基于STPA的平行跑道入侵風(fēng)險(xiǎn)分析

田靜

（民航中南地區(qū)空管局空中交通管制中心塔臺(tái)管制室，廣東 廣州 510800）

一、引言

隨著機(jī)場(chǎng)交通量的增加，跑道入侵事故發(fā)生的可能性也在成大比例增大，因而引起了塔臺(tái)管制人員的高度重視。跑道入侵實(shí)際上就是飛機(jī)跑道上存在不安全因素，通過對(duì)可靠資料進(jìn)行研究不難發(fā)現(xiàn)，大部分的跑道入侵問題都是由于操作失誤造成的，其中管制員控制失誤也占較大比重。目前我國(guó)多個(gè)機(jī)場(chǎng)都修建了平行跑道，本文研究的平行跑道運(yùn)行指實(shí)際運(yùn)行的跑道形式。

二、STPA分析方法簡(jiǎn)介

（一）STPA概念

系統(tǒng)理論的過程分析（STPA）是建立在 STAMP 理論之上的風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)，是針對(duì)傳統(tǒng)、廣泛使用的風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)存在的不足提出的一種基于系統(tǒng)理論的建模及分析的方法，可用在系統(tǒng)運(yùn)行過程中的危險(xiǎn)分析以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的安全分析，是一種自頂向下的系統(tǒng)安全工程方法。將安全問題看成系統(tǒng)的控制問題，通過分析系統(tǒng)的危險(xiǎn)、不安全控制行為及致因因素，將其轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的安全約束，以此保證系統(tǒng)的安全性。

（二）STPA分析流程

STPA分析流程如圖所示，在進(jìn)行分析之前建立基本系統(tǒng)工程信息，STPA的具體分析包括STPA-1及STPA-2。在準(zhǔn)備階段需確定所研究的事故、導(dǎo)致事故的系統(tǒng)級(jí)危險(xiǎn)、將危險(xiǎn)轉(zhuǎn)化為高層的系統(tǒng)安全約束、建立安全控制結(jié)構(gòu)圖。

STPA-1基于構(gòu)建的安全控制結(jié)構(gòu)對(duì)不安全控制行為進(jìn)行分類分析，共四種類型：一是安全所需的控制行為未被提供；二是控制者提供了潛在不安全的控制行為；三是太早或太晚提供了潛在安全的控制行為，即在錯(cuò)誤的時(shí)間或以錯(cuò)誤的順序提供了潛在安全的控制行為；四是安全所需的控制行為開始的太早或?qū)嵤r(shí)間太長(zhǎng)。STPA-2的致因因素分析包括兩部分：上述不安全控制行為的產(chǎn)生原因；安全的控制行為未被遵守的原因。

三、平行跑道入侵風(fēng)險(xiǎn)分析

（一）平行跑道運(yùn)行跑道入侵場(chǎng)景

平行跑道是指跑道中線平行或跑道中線延長(zhǎng)線夾角小于 15 度的非交叉跑道。由于滑行道布局和航站樓相對(duì)于跑道的位置等原因，到場(chǎng)或離場(chǎng)航空器有時(shí)必須穿越使用中的跑道，起飛航空器需穿越使用中的跑道到達(dá)起飛預(yù)計(jì)使用跑道、著陸航空器需穿越使用中的跑道滑回停機(jī)坪，該情形不僅會(huì)造成延誤還會(huì)增加跑道穿越造成的跑道入侵風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)平行跑道間距較小時(shí)，兩條跑道等待位置線距離較近，在航空器從一條跑道落地需脫離跑道時(shí)，等待位置線可能被混淆造成未脫離該跑道或在沒有許可的情況下進(jìn)入另一條跑道。

平行跑道存在使用錯(cuò)誤的、正在被使用的跑道進(jìn)行起降而造成跑道入侵的情況，夜晚及低能見度、ATC 和機(jī)組情景意識(shí)、飛行員工作負(fù)荷的增加、候機(jī)樓與跑道之間滑行距離短、使用跑道作為滑行路線等都可能造成航空器使用錯(cuò)誤的跑道起飛或著陸，當(dāng)該跑道已被占用時(shí)將會(huì)造成跑道入侵。

（二）平行跑道運(yùn)行跑道入侵場(chǎng)景分析

根據(jù)STPA 理論，確定系統(tǒng)危險(xiǎn)后，需建立系統(tǒng)安全控制結(jié)構(gòu)，筆者的研究范圍為航空器在地面保護(hù)區(qū)內(nèi)的運(yùn)行。為建立跑道運(yùn)行系統(tǒng)的安全控制結(jié)構(gòu)，以跑道運(yùn)行的基本組件：管制員、機(jī)組、車輛/行人為基礎(chǔ)，分別建立三者的交互關(guān)系，包括與其直接交互的組件及對(duì)其運(yùn)行有直接影響的組織層面。平行跑道運(yùn)行跑道入侵場(chǎng)景主要有：

起飛階段入侵場(chǎng)景：一是提前進(jìn)入預(yù)計(jì)的但被占用的跑道起飛；二是正確進(jìn)入預(yù)計(jì)的跑道起飛，但本該脫離跑道的航空器不正確地出現(xiàn)在跑道；三是使用錯(cuò)誤的被占用的跑道起飛。

著陸階段入侵場(chǎng)景：一是提前使用預(yù)計(jì)的但被占用的跑道著陸；二是正確使用預(yù)計(jì)的跑道著陸，但本該脫離跑道的航空器不正確地出現(xiàn)在跑道；三是使用錯(cuò)誤的被占用的跑道著陸。

地面保護(hù)區(qū)內(nèi)其他地面活動(dòng)階段入侵場(chǎng)景：一方面穿越跑道，一是提前穿越了預(yù)計(jì)穿越的跑道，該跑道上有離場(chǎng)或著陸的航空器；二是航空器或車輛穿越了錯(cuò)誤的有航空器離場(chǎng)或著陸的跑道。另一方面進(jìn)跑道，一是航空器或車輛進(jìn)入了預(yù)計(jì)的跑道，該跑道上有航空器離場(chǎng)或著陸的跑道；二是航空器或車輛進(jìn)入了錯(cuò)誤的有航空器離場(chǎng)或著陸的跑道。

四、入侵預(yù)防策略和措施

根據(jù)上述的分析和研究，對(duì)應(yīng)平行跑道運(yùn)行跑道入侵場(chǎng)景，應(yīng)當(dāng)采取以下策略和措施進(jìn)行跑道入侵的預(yù)防。

一是改進(jìn)管制員的通訊設(shè)備。塔臺(tái)應(yīng)采用先進(jìn)的機(jī)場(chǎng)地面檢測(cè)設(shè)備和機(jī)場(chǎng)活動(dòng)區(qū)域安全系統(tǒng)等高度自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，防范跑道入侵，一旦發(fā)生，立即做出響應(yīng)和警報(bào)，以此能給管制員以足夠的時(shí)間和空間來避免和解決跑道入侵。即使在雨霧天氣的情況下，也能使管制員可靠全面掌握機(jī)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況。

二是完善機(jī)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。機(jī)場(chǎng)跑道區(qū)域，以及機(jī)場(chǎng)航空器、車輛等運(yùn)行區(qū)域，尤其在跑道入侵發(fā)生概率高的區(qū)域，將所有的標(biāo)記、信號(hào)燈等進(jìn)行規(guī)范化，便與飛行員與管制員之間的協(xié)調(diào)；并在此區(qū)域建設(shè)隔離欄，防止車輛和行人在未經(jīng)許可下，進(jìn)行到此區(qū)域，而影響到管制員的控制與管理。

三是加強(qiáng)管制員專業(yè)培訓(xùn)。跑道入侵中30%的原因來源于管制員的失誤與偏差，而管制員的失誤與偏差主要來源于管制員的責(zé)任意識(shí)不強(qiáng)，相關(guān)安全意識(shí)不夠，管制員使用的機(jī)場(chǎng)用語不標(biāo)準(zhǔn)，因此要不斷加強(qiáng)管制員的專業(yè)知識(shí)和職業(yè)責(zé)任意識(shí)的培訓(xùn)。

四是加強(qiáng)管制員與車輛駕駛員、飛行員之間的交流和通信。當(dāng)跑道入侵發(fā)生時(shí)，人們一般會(huì)認(rèn)為飛行員或車輛駕駛員缺乏位置和行駛意識(shí)，導(dǎo)致跑道入侵。其實(shí)不然，此原因主要是由于管制員與飛行員的通信不成功或者有偏差。

五、結(jié)語

跑道入侵是影響機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面運(yùn)行安全的重要問題，已成為民航安全的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。因此在空管中建立并應(yīng)用STPA 系統(tǒng)進(jìn)行安全分析，能夠有效減少跑道入侵情況發(fā)生可以進(jìn)一步提高空管安全管理水平，有力保障民航安全。