使用SHEL模型淺談河?xùn)|國(guó)際機(jī)場(chǎng)跑道侵入防控

摘要：如何在飛行流量不斷增長(zhǎng)的情況下，保障民航機(jī)場(chǎng)跑道運(yùn)行的安全;并且預(yù)防和降低跑道侵入事件的發(fā)生仍是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。跑道是地面航空器運(yùn)行的主體，航空界把航空器在跑道運(yùn)行過程的多發(fā)事故階段稱為“黑色 11 分鐘”?？展芩_(tái)的重點(diǎn)工作就是防止跑道侵入，造成跑道侵入的原因有很多，本文從空管的角度出發(fā)使用SHEL模型，結(jié)合河?xùn)|國(guó)際機(jī)場(chǎng)防止跑道侵入措施進(jìn)行分析。提出中小型單跑道運(yùn)行機(jī)場(chǎng)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)措施與建議。

關(guān)鍵詞：民用航空、跑道侵入、跑道安全

引言

迄今為止最為嚴(yán)重的一起航空災(zāi)難不是發(fā)生在空中，而是發(fā)生在民航機(jī)場(chǎng)的跑道上。1977 年在西班牙洛司羅迪歐機(jī)場(chǎng)，兩架滿載乘客的 B747 飛機(jī)相撞于一條濃霧籠罩的跑道上并劇烈爆炸;在這次災(zāi)難中，死亡的乘客和機(jī)組成員達(dá)到583人。加拿大運(yùn)輸部對(duì)近20年來發(fā)生在其國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)的典型跑道侵入事件的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在單跑道運(yùn)行條件下，沒有明顯安全改進(jìn)措施的情況下，發(fā)生跑道侵入事件的概率與機(jī)動(dòng)區(qū)內(nèi)飛機(jī)的數(shù)量之間存在一定的線性關(guān)系，而且跑道侵入事件的增長(zhǎng)率大大超過了交通流量的增長(zhǎng)率。因此，跑道侵入的防控是機(jī)場(chǎng)管制乃至民航安全保障的重中之重。近年來國(guó)際民航組織修訂了附件11、附件14及附件6，分別從機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)及運(yùn)營(yíng)、空中交通管理和航空器運(yùn)行角度，圍繞技術(shù)裝備及操作流程規(guī)范調(diào)整了有關(guān)全球民航跑道安全的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。雖然如此，跑道侵入事件并沒有完全杜絕，如何防止和減少跑道侵入事件的發(fā)生是保證民航安全的重要條件一。希望本文能對(duì)中小機(jī)場(chǎng)跑道安全防控起到切實(shí)有效的借鑒作用。

一、概念及背景介紹

（一）跑道侵入是指在機(jī)場(chǎng)內(nèi)的任何航空器、車輛、人員錯(cuò)誤的出現(xiàn)或存在于指定用于航空器著陸和起飛的地面保護(hù)區(qū)的情況。根據(jù)事件的嚴(yán)重程度，把跑道侵入分為A、B、C、D、E五個(gè)等級(jí)。

（二）SHEL模型是描述人的因素的概念模型。SHEL并不是一個(gè)單詞，而是由Software（軟件）、Hardware（硬件）、Environment（環(huán)境）、Liveware（人）的首寫字母所組成。該模型較好的說明了航空系統(tǒng)中與管制員構(gòu)成界面的四個(gè)要素及其互相關(guān)系，能夠很好的用于分析空中交通管理中人的因素的研究。

（三）銀川河?xùn)|國(guó)際機(jī)場(chǎng)現(xiàn)為單跑道運(yùn)行，跑道長(zhǎng)度3600米寬45米，共有10條聯(lián)絡(luò)道，其中7條垂直聯(lián)絡(luò)道、3條快速聯(lián)絡(luò)道。因新塔臺(tái)距離跑道較遠(yuǎn)，候機(jī)樓遮擋不能目視機(jī)坪內(nèi)航空器動(dòng)態(tài)，于2019年完成機(jī)坪移交工作。本場(chǎng)氣候干燥，春季多風(fēng)沙、揚(yáng)沙、沙塵暴天氣;夏季午后多雷雨，亦偶有暴雨和大風(fēng);秋季偶有連陰雨天氣而形成低云;冬季降雪和輻射霧造成的低能見度對(duì)航空運(yùn)輸和飛行安全均有不同程度的影響。

以上是對(duì)概念和模型以及河?xùn)|國(guó)際機(jī)場(chǎng)的介紹，下面我將使用SHEL模型對(duì)防止跑道侵入的要點(diǎn)進(jìn)行分析。

二、使用SHEL模型分析防止跑道侵入的要點(diǎn)

（一）人員—軟件（L-S）界面。①規(guī)章制度：是指安全管理中規(guī)章制度的完整性可操作性以及執(zhí)行情況;②工作執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)程度：是用來衡量工作人員的日常工作是否按照既定標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，不按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行可能存在一定風(fēng)險(xiǎn);③人員培訓(xùn)：是指安全管理中對(duì)管制員及相關(guān)工作人員安全意識(shí)、專業(yè)知識(shí)、安全方法技能等方面的培訓(xùn)，包括管制員及相關(guān)工作人員復(fù)訓(xùn)水平和崗位培訓(xùn)時(shí)間。眾多跑道侵入的案例中我們不難發(fā)現(xiàn)應(yīng)人員缺乏培訓(xùn)，無跑道侵入意識(shí)造成跑道侵入屢見不鮮。

（二）人員—硬件（L-H）界面。①通信設(shè)備：通信設(shè)備的完好性對(duì)通信質(zhì)量起著決定性作用，包括通信設(shè)備故障率、通信信號(hào)干擾頻率;②飛行區(qū)設(shè)備：飛行區(qū)設(shè)備的完好則直接決定了飛行員、車輛駕駛員或行人對(duì)飛行區(qū)相 關(guān)規(guī)定的遵守情況，包括飛行區(qū)障礙設(shè)施完整性，燈光覆蓋率，標(biāo)志、標(biāo)記牌錯(cuò)誤率或缺失率等，燈光的缺陷或燈光污染、光線灼眼為管制員進(jìn)行判斷增加的障礙。③空管設(shè)備：空管設(shè)備主要包括人/機(jī)界面是否便于操作，雷達(dá)是否存在盲區(qū)，對(duì)于管制員無法目視觀察到航空器的情況是否有設(shè)備提供動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

（三）人員—環(huán)境（L-E）界面。①自然環(huán)境：自然環(huán)境的好壞直接影響管制員目視監(jiān)控和行為表現(xiàn)。例如能見度影響管制員觀察航空器位置，降水量、降雪量則影響跑道的安全性能，從而決定飛行員對(duì)飛機(jī)的操控。②機(jī)場(chǎng)環(huán)境：機(jī)場(chǎng)環(huán)境在很大程度上影響著飛行員、管制員等的判斷和行為，包括跑道或滑行道設(shè)計(jì)合理性、道面狀況和塔臺(tái)視線清晰程度等。③工作環(huán)境：工作環(huán)境包括工作量和工作壓力，工作量超出負(fù)荷或工作壓力較大都可能導(dǎo)致人員出現(xiàn)差錯(cuò)，造成人為風(fēng)險(xiǎn)。

（四）人員—人員（L-L）界面。劉源所闡述的管制員之間的協(xié)調(diào)不足、管制員之間移交不正確或不充分等跑道侵入影響因素都是人因與人因相互作用的風(fēng)險(xiǎn)。未正確執(zhí)行監(jiān)聽程序、使用非標(biāo)準(zhǔn)用語、管制員指令過程或過于復(fù)雜、語言水平差等都可能會(huì)造成機(jī)場(chǎng)人員和飛行員誤解或誤聽管制員指令，屬于管制員與機(jī)場(chǎng)人員和飛行員之間相互作用形成的風(fēng)險(xiǎn)。管制員休息不足，情景意識(shí)不強(qiáng)也會(huì)極大威脅跑道安全。

以上我們使用SHEL模型從人機(jī)環(huán)管四個(gè)方面提煉出造成跑道侵入的主要原因，下面我們來看看河?xùn)|機(jī)場(chǎng)空管塔臺(tái)的相應(yīng)防控措施。

三、河?xùn)|國(guó)際機(jī)場(chǎng)空管塔臺(tái)防控跑道侵入措施

（一）人員—軟件（L-S）方面：①與機(jī)場(chǎng)場(chǎng)務(wù)簽訂場(chǎng)務(wù)巡視檢查協(xié)議，規(guī)范檢查跑道標(biāo)準(zhǔn)用語以及設(shè)定檢查路線;②在雷達(dá)自動(dòng)化屏幕上畫出插飛機(jī)紅線，要求管制員嚴(yán)格按照規(guī)定線來執(zhí)行避免間隔判斷失誤導(dǎo)致跑道侵入;③制定塔臺(tái)防止跑道侵入程序、相似航班號(hào)處置程序、跑道掃視規(guī)定。④開展安全績(jī)效管理通過現(xiàn)場(chǎng)糾違將無后果違章與月度績(jī)效獎(jiǎng)掛鉤，督促鼓勵(lì)管制員嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度。⑤實(shí)行交叉檢查制度，及在發(fā)布“進(jìn)跑道”、“起飛”、“落地”關(guān)鍵指令前先與監(jiān)控席或者帶班主任交叉核對(duì)后再發(fā)布;

（二）人員—硬件（L-H）方面。①因沒有場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)在低能見度情況下，管制員對(duì)機(jī)動(dòng)區(qū)內(nèi)航空器位置無法監(jiān)控，分局自主研發(fā)ADSB監(jiān)視設(shè)備，只要航空器打開應(yīng)答機(jī)地面模式就可以在屏幕上直觀看到航空器位置。②在雷達(dá)自動(dòng)化界面畫設(shè)插飛機(jī)線，通過可視化設(shè)置減少管制員負(fù)荷，通過“無腦設(shè)計(jì)”輔助減少管制員“錯(cuò)忘漏”。③開發(fā)電子進(jìn)程單技防手段：要求管制員先操作再發(fā)話，通過設(shè)備邏輯預(yù)先檢查管制員下一指令是否安全。

（三）人員—環(huán)境（L-E）方面。①頻率更換，河?xùn)|機(jī)場(chǎng)管制塔臺(tái)之前一直與某軍航管制室使用統(tǒng)一頻率容易造成機(jī)場(chǎng)誤聽指令情況，之后經(jīng)過多方協(xié)調(diào)溝通更換了塔臺(tái)主用頻率。②為避免管制員對(duì)機(jī)動(dòng)區(qū)內(nèi)施工掌握不清，情景意識(shí)轉(zhuǎn)化不及時(shí)帶來的風(fēng)險(xiǎn)。管制室與相關(guān)部門協(xié)調(diào)在與跑道相關(guān)的施工發(fā)布航行通告之前征求塔臺(tái)意見。

（四）人員—人員（L-L）方面。①制定標(biāo)準(zhǔn)的通話用語避免通話用語引起歧義。例如在實(shí)際通話中我們發(fā)現(xiàn)“滑行沿A、A10、03號(hào)跑道外等待”，往往會(huì)造成飛行員誤聽為“滑行沿A、A1、03號(hào)跑道外等待”于是我們統(tǒng)一滑行指令為“沿A、A10滑行，03號(hào)跑道外等待”這樣一來機(jī)組復(fù)誦正確率為100%。②“開展管制、氣象、技保知識(shí)大融合講堂，普及跑道安全相關(guān)專業(yè)知識(shí)，提升各部門工作人員跑道安全意識(shí)。③每月開展跑道安全案列分析，要求人人學(xué)習(xí)并發(fā)表學(xué)習(xí)體會(huì)，通過此項(xiàng)工作提高管制員防跑道侵入意識(shí)，優(yōu)化措施。

以上是我們分類羅列了銀川塔臺(tái)管制室防止跑道侵入的有效措施，但是在實(shí)際運(yùn)行中我們還發(fā)現(xiàn)一些亟待解決和持續(xù)關(guān)注的問題如下：

1、塔臺(tái)現(xiàn)有措施多從人防角度規(guī)避可能造成跑道侵入的因素，對(duì)人的依賴性較大，這樣就需要管制員100%執(zhí)行運(yùn)行手冊(cè)中的要求，列如按規(guī)定掃視跑道、按規(guī)定交叉檢查、按規(guī)定操作電子進(jìn)程單等，如果管制員不能100%執(zhí)行運(yùn)行規(guī)范，那么就會(huì)存在發(fā)生因空管原因造成的跑道侵入事故。

2、ABS—B模擬場(chǎng)面監(jiān)視存在局限性。只有絕大部分飛機(jī)具有相應(yīng)的設(shè)備。列如航校的訓(xùn)練飛機(jī)機(jī)型較小不具有相關(guān)設(shè)備，夜間訓(xùn)練給管制員觀察飛機(jī)造成很大不便，而此此設(shè)備對(duì)于這種飛機(jī)沒有起到作用。

四、總結(jié)與展望

本文主要使用SHEL模型分析了空管部門對(duì)于防止跑道侵入的要點(diǎn)難點(diǎn)，結(jié)合河?xùn)|國(guó)際機(jī)場(chǎng)實(shí)際情況分享了一些好的經(jīng)驗(yàn)和做法，同時(shí)本文也提出了河?xùn)|機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有防控措施的難點(diǎn)和不足，相信部分中小機(jī)場(chǎng)也有類似問題。在本人看來，防止跑道侵入主要應(yīng)該以制度規(guī)定的完善、設(shè)備清除管制死角、技術(shù)防范人員“錯(cuò)忘漏”為主。例如使用場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)消除惡劣天氣下管制員無法目視航空器難點(diǎn);使用智能 LED 助航燈光系統(tǒng)與電子進(jìn)程單系統(tǒng)融合，防止飛行員錯(cuò)誤操作帶來的侵入;使用空管語音識(shí)別進(jìn)行塔臺(tái)管制意圖識(shí)別和機(jī)組飛行意圖提取，結(jié)合機(jī)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)視信息和跑道狀態(tài)信息掌握航空器在地面和空中的運(yùn)行態(tài)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)各類管制指令的實(shí)時(shí)監(jiān)控等。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)民用航空局.《民用航空器事故征候》 （MH/T 2001—2018）

[2]何曉薇.跑道入侵檢測(cè)算法研究[J].中國(guó)民航飛行學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，23（3）：35-38

[3]許桂梅，黃圣國(guó).基于風(fēng)險(xiǎn)防御的機(jī)場(chǎng)跑道事故風(fēng)險(xiǎn)控制研究[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技 術(shù)，2010，6（3）：106-109

[4]康博.對(duì)跑道侵入的分析和建議[J].空中交通管理，2010，（4）：4-7.

[5]唐欣辛.機(jī)場(chǎng)跑道侵入人為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[D]

作者簡(jiǎn)介：黃明棟（出生年份1994.2），男，漢，寧夏鹽池，管制員/助理工程師，本科，署名單位：民航寧夏空管分局（寧夏回族自治區(qū)銀川市 750000），跑道安全。