基于TEM模型的空管運行不正常事件案例分析

趙嶷飛，華閃閃，劉波韜

(1.中國民航大學(xué) 空中交通管理學(xué)院，天津 300300；2.中國民航大學(xué) 計算機與科學(xué)學(xué)院，天津 300300)

基于TEM模型的空管運行不正常事件案例分析

趙嶷飛1，華閃閃1，劉波韜2

(1.中國民航大學(xué) 空中交通管理學(xué)院，天津 300300；2.中國民航大學(xué) 計算機與科學(xué)學(xué)院，天津 300300)

隨著對空管安全人為因素的研究，國內(nèi)已將TEM理念框架應(yīng)用到空管安全運行中。通過應(yīng)用創(chuàng)新空管TEM框架構(gòu)建不正常事件案例分析模型，對國內(nèi)2011年75件空管不正常事件進(jìn)行威脅、差錯、非期望狀態(tài)統(tǒng)計分析，用較客觀數(shù)據(jù)分析目前空管運行不安全現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，進(jìn)而從威脅、差錯、非期望狀態(tài)方面提出國內(nèi)空管TEM管理對策，對應(yīng)用TEM理念進(jìn)一步深入研究空管運行安全具有重要的指導(dǎo)意義。

空管安全；TEM模型；空管運行不正常事件；案例分析

一、空管TEM的來源與發(fā)展

民航安全是民航運輸?shù)挠篮阒黝}，沒有安全保障，我國民航不會發(fā)展如此迅速，更不可能從民航大國發(fā)展成民航強國。隨著民航人士對安全運行的不斷深入研究，民航安全運行制度不斷完善。最初的關(guān)注重點放在民航的航空器、機場設(shè)備設(shè)施、雷達(dá)等硬件問題上；隨著機械運行設(shè)備的改善，研究重點逐漸轉(zhuǎn)移到人為因素上，關(guān)注人員差錯；20世紀(jì)90年代開始關(guān)注整個運行組織的人、機、環(huán)、管的安全管理；目前將安全人為因素更深層意義地發(fā)展到對威脅與人的錯誤的管理(TEM)研究。

威脅和差錯管理(TEM)是民航業(yè)對人為因素和CRM研究的發(fā)展產(chǎn)物。從20世紀(jì)70年代開始對人為因素的研究，到1986年國際民航組織做出的A26-9 號決議——“關(guān)于飛行安全與人的因素” ，開始界定飛行中人的因素的定義、目的、任務(wù)。從此，人的因素的研究與應(yīng)用得到了全面發(fā)展。在人為因素研究的基礎(chǔ)上機組資源管理(CRM) 研究應(yīng)運而生。從80年代的CRM強調(diào)座艙內(nèi)飛行員的表現(xiàn)(CRM的第一代)，到目前的CRM重視致使人錯誤的誘因，即威脅因素(CRM的第六代)，并將安全管理擴展到對威脅和差錯的管理(TEM)，其主要目標(biāo)是將錯誤分類分析并制定控制錯誤策略。其實威脅和差錯管理并不是一種革命性的概念，它是人為因素理論在民航的實際應(yīng)用中，不斷改進(jìn)民航運行安全裕度的過程中發(fā)展出來的，所以說TEM是民航運行經(jīng)驗總結(jié)的產(chǎn)物。德克薩斯大學(xué)的Robert．Helmreich最早于20世紀(jì)90年代初，開始著手研究威脅與差錯管理，并將TEM應(yīng)用到航線運行的安全審計中。TEM框架[1]最早由國際民航組織(ICAO)提出。TEM 模式考慮運行職責(zé)人的同時還考慮了職責(zé)人所處的運行環(huán)境，對人和系統(tǒng)的表現(xiàn)具有分析性和診斷性。

2005年 10月，ICAO提出了空管中的威脅與錯誤管理(Threat and Error Management in Air Traffic Control, TEM)咨詢通告草案。主要內(nèi)容包括TEM 的概念框架，它涵蓋了TEM的定義、組成要素、威脅與錯誤的對策以及威脅與錯誤的后果。目前，空管也借鑒機組資源管理(CRM)的TEM實踐經(jīng)驗，在班組資源管理(TRM)中也開始將TEM理念用于對管制員的威脅差錯的數(shù)據(jù)分析與管理。[2]FAA 也已經(jīng)把TEM模型納入TRM訓(xùn)練計劃中，但目前國內(nèi)空管主要是對TEM的理論研究，包括空管中的威脅和錯誤、不希望出現(xiàn)的狀態(tài)概念的界定以及實際 ATC 案例分析并提出威脅和差錯管理措施，將 TEM 融入安全管理以及日常運行監(jiān)測中。另外研究人員還試圖對民航空管安全信息用TEM模型進(jìn)行半定量分析，具有較大進(jìn)步意義。但目前空管TEM研究還未成熟，有待進(jìn)一步發(fā)展。

二、2011年空管事故TEM建模分析

2011年民航空管系統(tǒng)共收到75起不正常情況，比2010年減少5起。造成不正常事件的原因有管制原因、設(shè)備故障、軍民航飛行沖突、機組原因、跑道入侵、無線電干擾、陸空通信失效，具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)如圖1。

從圖1中可以看出管制原因、設(shè)備故障、軍民航飛行沖突、機組原因、跑道入侵5種原因引發(fā)的不正常事件都相對于2010年減少，但是無線電干擾、陸空通信失效引發(fā)的不正常事件明顯增多，這值得我們關(guān)注。

本次案例分析是借助TEM模型，分析空管不正常事件的威脅T、差錯 E、非期望狀態(tài)U，分析類似表1模式。

應(yīng)用表1中TEM模型，對2011年空管中75件不安全事件的威脅T、差錯E、非期望狀態(tài)分別進(jìn)行分析，統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下(見表2)。

以上數(shù)據(jù)反映，空管威脅T對空管的正常運行具有很大的威脅，雖然威脅T因素很多，但是威脅導(dǎo)致的差錯和非期望狀態(tài)明顯減少，說明由于管制員對威脅和差錯的有效管理，才沒有發(fā)生事故。但是威脅、差錯和非期望狀態(tài)仍是我們研究的重點。下面將分別從威脅、差錯、非期望狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)數(shù)據(jù)分析。

1.威脅(T)

通過對空管不正常事件TEM模型中的威脅類型詳細(xì)統(tǒng)計(見表3)，空管不安全事件中存在的威脅類型分布比較分散，存在內(nèi)部威脅、外部威脅、空中威脅和環(huán)境威脅。但是空中威脅中的陸空通話威脅(42.5%)和機組威脅(21.8%)占很高的比例，說明2011年我國空管的大部分威脅是由空管—飛行員通話和機組差錯帶來的，該數(shù)據(jù)為我們指出了目前威脅管理的側(cè)重點。同時可以看出相關(guān)單位(如機場布局、導(dǎo)航設(shè)備、程序、天氣)的安全工作是否到位，也直接或間接地影響著空管運行安全。

2.差錯(E)

2011年空管運行的75件不正常事件中，有12件是由于管制員工作差錯導(dǎo)致的，全部是因為管制員與機長溝通差錯。這需要我們對管制—機長溝通差錯進(jìn)行更深入的研究，找出原因以改善管制員與機長的溝通，避免空中溝通差錯。

3.非期望狀態(tài)(U)

2011年空管不正常事件TEM模型統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：空管運行非期望狀態(tài)主要是由于航空器未嚴(yán)格執(zhí)行飛行計劃或不聽從管制員指揮而導(dǎo)致飛機狀態(tài)偏離管制員控制范圍內(nèi)，而處于非期望狀態(tài)。從其中地面的非期望狀態(tài)占14.3%，主要是因為航空器在其該停止或繼續(xù)滑行的地方繼續(xù)或停止滑行；而空中的非期望狀態(tài)(85.7%)，多數(shù)是因為航空器沒有爬升或降落到它應(yīng)有的高度和航空器沒有用其應(yīng)有的速度飛行造成。此外，當(dāng)軍航航空器需要借用民航空域飛行時，由于軍民航溝通不暢和軍機飛行的速度快、路線不定等原因，經(jīng)常會出現(xiàn)非期望狀態(tài)，從而發(fā)生軍民航?jīng)_突。

三、國內(nèi)空管威脅及差錯管理

一種差錯發(fā)生后不管它是威脅誘發(fā)的差錯還是管制員的差錯，關(guān)鍵是看管制員在差錯惡化之前，是否能及時有效地應(yīng)對。失去管理的差錯可能產(chǎn)生另一新的錯誤或是誘發(fā)非期望狀況,非期望狀況的管理失效會造成事故的發(fā)生?？展苓\行中，必須做好威脅和差錯管理以消除安全隱患，對非期望狀況進(jìn)行管理以避免事故發(fā)生，確保最后的安全屏障，如圖2所示。

1.威脅(T)管理

通過對14個國家28家航空公司近5500次航班的航線運行安全審計調(diào)查分析顯示，在每次飛行過程中，機組平均遇到的安全威脅高達(dá)4.2次，其中，有近10%的威脅沒有得到正確的處置，進(jìn)而導(dǎo)致機組的操作差錯。[3]空管作業(yè)系統(tǒng)無論采取什么封閉措施,管制員都無法避開也不能消除這些威脅,但是可以采取適當(dāng)?shù)拇胧┦雇{失去產(chǎn)生作用的時機。比如,雷達(dá)失效(出現(xiàn)威脅),管制員從雷達(dá)管制轉(zhuǎn)為程序管制(管理威脅)。

因此，目前對空管威脅T的研究方向應(yīng)該放在：(1)識別出空管運行安全的全部可能的威脅，這需要綜合應(yīng)用多種渠道，比如事件調(diào)查，鼓勵員工上報運行不正常情況和日常運行監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析；(2)針對所有可能的威脅，根據(jù)威脅出現(xiàn)的頻率和危害性程度，為管制員制定一套系統(tǒng)的管理威脅的應(yīng)對措施，并對管制員進(jìn)行培訓(xùn)。

2.差錯(E)管理

(1)健全從業(yè)人員資質(zhì)能力管理制度。空管運行的差錯直接源于管制員自身，其專業(yè)技能和安全意識是主導(dǎo)因素，故建立健全從業(yè)人員資質(zhì)能力管理制度至關(guān)重要。通過選拔、考核、培訓(xùn)等手段，逐步建立一支高水平的管理隊伍。

(2)規(guī)范班組資源管理工作。借鑒機組資源管理工作經(jīng)驗[4]，對班組資源管理前期研究工作的實用性進(jìn)行評估并全面推廣，逐步建立班組資源管理的工作制度。班組資源管理即由2個或多個管制員所共同構(gòu)成的團隊，為了使空中交通服務(wù)的安全性和效率達(dá)到最佳化，最好地利用可用的資源——信息、設(shè)備和人員的策略。團隊的工作有效“防止、監(jiān)測、避免”差錯，這是班組資源管理對差錯管理的重要意義。

(3)進(jìn)一步提高系統(tǒng)的容錯、防錯和糾錯能力。 由于工作的復(fù)雜性，即使管理員受過嚴(yán)格、專業(yè)的訓(xùn)練，擁有熟練專業(yè)技能和很強的應(yīng)變能力，也不可避免地出現(xiàn)差錯。怎樣提高系統(tǒng)的容錯、防錯和糾錯能力至關(guān)重要。威脅和差錯從出現(xiàn)到引發(fā)事故有一段過程，如何在威脅和差錯惡化前有效地采取措施制止不安全事件的發(fā)生，不僅需要提高管理員的安全意識和規(guī)范行為，提升他們的威脅和差錯管理技能，還需要日常的監(jiān)測系統(tǒng)，及時有效地發(fā)現(xiàn)威脅和差錯，以采取有效措施。故需要從“人防”“技防”方面來提高空管運行系統(tǒng)的容錯、防錯能力。

3.非期望狀態(tài)(U)管理

對非期望狀況的管理是避免事故發(fā)生、保障安全的最后一個屏障。如果對非期望狀態(tài)管理不當(dāng)，會直接引發(fā)事故的發(fā)生。

非期望狀態(tài)是否有效管理，取決于管理員能否及時發(fā)現(xiàn)非期望狀態(tài)，是否有足夠的應(yīng)變能力和應(yīng)對知識儲備。目前飛機動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)不斷完善，能隨時掌握飛機運行狀態(tài)，為管理員及時發(fā)現(xiàn)非期望狀態(tài)提供保障平臺。然而，目前需要研究的重點應(yīng)該放在管理員處理非期望狀態(tài)的知識儲備上。要通過科學(xué)計算和實踐運行，針對所有可能的非期望狀態(tài)制定出科學(xué)有效的處理措施，供管理員參考，從而避免事故的發(fā)生。

四、結(jié) 論

本文對國內(nèi)2011年75件空管不正常事件進(jìn)行威脅、差錯、非期望狀態(tài)統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)我國空管的大部分威脅是由空管—飛行員通話和機組的差錯帶來的；空管—飛行員通話差錯也是空管差錯的主要部分；這些威脅和差錯導(dǎo)致的非期望狀況中，空中非期望狀況占85.7%，多數(shù)是因為航空器沒有爬升或降落到它應(yīng)有的高度，以及航空器沒有用其應(yīng)有的速度飛行。

針對發(fā)現(xiàn)的問題，本文提出了下一步需研究的內(nèi)容，主要包括：一要識別出空管運行安全的全部可能的威脅，針對所有可能的威脅，為管制員制定一套系統(tǒng)的管理威脅的應(yīng)對措施；二要規(guī)范空管工作，提高系統(tǒng)的容錯、防錯和糾錯能力；三要通過科學(xué)計算和實踐運行，針對所有可能的非期望狀態(tài)制定出科學(xué)有效的處理措施，供管制員在緊急狀況時參考。

[1]施和平.空中交通系統(tǒng)安全管理[M] .廈門:廈門大學(xué)出版社, 2003.

[2]International Civil Aviation Organization.Threat and Error Management in Air Traffic Control,C314-AN/178[R].Mont-real:International Civil Aviation Organization，2008．

[3]Defensive Flying for Pilots: An Introduction Threats and Error Management. Ashleifh Merritt, P h.D.&James Klinect, P h.D

[4]羅曉利.駕駛艙資源管理[M].重慶:西南交通大學(xué)出版社,2002.

責(zé)任編校：裴媛慧，孫詠梅

Based on the TEM Model for Abnormal Events Analysis of ATM Operation

ZHAO Yi-fei1，HUA Shan-shan1，LIU Bo-tao2

(1.College of Air Traffic Management, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China;2. College of Computer and Science, Civil Aviation Uniuersity of China, Tianjin 300300, China)

As human factors study of the air traffic control security,TEM framework has been applied to the air control safe operation in nation.By applying TEM framework to innovativly construct a analysis model of abnormal event case, and to statistical analysis threats, errors and unexpected states of 75 pieces of domestic abnormal events in 2011.Then putting forward unsafe phenomenon of air traffic control at present With the objective data and researching direction of domestic air traffic control TEM management from aspects of threats、errors and undesired State.It plays an important the guidance meaning to father security research of air traffic control running in TEM concept.

air traffic safety；TEM model；abnormal event;case analysis

2015-01-15

趙嶷飛，男,湖南常德人,教授,博士,研究方向為空中交通規(guī)劃與管理。

F560.83

A

1007-9734(2015)02-0089-04