手冊對航空安全影響的初探

歸曉燁 /

(上海飛機設計研究院，上海201210)

0　引言

隨著科技的進步、航空技術的發(fā)展以及新技術新材料的應用,飛機自身和運行環(huán)境、軟硬件的安全性、可靠性和經濟性都日趨提高，由飛機設備故障引起的飛行事故概率已從20世紀初的80%下降到目前的3%。盡管如此，航空業(yè)還存在著一些不盡如人意的問題，特別是在解決由人為因素導致的事故問題上進展緩慢，使得近20年來由于人為因素導致的飛行事故率仍居高不下。如圖1所示，在美國民機飛行事故原因的統(tǒng)計中，人為因素在1940年占35%，1990年則已達到41%。另據(jù)國際航空運輸協(xié)會的統(tǒng)計資料顯示，80%的飛行事故都與人的表現(xiàn)不佳(犯人為差錯)有關[1]。可見人為因素是當今航空飛行安全的最大隱患，必須給予高度的關注。

(a)1940年飛機事故原因比例

(b)1990年飛機事故原因比例圖1　飛行事故原因的比例

隨著飛行架次總量的不斷增加，若不采取措施有效地減少人為差錯，事故數(shù)量將會不斷增加。因此加強對人為因素的研究和應用，識別人為過失，降低風險，找到預防措施，最大程度地克服和避免人為差錯的發(fā)生是航空運輸系統(tǒng)亟待解決的實際問題。隨著人們對人為因素的作用越來越重視，越來越多的組織機構對人為因素進行研究和分析，試圖把導致失效的原因找出來并加以糾正。對人為因素的分析和分類的研究很多，但是基于飛機手冊原因造成飛行事故的研究和分析卻少之又少。

本文擬從人為因素角度，將數(shù)起與手冊有關的航空事故分為手冊自身問題引發(fā)的事故、違背手冊引發(fā)的事故、飛行機組人員差錯導致的事故和維修人員差錯導致的事故這四類。并基于這些航空事故調查進行總結和分析，討論手冊對航空安全的影響，對手冊在編制階段的工作提出了相應的啟示，旨在進一步提高手冊的實用性以確保航空運營的安全。

1　手冊、人為因素與航空安全的關系

人為因素涉及到人、機器和環(huán)境三個要素。此三要素中，人的可靠性最低，人為差錯是導致飛行事故的直接因素。導致人為差錯的主要因素很多，包括空勤或地勤人員負擔過重、設計缺陷、培訓不足、疲勞及疾病、違背檢查單操作以及缺乏知識、經驗等。

而與手冊有關的人為差錯更是影響飛行安全的重要因素。一項2002年針對美國國家宇航局航空安全報告系統(tǒng)中事故報告程序問題的研究表明，下列因素造成了與手冊相關的錯誤：程序設計的缺陷、使用者的錯誤、手冊的有效性和可索取性及手冊編寫機構的實踐經驗。對手冊的理解不到位、手冊自身編寫缺陷以及違反手冊規(guī)定，這些都是造成人為差錯的關鍵，也是導致飛行事故的主要原因。

另外，從圖2可看出，在各種人為因素中，飛行機組的差錯對航空安全的影響是最大的，其基本事件數(shù)量占了總數(shù)的58%左右。這與航空事故的統(tǒng)計資料相吻合，據(jù)統(tǒng)計，中國民航50年來發(fā)生的二等和重大以上的133次飛行事故中，按直接責任者約有65%是飛行員原因。國際民航發(fā)生有人員死亡的飛行事故中，有68%也是飛行員原因[2]。在所有造成航空安全事故的人為因素中，飛行機組的失誤約占2/3。其次航空維修人員的差錯對于航空安全的影響也非常大，其比例約占37%。

圖2　人為因素影響航空安全事故樹

從以上分析可以看出，飛行機組和航空維修人員在航空運行環(huán)節(jié)中出現(xiàn)影響航空安全的差錯行為具有數(shù)量較多的特點。因此，他們是影響航空安全的最重要的兩類人員。造成航空事故的大量原因都是由他們的差錯與失誤造成的。如果能夠將這兩類人員的差錯發(fā)生概率大幅度降低，那么航空安全事故的發(fā)生概率將會明顯降低，保障航空安全將有一個質的飛躍。

2　手冊與航空事故

2.1 手冊與事故類型的分析

表1對附錄所記錄的與手冊有關的12起重大航空事故按手冊自身問題引發(fā)的事故、違反手冊引發(fā)的事故、飛行機組人員差錯導致的事故和維修人員差錯導致的事故進行了分類，并列舉了調查結果。

表1　12起航空事故調查結果統(tǒng)計表

注：FCOM, flight crew operating manual,飛行機組操作手冊；MEL，Minimum Equipment List最低設備清單

人為差錯的主要表現(xiàn)為以下三個方面：

1)做了不該做的事；

2)應該做的事沒有去做；

3)該做的事做得不夠充分、完整。

將其與手冊聯(lián)系起來，對應的差錯表現(xiàn)可細分為：

1)違反手冊；

2)該按照手冊卻沒執(zhí)行；

3)手冊信息不夠充分、完整，手冊的理解或執(zhí)行不到位。

根據(jù)與手冊相關的差錯表現(xiàn)，表2將上述的12起航空事故進行分類統(tǒng)計，充分說明了與手冊有關的差錯對航空事故的影響，體現(xiàn)了手冊對航空安全的重要性。

表2　與手冊有關的差錯造成航空事故統(tǒng)計表

通過對以上航空事故案例的分析可知，人為因素確實影響到飛行安全，而飛機手冊在整個航空運營和飛機飛行的過程中的作用和影響同樣是舉足輕重的。手冊是通過人的使用對航空安全造成影響的。手冊所提供的信息和制定的規(guī)則不僅是要提醒和規(guī)范人的行為，確保飛機的安全和可靠，而且要全面細致地考慮如何在手冊的使用中避免或者減少出現(xiàn)人為差錯的可能性。因此為了減少飛行事故，必須加強對手冊編制的重視，采取各種有效措施來消除或減少造成人為差錯的原因。例如在飛行類手冊中，檢查單的執(zhí)行、特殊程序和系統(tǒng)欠缺說明、程序執(zhí)行的分工這些問題需引起足夠的重視并解決；而在維修手冊中，一個任務的相關維修程序完畢后，也應考慮有檢驗和復查的程序，以確保該程序執(zhí)行的正確性和完整性。

2.2 手冊與錯誤類型的分析

對事故起作用的因素一旦與人的過失共同起作用時，將引發(fā)更大范圍的事故發(fā)生。表3是對美國國家運輸安全委員會著重對1978年至1990年底的37次重大飛行事故的統(tǒng)計分析，記錄了37次事故中錯誤的類型和數(shù)量[3]。

根據(jù)表3的數(shù)據(jù)顯示，出現(xiàn)次數(shù)從多到少的前四個錯誤類型分別是程序、監(jiān)控/質疑、決策和飛行操縱，它們出現(xiàn)的次數(shù)分別是73次、70次、51次和46次，分別占錯誤總量的24%、23%、17%、15%。表現(xiàn)為以下幾方面：

1)程序：未按要求進行喊話；不正確的喊話；未執(zhí)行或未完成要求的檢查單或指令；未履行檢查單指定程序；未查閱手冊或未獲得信息。

2)監(jiān)控/質疑：未探測出或未理解為錯誤；已發(fā)現(xiàn)別人錯誤但由于種種原因未提出質疑。

3)決策：不適當?shù)臎Q策；未能按信號反饋要求而改變行動進程；未注意到那些建議改變行動進程的告警或警告信息。

4)飛行操縱：未按設計要求去操縱飛機。

將這些表現(xiàn)方面與手冊聯(lián)系可發(fā)現(xiàn)，這些錯誤都有手冊的因素，例如手冊的信息是否全、描述是否清晰、程序和內容理解得好不好、是否被執(zhí)行和遵守等，與手冊有關的錯誤類型占錯誤總量的79%。尚不包括資源管理錯誤和系統(tǒng)運作錯誤，它們也與手冊有點聯(lián)系，例如機組內部對檢查單的分工或工作責任制定、任務優(yōu)先程序失效、未提供明確的操作口令、錯誤使用儀表和系統(tǒng)、規(guī)定了錯誤的燃油量讀出方法等。

表3　事故中的錯誤狀況統(tǒng)計表

3　手冊與事故調查

3.1 事故調查的重要性

幾十年來，大部分航空事故的主要原因是由飛行駕駛失誤和維修不善引起的。在2004年，全世界事故造成損失多達五十億美元。事故調查的重要性不言而喻，通過事故調查可規(guī)避那些會影響飛行安全、造成人員傷害和設備損傷的人為造成的風險，能幫助識別和理解引起差錯的多個起因。識別這些起因能夠提供一個明確的工作重點來預防未來的事故。許多國家航空當局要求把事故調查作為安全管理體系的一個重要部分。

3.2 事故調查對編寫手冊的作用

通過事故調查可幫助識別和理解引起差錯的起因，從而在事故發(fā)生之前就探測到它們并制定糾正措施來避免未來事故。對編寫手冊來說，經過總結事故調查，可以發(fā)現(xiàn)手冊存在的失誤或不足及可能誘發(fā)差錯的潛在問題，例如：手冊未對飛機特性提供必要且足夠詳細的信息；操作程序缺少或描述不清楚；缺少更為系統(tǒng)全面的延伸知識；未強調機型設計和特點的描述；維修程序未能被發(fā)現(xiàn)及驗證是否符合批準的維護方式等。從而通過改進手冊編制，努力減少和避免一切可能誘導差錯和風險的發(fā)生。

4　對手冊編制的啟示

手冊不僅為飛機安全運行提供必要的準確的信息，也是將程序標準化和規(guī)范化的準則，指導并約束著人的行為。以上對航空事故的討論可以發(fā)現(xiàn)，在手冊編制階段，就應充分考慮人為因素導致的對知識理解和應用的差異，找出方法通過改進手冊的編制，降低人為差錯。

4.1 現(xiàn)階段對手冊編制應采取的措施

如圖3所示，國內民機手冊已走過了從無到有的階段，在現(xiàn)階段編制過程中，手冊編寫人員要做的是解決手冊是否全面、清晰的問題?？刹扇∫韵麓胧?/p>

1)編寫時要從飛行員的操作習慣和需求出發(fā)，而不是從設計人員的角度出發(fā)。例如，在編寫手冊時，盡量采用符合民航的行業(yè)習慣和術語，減少工程用語，統(tǒng)一縮略語。

2)制定合理的規(guī)范，讓飛行員容易遵守和理解。用一個明確的程序來提醒飛行員，讓飛行員執(zhí)行這個要求。

3)手冊或者手冊中的一個部分可能兼飾兩角：一方面作為飛行機組的標準操作程序指南，一方面作為培訓指南。內容應該是清晰的、易理解的，不必冗長。

4)為減少飛行員犯錯，在編寫飛行員執(zhí)行任務的時候，要考慮飛行員自身的生理限制，給予飛行員更多的思考時間和相應的信息提示。

5)對特殊的系統(tǒng)和操作提供足夠全面的信息知識，并要考慮便于飛行員閱讀和查找。

6)在版面設計和程序編制中，充分考慮飛行員的工作環(huán)境，因此確定紙張的顏色和字體大小以及清晰明了的程序格式也是相當重要的。

7)信息交流和溝通可能是航空器維修中最重要的人為因素問題。沒有交流，安全標準就難以保持。強調手冊編寫人員與航空公司與制造廠保持信息交流至關重要。

8)由于航空器的日益復雜，維修變成了越來越關鍵的功能，因此對應地，也要求手冊編寫人員精通業(yè)務，具有相當?shù)募寄軜藴室蟆?/p>

9)增強手冊的可用性，提供便于查尋、操作和執(zhí)行的信息供維修人員進行維護。

10)一個任務的相關維修程序完畢后，應考慮檢驗和復查的程序，以確保該程序執(zhí)行的正確性和完整性。

圖3　手冊編制和使用階段示意圖

4.2 人為因素培訓

對手冊編寫人員而言，人為因素培訓可加強對造成差錯和違規(guī)的因素識別，是辨別、理解和管理涉及人的相關行為中的關鍵的第一步。人為因素培訓有助于建立一個積極的安全文化氛圍，有助于加強編寫人員了解人為因素在飛行機組和維修人員工作表現(xiàn)中的影響，能幫助編寫人員認識到人為因素對于安全和質量的影響。建議人為因素培訓可包括以下內容：

1)人為因素概述；

2)安全文化；

3)人為差錯的原理，事故調查和案例研究；

4)人的行為表現(xiàn)和局限性；

5)與程序、信息、工具和任務相關的實踐；

6)團隊內外的溝通交流和協(xié)作；

7)與專業(yè)相關以及系統(tǒng)綜合的知識；

8)基于手冊的人為差錯的事例。

5　結論

國內對于飛機手冊方面的研究資料和文獻很少，而基于人為因素研究手冊對飛機安全的影響的就更少。

人為產生的失誤或差錯是不可避免的，不能要求其為零，只能通過防止差錯和制定規(guī)則和措施來控制差錯。在以后的工作中，應注意從人為因素角度考慮手冊對航空安全的影響，進一步提高手冊的實用性，減少與避免因手冊而引起的差錯及導致不安全因素的產生，以確保飛行安全。

附錄　與手冊有關的航空事故

事故事故調查C2 1992年7月31日,中國通用航空7552號航班空難,有108人遇難。調查發(fā)現(xiàn),空難的主要原因是機組人員未按規(guī)定進行飛行前檢查,未把飛機全動式水平尾翼調整到與飛機重心相適應的角度起飛。根本原因是機組人員未嚴格按照該機型的飛行手冊進行操作。這場空難為機組人員違章操作造成的重大事故。C3 1996年7月20日,MU-2B型飛機迫降起火墜毀事故。調查證實,右發(fā)動機發(fā)生非包容性轉子故障,由于飛行員沒有按照手冊履行單發(fā)飛行程序,飛機保持不了高度。D 因維修人員差錯造成的航空事故(飛機維修是航空系統(tǒng)的基本組成部分,航空維修人員與航空安全關系密切主要集中表現(xiàn)在經維護修理后的航空器適航品質與安全質量方面。飛機的不安全狀態(tài)直接威脅飛行安全,維修差錯成為一些嚴重事故的可能原因。)D1 1991年9月11日,美國大陸快運2574號航班空難,機上14人全部罹難。NTSB發(fā)現(xiàn)飛機水平翼缺少螺絲是造成此次事故的真正原因。委員會將事故的原因歸咎為飛機維修人未嚴格遵守適當?shù)木S修程序及質檢步驟。D2 2003年1月8日,中西航空5481號航班空難,全機21人罹難。NTSB調查指出,在這架飛機最近的維修報告中發(fā)現(xiàn)一個控制該裝置的鋼索張力的螺絲扣安裝在一個錯誤的位置上,使得升降舵行程不足,導致駕駛員無法有足夠的俯仰控制。同時,飛機起飛時超重580 lb,飛機起飛后,重心偏向機尾。當飛機的起落架收起后,立即失去平衡;加上控制升降舵的鋼索失效,終導致無法控制飛機。D.3 1990年6月10日,英國航空5390號班機事故。事故調查發(fā)現(xiàn),該飛機于出事前27 h曾被更換擋風玻璃,被安裝上不合規(guī)格的螺絲釘,當時的維修部門沒有參考飛機的維修手冊。事故責任在于維修部門沒有按照維修程序,并使用了不合規(guī)格的零件。