基于人的因素的駕駛艙資源管理

趙 麟

(中國國際航空股份有限公司西南分公司 飛行部，四川 成都 610202)

近年來，民用航空業(yè)取得了前所未有的大發(fā)展，但是在民用航空業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，民用航空安全問題逐漸凸顯出來。隨著航空技術(shù)的進(jìn)步，飛機(jī)的軟硬件設(shè)施設(shè)備不斷得到升級(jí)，飛機(jī)的自動(dòng)化系統(tǒng)不斷得到完善，飛機(jī)的運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行程序、導(dǎo)航方法和適航標(biāo)準(zhǔn)不斷得到改善和提升，從而使得航空安全得到了較大的保障，但航空安全問題仍需我們關(guān)注。[1]

駕駛艙是駕駛員操縱飛機(jī)的座艙，是飛機(jī)的首要元件，它的設(shè)計(jì)或構(gòu)造要盡可能滿足飛行員的操控舒適感，并且艙內(nèi)裝備的先進(jìn)導(dǎo)航及各種操控系統(tǒng)要滿足安全飛行的需求。在飛機(jī)飛行過程當(dāng)中，有效地對駕駛艙中機(jī)組成員、軟硬件設(shè)施設(shè)備和操控資源進(jìn)行合理分工和協(xié)調(diào)使用，是駕駛艙資源管理的主要任務(wù)。[2]駕駛艙資源管理是民航業(yè)內(nèi)飛行安全管理的一門新興學(xué)科，許多學(xué)者已經(jīng)對其開展深入的研究。

傳統(tǒng)飛行機(jī)組一般由駕駛艙內(nèi)的駕駛員(飛行員)、領(lǐng)航員、通訊員和機(jī)械員組成。隨著現(xiàn)代化大型飛機(jī)的投入使用，駕駛艙內(nèi)先進(jìn)的自動(dòng)化電子設(shè)備代替了領(lǐng)航員、通訊員、機(jī)械員的全部工作，故現(xiàn)今飛行機(jī)組主要以駕駛員為主，駕駛員成了駕駛艙的唯一主導(dǎo)。從飛行機(jī)組的角度出發(fā)，提高人對駕駛艙資源的合理利用，能更好地保障飛行安全，提高航空公司的經(jīng)濟(jì)效益。

一、SHEL模型簡介

SHEL模型(圖1)是愛德華教授在1972年首次提出的，直到1975年經(jīng)霍金斯教授圖表化。[3]SHEL模型由4類模塊組成：Software(軟件)、Hardware(硬件)、Environment(環(huán)境)和Liveware(人)。

針對現(xiàn)代飛機(jī)駕駛艙資源管理工作，SHEL模型包含的4類模塊和界面分別表示的含義如下：S是指關(guān)于飛行員規(guī)范化、準(zhǔn)確化操作的飛行手冊，民航專業(yè)規(guī)章，公司內(nèi)部規(guī)章等；H是指操控飛機(jī)所運(yùn)用的軟件和設(shè)備，公司開發(fā)的新技術(shù)、新程序等；E是指飛行環(huán)境，包括內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境，內(nèi)部環(huán)境包括駕駛艙內(nèi)的各類飛行儀表、軟硬件設(shè)施設(shè)備等輔助飛機(jī)正常飛行的工具，外部環(huán)境包括起降機(jī)場的基礎(chǔ)設(shè)施、空管設(shè)施、空域資源以及氣象條件等影響安全飛行的因素；Liveware是SHEL模型的核心，在飛行系統(tǒng)中是最重要的模塊；模型中位于中間的L是指飛行機(jī)組成員，下方L指參與工作的其他人員，如簽派員、運(yùn)行控制人員等。

圖1 SHEL模型

SHEL模型通常是描述飛行過程中“人”的因素的概念模型，它將人的因素置于核心位置，建立了人與人、人與駕駛艙內(nèi)的軟硬件設(shè)施和環(huán)境等要素之間的關(guān)系，給出包括各要素、各要素之間的相互關(guān)系及相互配合界面的形象圖形。該模型廣泛應(yīng)用在航空人的因素的分析中。在SHEL模型中，各要素間的界面凹凸不平，不完全匹配，這一方面表明了各模塊內(nèi)部的耦合動(dòng)態(tài)變化，也反映了各界面之間存在著沖突、磨合以及配合的過程，需要謹(jǐn)慎配合才能避免系統(tǒng)的斷裂和解體。要素內(nèi)部的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)以及要素之間的協(xié)調(diào)配合共同實(shí)現(xiàn)駕駛艙資源的合理充分利用，從而保證飛機(jī)安全飛行。

二、人的因素在駕駛艙資源管理中的體現(xiàn)

航空技術(shù)的日新月異，使飛機(jī)駕駛艙內(nèi)的軟硬件設(shè)施設(shè)備得到不斷完善，飛行事故的比例逐年降低，但飛行安全受人的因素的影響卻逐漸增加。駕駛員和飛機(jī)安全飛行的關(guān)系最為復(fù)雜，他們之間的不安全行為直接影響飛機(jī)飛行事故的發(fā)生率。對以往飛行事故案例的調(diào)查分析顯示，人的因素產(chǎn)生的飛行事故在所有案例中占比達(dá)到了75%左右，說明人在飛行安全中起到核心作用。[4]

駕駛艙資源管理通常也被稱作機(jī)組資源管理，是每一位飛行機(jī)組成員必須掌握的技能。目前，民航發(fā)展過程中基于人的因素來協(xié)調(diào)駕駛艙內(nèi)的人與人、人與各要素之間的相互協(xié)作關(guān)系，有效控制因人的行為引起的飛行事故發(fā)生率，確保飛行安全是飛機(jī)駕駛艙資源管理研究的主流趨勢。[5]

隨著民用航空業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的駕駛艙資源管理已不能滿足航空業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，因此世界各大航空公司都致力于完善對飛機(jī)駕駛艙資源的有效管理，開始從人的因素來分析研究，建立以人為核心的駕駛艙資源管理模型(SHEL模型)，從而有效地對飛行事故發(fā)生情況進(jìn)行識(shí)別和分析。

在SHEL模型中，人的因素在駕駛艙資源管理中主要表現(xiàn)在以下四個(gè)界面：L-S(人-軟件界面)、L-H(人-硬件界面)、L-E(人-環(huán)境界面)和L-L(人-人界面)。

1.L-S(人-軟件界面)

飛行機(jī)組的安全飛行工作需要大量的信息進(jìn)行支撐，這些信息通常是飛行機(jī)組做出正確的判斷決策、保證飛行安全的前提和基礎(chǔ)。人與軟件之間的關(guān)系是發(fā)生飛行事故的顯著影響因素，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：人的遺忘特性、信息查詢能力以及人的信息加工與應(yīng)用能力。

人受自身因素的限制，具有遺忘特性，飛行機(jī)組對飛行手冊、民航專業(yè)規(guī)章、公司內(nèi)部規(guī)章的記憶痕跡會(huì)隨時(shí)間的推移逐漸衰退。信息查詢能力主要體現(xiàn)在飛行中遇到問題時(shí)，需要以飛行手冊為準(zhǔn)，若無法搜索到正確的信息或不能及時(shí)查詢到相關(guān)規(guī)則，則可能會(huì)錯(cuò)過最佳解決問題的時(shí)間點(diǎn)。人的信息加工與應(yīng)用能力受多種因素限制，這些因素相互限制可能會(huì)導(dǎo)致飛行機(jī)組遺漏或疏忽重要信息，產(chǎn)生錯(cuò)誤的分析和判斷。限制因素的存在既可能會(huì)導(dǎo)致飛行過程中對相關(guān)信息不能進(jìn)行準(zhǔn)確的加工處理，也可能會(huì)出現(xiàn)對加工處理后的信息無法充分合理應(yīng)用的現(xiàn)象。

2.L-H(人-硬件界面)

隨著航空技術(shù)的快速發(fā)展，飛行機(jī)組在駕駛艙中的工作任務(wù)正在逐漸簡化，現(xiàn)在的主要任務(wù)是對飛機(jī)設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控以及根據(jù)從設(shè)備中獲取的信息做出決策。駕駛艙中自動(dòng)化系統(tǒng)的升級(jí)和完善是現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì)的一大亮點(diǎn)，可以最大程度地減輕飛行機(jī)組的操縱負(fù)荷，進(jìn)而對飛機(jī)的安全飛行提供保障。

駕駛艙資源管理中核心工作是操縱飛機(jī)，對艙內(nèi)的操作資源做出正確識(shí)別和控制。人在駕駛飛機(jī)時(shí)遇見問題會(huì)產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，應(yīng)激反應(yīng)具有雙重作用。一方面會(huì)使飛行機(jī)組以較好的狀態(tài)應(yīng)對飛行問題，但另一方面對應(yīng)激反應(yīng)管理失效則會(huì)損害飛行機(jī)組的身心健康，直接影響工作效率，降低對飛機(jī)設(shè)施設(shè)備的操縱能力，產(chǎn)生安全隱患。

人具有適應(yīng)人與硬件之間不匹配的主觀特性。航空技術(shù)的進(jìn)步促使駕駛艙硬件設(shè)施不斷得到完善，自動(dòng)化程度越來越高，但由于人的主觀特性，飛行機(jī)組會(huì)容易忽略設(shè)施設(shè)備的缺陷，從而埋下安全隱患。同時(shí)，飛行機(jī)組會(huì)對設(shè)施設(shè)備產(chǎn)生依賴，以此來減輕自身的工作負(fù)荷，并處于放松狀態(tài)，這也容易導(dǎo)致一系列飛行問題的出現(xiàn)。

3.L-E(人-環(huán)境界面)

在駕駛艙資源管理中，人-環(huán)境界面包括工作空間、設(shè)備的配置和人機(jī)界面等，對人存在著不可忽視的影響。人-環(huán)境界面具體分為人-內(nèi)部環(huán)境與人-外部環(huán)境。人-內(nèi)部環(huán)境，是指人與環(huán)境存在感知差錯(cuò)，駕駛艙內(nèi)部工作環(huán)境中多個(gè)設(shè)備同時(shí)運(yùn)作時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致飛行機(jī)組注意力不集中，容易遺忘重要信息。人-外部環(huán)境，是指由于參考物不固定容易使飛行機(jī)組成員視覺錯(cuò)亂，對飛機(jī)運(yùn)行帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)；惡劣的氣象條件可能導(dǎo)致飛行機(jī)組成員產(chǎn)生飛行視覺上的錯(cuò)覺；跑道的寬窄及坡度等因素在飛機(jī)起降時(shí)同樣可能為飛行機(jī)組成員帶來飛行錯(cuò)覺。情景意識(shí)(Situational Awareness，SA)一般是指人對信息進(jìn)行加工處理時(shí)，根據(jù)自身的理解和判斷，正確感知環(huán)境變化和預(yù)知未來發(fā)展的能力。[6]在民航業(yè)內(nèi)，情景意識(shí)是飛行機(jī)組在駕駛艙內(nèi)對影響飛機(jī)飛行的各種因素、各種條件的正確感知，是飛行機(jī)組安全飛行的基本保障。在飛行工作中，安全性取決于其周圍環(huán)境信息形成的情景意識(shí)，飛行機(jī)組由于工作疲勞和工作態(tài)度等因素可能會(huì)失去SA，導(dǎo)致災(zāi)難性的事故。

4.L-L(人-人界面)

飛行中相關(guān)部門人員之間的協(xié)調(diào)溝通是人與人界面的核心。安全飛行是機(jī)組人員體力和腦力共同作用的結(jié)果，是在第一機(jī)長領(lǐng)導(dǎo)下的飛行機(jī)組團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)果。[7]飛行機(jī)組內(nèi)各成員間以及與簽派員等工作人員能否協(xié)調(diào)工作，尤其是遇到飛行事故時(shí)，全體飛行工作人員井然有序地處置各種突發(fā)問題的協(xié)調(diào)能力是保證安全飛行的關(guān)鍵。

在飛機(jī)運(yùn)行的整個(gè)過程中都存在飛行機(jī)組與簽派員、管制員、地服和氣象等工作人員的溝通，以及飛行機(jī)組內(nèi)部成員的交流，這些信息的流通形成閉環(huán)系統(tǒng)。但是在實(shí)際的工作過程中，由于信息溝通人員雙方的脾性、思想、態(tài)度等存在差異以及身體疲勞程度不同等因素都可能會(huì)影響信息溝通的時(shí)效性。同時(shí)，工作人員的客觀心理狀態(tài)、通話用語不規(guī)范、內(nèi)容不清晰以及通話用語無反饋復(fù)誦等因素也會(huì)導(dǎo)致信息流通各個(gè)階段的銜接工作出現(xiàn)問題，進(jìn)而給飛行過程帶來安全問題。

三、基于人的因素的駕駛艙資源管理對策

人總是要犯錯(cuò)誤的，而且往往遵循墨菲定律：一切可能發(fā)生錯(cuò)誤的事必定會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。人作為駕駛艙內(nèi)工作的核心，必定有這樣的可能：即通過合理的航空資源配置和管理，人可以預(yù)防和糾正人為錯(cuò)誤。[8]只要有人的存在，就有人的因素的存在，因此，提高人認(rèn)識(shí)、分析、解決各類問題的能力，是基于人的因素提高駕駛艙資源管理效率的最有效的辦法。

1.提高飛行人員專業(yè)知識(shí)和技能是駕駛艙資源管理的基礎(chǔ)

現(xiàn)代化飛行器的投入使用一方面減輕了飛行機(jī)組的體力負(fù)荷，另一方面對飛行機(jī)組人員的專業(yè)知識(shí)和技能水平要求卻提高了。機(jī)組人員只有保持專業(yè)知識(shí)和技能水平同時(shí)穩(wěn)步提升，才能為安全飛行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

機(jī)組人員的綜合能力提高需要經(jīng)過長期工作經(jīng)驗(yàn)累加和學(xué)習(xí)中的積累，不能期望通過短暫的學(xué)習(xí)就可以達(dá)到質(zhì)的飛躍。第一，航空公司要定期開展對機(jī)組人員的模擬機(jī)等復(fù)訓(xùn)工作，這樣有助于建立和加強(qiáng)飛行員技能的信息痕跡，防止其逐漸消退，出現(xiàn)遺忘。同時(shí)，根據(jù)遺忘理論安排飛行機(jī)組的學(xué)習(xí)，增設(shè)考核頻次。第二，加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，并通過模擬機(jī)練習(xí)飛行程序，讓專業(yè)知識(shí)形成長時(shí)記憶。訓(xùn)練飛行機(jī)組長時(shí)記憶中的信息，讓其成為有組織的知識(shí)系統(tǒng)。第三，提升知識(shí)系統(tǒng)的組織程度，加快記憶的提取速度，才能在飛行工作中迅速調(diào)用各類相關(guān)信息，確保飛行過程的安全性。

2.增強(qiáng)飛行人員身體素質(zhì)是駕駛艙資源管理的保障

無論飛機(jī)駕駛艙內(nèi)控制系統(tǒng)多么先進(jìn)，歸根結(jié)底都是現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的人研究設(shè)計(jì)出來的，都需要人來進(jìn)行控制，人是駕駛艙中一切行動(dòng)指令的操縱者。增強(qiáng)機(jī)組人員身體素質(zhì)是飛機(jī)駕駛艙資源管理的重要保障。

由于飛行機(jī)組職業(yè)的特殊性，飛行任務(wù)要求高、工作責(zé)任大以及突發(fā)的設(shè)備故障等都會(huì)引起機(jī)組人員產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，還要隨時(shí)使用適當(dāng)程度的自動(dòng)化飛行程序，因此，要求機(jī)組人員必須擁有強(qiáng)大的應(yīng)激心理素質(zhì)。航空公司要合理安排飛行機(jī)組的工作時(shí)間，提供充足的休息時(shí)間。飛行機(jī)組要合理安排飲食并保證充足的睡眠，強(qiáng)健自己的體魄，修養(yǎng)身心，全面增強(qiáng)自身的心理素質(zhì)，以保證對飛行過程中突發(fā)事故的有效應(yīng)對。

3.加強(qiáng)情景意識(shí)訓(xùn)練是駕駛艙資源管理的重要環(huán)節(jié)

情景意識(shí)是機(jī)組人員在駕駛艙內(nèi)對飛行器所屬環(huán)境的感知和判斷，是一個(gè)持續(xù)地對情景狀態(tài)掌控的過程。飛行機(jī)組只有對飛行器當(dāng)前所處變化的情景有準(zhǔn)確的了解，才能在動(dòng)態(tài)和變化的環(huán)境中進(jìn)行有效的計(jì)劃或做出正確的決策。飛行機(jī)組人員應(yīng)該在訓(xùn)練的初始階段就建立起良好的飛行習(xí)慣和培養(yǎng)自身的情景意識(shí)狀態(tài)，學(xué)會(huì)評估飛行環(huán)境對安全飛行的影響，加強(qiáng)飛行訓(xùn)練中飛行決策和駕駛艙資源管理的有效溝通，進(jìn)而再綜合考慮其他因素的情景變化調(diào)整飛行過程中的決策。

飛機(jī)駕駛艙內(nèi)飛行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)施設(shè)備的不斷完善，有效地減輕了機(jī)組人員的工作負(fù)荷，讓機(jī)組人員能夠從容地操縱和監(jiān)控飛機(jī)，同時(shí)提高了機(jī)組人員的情景意識(shí)。通常把駕駛艙內(nèi)這種自動(dòng)化系統(tǒng)看作是機(jī)組成員中的“第三位”。作為駕駛艙資源管理的重要成員之一，航空公司要特別重視培養(yǎng)飛行機(jī)組對“第三位飛行員”的掌控能力，培養(yǎng)飛行機(jī)組多學(xué)習(xí)多思考的意識(shí)，努力攻克專業(yè)技術(shù)知識(shí)盲區(qū)。飛行機(jī)組要掌握飛行自動(dòng)化的行為邏輯與模式和飛行自動(dòng)化機(jī)械的動(dòng)力來源與基本構(gòu)造，以保證飛行機(jī)組在“第三位飛行員”的行為出現(xiàn)問題時(shí)能夠快速有效地進(jìn)行更正，避免產(chǎn)生無法估量的后果。

航空公司對情景意識(shí)訓(xùn)練主要著重于群體情景意識(shí)的訓(xùn)練，通過團(tuán)隊(duì)技巧訓(xùn)練增加飛行機(jī)組的戰(zhàn)術(shù)意識(shí)，在團(tuán)體討論中采用開放式的問題來提高飛行機(jī)組的信息獲得與處理能力；進(jìn)行案例學(xué)習(xí)培訓(xùn)，利用計(jì)算機(jī)提供視覺化演示，讓飛行機(jī)組了解其潛在的和主動(dòng)的差錯(cuò)，并依據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)制定自己的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)；同時(shí)，有效的交流也是提高情景意識(shí)的重要方法。

4.強(qiáng)化機(jī)組人員團(tuán)隊(duì)合作是駕駛艙資源管理的重要手段

飛行過程中信息的溝通是全體飛行人員通力合作的過程，要求機(jī)組人員在第一駕駛員的組織和協(xié)調(diào)下，充分發(fā)揮每個(gè)人的優(yōu)勢和長處，有效地依據(jù)信息做出準(zhǔn)確的決策，并充分利用駕駛艙資源，以保證飛行過程的安全性。

機(jī)組人員在飛行工作中的交流方式主要是面對面口頭交流、無線電陸空通話、信號(hào)或手勢交流、報(bào)文交流等，因此航空公司要定期加強(qiáng)對機(jī)組人員該方面的培訓(xùn)和考核，杜絕語言歧義、模糊和文化差異，正確使用飛行用語，將交流過程標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，最大程度減少信息溝通障礙；定期對信息溝通進(jìn)行模擬培訓(xùn)，增強(qiáng)飛行機(jī)組協(xié)調(diào)溝通能力，提高信息傳遞的處理水平；從思想上樹立人人有責(zé)的觀念，創(chuàng)建價(jià)值一致的機(jī)組文化，培養(yǎng)有利于信息傳遞的團(tuán)隊(duì)精神。

四、結(jié) 語

駕駛艙資源管理既是一門藝術(shù)，也是一門科學(xué)，對艙內(nèi)各種資源充分運(yùn)用及有效的管理有助于提高駕駛艙資源管理效率。SHEL模型體現(xiàn)了人在駕駛艙各因素中的重要性，明確了人是各個(gè)要素的核心。

從人的角度出發(fā)對駕駛艙資源進(jìn)行有效管理，能夠更好地保障飛行安全。航空公司應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管力度，對已經(jīng)存在的問題建立規(guī)章制度，加強(qiáng)飛行機(jī)組制度培訓(xùn)考核，對未出現(xiàn)的問題未雨綢繆。 通過模擬機(jī)訓(xùn)練收集飛行機(jī)組各項(xiàng)指標(biāo)，認(rèn)真分析人的因素在飛行中可能造成的各種特殊情況，采取積極有效的預(yù)防措施，并在飛行過程中予以落實(shí)，以做到讓飛行機(jī)組以最好的狀態(tài)操縱飛機(jī)的目的。