn)風扇未緊固，屬于觀察行為。失效模式屬于“錯誤辨識”。

（3）維修人員信號線接反，屬于執(zhí)行行為。失效模式屬于“動作遺漏”。

（4）操作員未發(fā)現(xiàn)方向舵偏轉(zhuǎn)錯誤，屬于觀察行為。失效模式屬于“診斷失敗”。

5.根據(jù)CREAM模式列出方程。

表3 任務(wù)涉及CPC因子表

事故公式：

三、事故總結(jié)

該事故主要是由兩個單元的差錯導致系統(tǒng)失效，其一是風扇未緊固，其二是信號線接反。同時是由維修人員及操作員兩次檢查都未發(fā)現(xiàn)錯誤從而達到了影響整個系統(tǒng)的程度，最終造成了無人機墜毀的事故發(fā)生。