基于SHEL模型的PBN運行中人為因素研究

常松濤

【摘 要】伴隨現(xiàn)代科技的進步，PBN作為一項新航行技術(shù)推動著國際航空事業(yè)不斷發(fā)展，同時，PBN運行也極大的提高了航空運行安全。但是在PBN運行提高航空安全的過程中，有關(guān)于人為因素的研究較少。本文通過引入SHEL模型，重點分析了PBN運行中人為因素與人為差錯，并提出了在PBN運行中控制人為差錯的一些建議。

【關(guān)鍵詞】PBN運行；SHEL模型；人為因素

0 引言

近年來，隨著機載設(shè)備能力的提高以及衛(wèi)星導(dǎo)航及其它先進技術(shù)的不斷發(fā)展，國際民航組織（ICAO）在整合各國區(qū)域?qū)Ш剑≧NAV）和所需導(dǎo)航性能（RNP）運行實踐和技術(shù)標準的基礎(chǔ)上，提出了“基于性能的導(dǎo)航[1]（Performance Based Navigation，PBN）”的概念。PBN概念的提出對于提高飛行安全、增加空域容量、優(yōu)化航路和空域結(jié)構(gòu)、提高運行效率等都有著重要的作用。而我國也在積極加快PBN運行的實施。

大量的事故統(tǒng)計和數(shù)據(jù)分析表明，人為因素是目前航空事故率居高不下的主要原因，已占航空事故總量的80%[2]。而隨著航空制造技術(shù)的不斷發(fā)展以及現(xiàn)代科技的進步，中國民航事業(yè)得到了迅速發(fā)展，其中傳統(tǒng)陸基導(dǎo)航到PBN的導(dǎo)航方式的轉(zhuǎn)變就是科技發(fā)展推動民航事業(yè)進步的一個碩果。但在享受PBN運行所帶來的便利、安全和效益時，人為因素也在悄然生成。因此，研究PBN運行中的人為因素，對于更好的享受PBN運行的成效，保證航空運行的安全，促進中國民航事業(yè)更好、更快發(fā)展就顯得尤為重要。筆者引入SHEL模型，對PBN運行中有關(guān)的人為因素進行了分析研究，并提出了關(guān)于在PBN運行中控制人為差錯的幾點建議。

1 SHEL模型

SHEL模型最初由愛德華（Edwards，1972）提出，后經(jīng)霍金斯的修改變成了具有廣泛意義的SHEL模型（如圖1所示）。

圖1 SHEL模型

SHEL模型有L—S、L—H、L—E、L—L4類界面組成，分別代表人與系統(tǒng)軟件、硬件、環(huán)境及人與人之間的相互關(guān)系。其中，各系統(tǒng)要素之間構(gòu)成的界面是凹凸不平的，要求各界面之間必須謹慎匹配。

2 PBN運行中的SHEL模型分析

SHEL模型充分展示了各構(gòu)成要素之間的關(guān)系，其中人處于模型的中心，是其核心元素，其它元素都要與之相關(guān)聯(lián)。

PBN技術(shù)作為一門新興技術(shù)，它對系統(tǒng)的精確性、完好性、可用性、連續(xù)性以及功能等方面都有具體的性能要求，對于增加空域容量、優(yōu)化航路和空域結(jié)構(gòu)、降低高原和復(fù)雜機場運行標準等有著重要的作用。但在現(xiàn)有的研究當(dāng)中，大多數(shù)航空公司過多關(guān)注PBN技術(shù)的研究、及享受PBN運行所帶來的飛行便利和效益，而對PBN運行中有關(guān)人的因素較少關(guān)注，極有可能埋下安全隱患。

這里基于SHEL模型對PBN運行中有關(guān)的人為因素進行了研究分析。

2.1 L—S（人與軟件）

人與軟件往往是PBN運行中事故發(fā)生較多的模塊，因為不合理的軟件設(shè)計是誘發(fā)人的錯誤的重要來源，并且人與軟件之間的問題比較隱蔽，不會像人與硬件之間那樣具體、直觀。在人與軟件界面中，加強人與軟件之間的信息交互，充分掌握對軟件的利用和管理，才有可能消除事故隱患。

2.2 L—H（人與硬件）

人是具有主觀能動性的，當(dāng)硬件設(shè)施不符合人的生理和心理特點及對人的認知、習(xí)慣等產(chǎn)生一定沖擊時，往往就會誘發(fā)人的差錯，引發(fā)事故。這也決定了人具有適應(yīng)與硬件之間不匹配的特性。PBN運行中飛行員只需按PBN程序進行上高度和下高度，可以清楚知道飛機的位置和下一步動作，但是這也會帶來一些后果，比如飛行員和管制員對設(shè)備的過分依賴，極易忽略硬件設(shè)備本身的缺陷；在設(shè)備可靠性降低甚至失去的情況下，相關(guān)人員缺乏應(yīng)急處置能力；在PBN運行中，飛機需要有PBN程序轉(zhuǎn)為目視飛行程序時，飛行員及地面相關(guān)人員缺乏技術(shù)支持等。

2.3 L—E（人與環(huán)境）

環(huán)境在PBN運行中也是一個不容忽視的因素，它常常誘發(fā)人的感覺、知覺和注意等方面的差錯，進而作出錯誤的決策，導(dǎo)致事故的發(fā)生。尤其在高原、復(fù)雜地形區(qū)域和天氣惡劣地區(qū)等，它利用星基系統(tǒng)的高精度、實時性的優(yōu)點為飛機在整個飛行過程中進行連續(xù)、準確定位，大大降低了復(fù)雜環(huán)境所帶來的安全隱患。但是，正是由于這樣的環(huán)境和安全系數(shù)相對較高的PBN程序，飛行員和管制員等相關(guān)監(jiān)視人員在飛機飛越復(fù)雜地形區(qū)域時，會處于一種放松警惕的狀態(tài)，認為飛機只要處于PBN運行中，就完全可以應(yīng)對外界復(fù)雜的環(huán)境。而此時飛行員和管制員等人員的情景意識會相對傳統(tǒng)陸基導(dǎo)航時飛機飛越復(fù)雜地形區(qū)域時薄弱，處于防御心理狀態(tài)只希望聽到安全飛越復(fù)雜地形區(qū)域的好消息，注意力發(fā)生轉(zhuǎn)移進而很可能引發(fā)人為差錯，發(fā)生不可逆的慘劇。

2.4 L—L（人與人）

協(xié)調(diào)溝通能力是人與人界面的核心，而一旦人與人界面產(chǎn)生了裂痕，就會誘發(fā)人的差錯。在PBN運行中，人與人界面包括機組人員與機組人員、機組人員與管制員、機組人員與簽派員、機組人員與程序設(shè)計人員等等。因此，加強人與人之間的協(xié)調(diào)溝通，對于在PBN運行中保障航空運行的安全、高效和舒適尤為重要。

3 PBN運行中人為差錯控制建議

建立系統(tǒng)化的PBN程序設(shè)計體系，按照適航當(dāng)局的條例強化飛行員、管制員、簽派員和PBN程序設(shè)計人員等相關(guān)人員的訓(xùn)練和培訓(xùn)，以加強他們的專業(yè)技能并累積實際工作經(jīng)驗。

優(yōu)化PBN運行中有關(guān)的配套設(shè)備使其符合人機工效學(xué)，完善人機之間的信息交互。強化飛行員等對現(xiàn)代化設(shè)施的認識與熟練使用，熟練掌握PBN運行與非PBN運行之間的轉(zhuǎn)換、指揮和操作技能，消除這些有可能產(chǎn)生人為差錯的因素。

改善飛行員、管制員等的工作環(huán)境，使其處于低噪音、溫度適當(dāng)、光線柔和等的環(huán)境中工作。同時，飛行員、管制員等也要充分認識到在PBN運行中他們所處的真實環(huán)境，尤其在復(fù)雜地形區(qū)域，要保持警惕時刻注意外界環(huán)境變化帶來的影響，建立起環(huán)境中的情景意識，提高飛行員、管制員等的應(yīng)急處置能力，避免所產(chǎn)生的人為差錯。

優(yōu)化班組資源管理[9]，完善協(xié)調(diào)配合機制。加強有關(guān)人員的資格審定和管理，完善當(dāng)局及航空公司的監(jiān)管與審查制度。如機組人員要消除職權(quán)梯度，特別是老資歷的機長在面對PBN運行中有關(guān)的新概念和新標準時，要不恥下問及時與副機長及其他人員溝通；機組人員與管制員也要建立良好的溝通，運用PBN標準用語。

4 結(jié)語

航空安全是航空運輸永恒的主體，而其中新興技術(shù)的運用實施對于保障航空運輸安全有著重要的作用。筆者基于SHEL模型對PBN運行中人為因素進行了研究，同時，對有關(guān)于人的因素進行了分析并提出了一些人為差錯控制建議，希望對以后PBN運行中有關(guān)人為因素的研究和減少人為差錯有一定的幫助。

【參考文獻】

[1]王紅力.PBN導(dǎo)航系統(tǒng)性能分析與研究[J].中國民航飛行學(xué)院碩士學(xué)位論文，2011.

[2]中國民用航空總局航空器維修人的因素課題組.人的因素案例集[M].北京：中國民航出版社，2004：40-43.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]