民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知影響因素及能力測(cè)度

陳農(nóng)田，寧威峰，齊少桓

(中國(guó)民用航空飛行學(xué)院 航空工程學(xué)院，四川 廣漢 618307)

1 引言

民機(jī)進(jìn)近著陸階段是民航運(yùn)行事故頻發(fā)階段，民航飛機(jī)起飛后大約3分鐘以及著陸前約8分鐘在民航業(yè)有著“黑色11分鐘”的說(shuō)法[1]。由于民機(jī)進(jìn)近著陸處于飛行運(yùn)行最后階段，呈現(xiàn)出時(shí)間短、任務(wù)雜、壓力大飛行操縱特征，此階段要求飛行員精神高度集中，一旦發(fā)生事故可供飛行員決策和處理時(shí)間極短，極易誘發(fā)飛行員出現(xiàn)人為差錯(cuò)。根據(jù)商用飛機(jī)飛行階段事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約49%的致命事故和44%機(jī)上死亡人數(shù)發(fā)生在進(jìn)近著陸階段[2]。2010我國(guó)境內(nèi)發(fā)生的伊春空難就是典型進(jìn)近著陸階段，由于飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知決策及操縱錯(cuò)誤導(dǎo)致的事故。針對(duì)飛行進(jìn)近著陸階段的安全風(fēng)險(xiǎn)管理，民航行業(yè)探索和總結(jié)了系列飛行安全管理理論和方法，其中典型的“八該一反對(duì)”(該復(fù)飛的復(fù)飛、該穿云的穿云、該返航的返航、該備降的備降、該繞飛的繞飛、該等待的等待、該提醒的提醒、該動(dòng)手的動(dòng)手；反對(duì)盲目蠻干)在進(jìn)近著陸事故預(yù)防方面起到明顯成效，這些決策手段更針對(duì)關(guān)注運(yùn)行環(huán)境和場(chǎng)景，而針對(duì)飛行員個(gè)體感官、決策能力差異性方面考慮較少。飛行進(jìn)近著陸階段經(jīng)常遭遇包括雷暴、風(fēng)切變、單發(fā)失效以及鳥擊等風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景，飛行員在進(jìn)近著陸階段的風(fēng)險(xiǎn)感知能力強(qiáng)弱，其個(gè)體差異性決定了其面對(duì)潛在威脅、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)決策以及采取防控行動(dòng)的合理程度。因此關(guān)注民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力，考慮民航飛行員個(gè)體差異性對(duì)保障民航飛行安全具有現(xiàn)實(shí)意義。

風(fēng)險(xiǎn)感知是影響行為人個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)決策行為重要變量[3]。國(guó)內(nèi)外已有有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)感知和維度分基礎(chǔ)理論研究，有學(xué)者通過(guò)心理測(cè)試范式和社會(huì)認(rèn)知模型揭示了心理波動(dòng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)感知的影響[4]。Salter John通過(guò)利用不同文化探究不同人群面對(duì)風(fēng)險(xiǎn)感知的異同探究風(fēng)險(xiǎn)感知機(jī)理[5]。朱薈群通過(guò)研究著陸階段人機(jī)交互關(guān)系改進(jìn)人為差錯(cuò)識(shí)別方法與指標(biāo)模型[6]。當(dāng)前在民航飛行進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)管控以及人為差錯(cuò)方面許多學(xué)者開展了系列研究取得了豐富成果，但鮮有專門針對(duì)進(jìn)近著陸階段民航飛行員風(fēng)險(xiǎn)感知影響因素及能力測(cè)度研究。

本研究擬在確定民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知影響指標(biāo)的基礎(chǔ)上，編制民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力影響因素測(cè)評(píng)問(wèn)卷并實(shí)施感知能力測(cè)度應(yīng)用驗(yàn)證，為量化測(cè)度民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力和指導(dǎo)飛行科學(xué)訓(xùn)練提供提供理論參考。

2 方法

2.1 進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知

風(fēng)險(xiǎn)感知是行為人個(gè)體對(duì)于某一特定風(fēng)險(xiǎn)特征和嚴(yán)重性所做出的主觀判斷。在面對(duì)隨機(jī)個(gè)體時(shí)一般分為兩個(gè)維度，第一個(gè)維度是“錯(cuò)誤決策后果的嚴(yán)重性”，包括“后果嚴(yán)重性”，“恐懼”和“潛在災(zāi)難”等特性，第二個(gè)維度是“決策結(jié)果的不確定性”，包括“未知的暴露”、“科學(xué)未知”，“陌生”，以及“非自愿”等特性[7]。

由于民航飛行員在身體特征、精神狀態(tài)以及外界環(huán)境與平常人群存在明顯差異性，針對(duì)其在進(jìn)近著陸高風(fēng)險(xiǎn)、精神高度緊張的情景意識(shí)下以尋常的風(fēng)險(xiǎn)感知定義有失偏頗。民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力可以界定為民航飛行員在進(jìn)近著陸階段對(duì)突發(fā)事件的心理感受和認(rèn)知行為的合理程度。參考風(fēng)險(xiǎn)感知相關(guān)理論研究文獻(xiàn)，參考飛行教員/專家意見(jiàn)結(jié)合Delphi法確定飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知影響指標(biāo)維度分為個(gè)人身體狀態(tài)(Personal Physical Condition,PPC)、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰?Personal Experience Level,PEL)、人機(jī)交互關(guān)系程度(Human-Machine Relationship,HMR)、情景意識(shí)(Situational Awareness,SA)4個(gè)維度。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)感知影響因素問(wèn)卷編制

基于研究文獻(xiàn)和專家建議，編制民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知影響指標(biāo)初始問(wèn)卷，然后對(duì)初始試卷表述不清、重復(fù)、歧義以及與問(wèn)卷測(cè)試目的不符的題項(xiàng)進(jìn)行增刪修訂，最終形成面向飛行學(xué)員、副駕駛與機(jī)長(zhǎng)與機(jī)長(zhǎng)教員的調(diào)查問(wèn)卷并實(shí)施發(fā)放收集。發(fā)放300份問(wèn)卷進(jìn)行探索性因素分析，其中有效問(wèn)卷為286份，對(duì)所獲得的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以期形成正式問(wèn)卷。

在286份探索性因素分析的問(wèn)卷中，參與者情況分布如下：年齡40歲以上的占8.01%，年齡在30歲～39歲的占12.20%，年齡在24～30歲的占33.80%，年齡在24歲以下的占46.00%：機(jī)長(zhǎng)與飛行教員占18.81%，正駕駛與副駕駛占32.40%，飛行學(xué)員占48.79%。

2.3 調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)286份有效問(wèn)卷評(píng)分為兩份(各193份)，使用SPSSAU軟件分別進(jìn)行探索性因素分析和符合性因素分析，Cronbach α系數(shù)信度分析檢驗(yàn)問(wèn)卷內(nèi)部問(wèn)題的一致程度，利用主成分分析和正交旋轉(zhuǎn)檢測(cè)問(wèn)卷的結(jié)構(gòu)效度是否合適[8]。對(duì)于正式問(wèn)卷通過(guò)相關(guān)系數(shù)矩陣和一致性檢驗(yàn)檢測(cè)其信效度，最后根據(jù)探索性因素分析利用四因子的原始結(jié)構(gòu)卡方實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證性因素分析。

圖1 主成分分析碎石圖

3 結(jié)果與分析

3.1 探索性因素分析

對(duì)25個(gè)題項(xiàng)進(jìn)行探索性因素分析，檢測(cè)顯示數(shù)據(jù)樣本KMO檢驗(yàn)值0.861>0.5，Bartlett球形檢驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了顯著性水平(P<0.001)，說(shuō)明適合進(jìn)行因素分析。

采用主成分分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行探索性因素分析，其主成分分析碎石圖如圖1所示。根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)確定因素：(1)因素特征值大于1；(2)抽取出的因素在旋轉(zhuǎn)前至少解釋3%的總變異；(3)每個(gè)因素至少包含3個(gè)以上題項(xiàng)；(4)題項(xiàng)只對(duì)某一因素存在較大貢獻(xiàn)率；(5)刪除在多個(gè)因素上負(fù)荷嚴(yán)重的題項(xiàng)；(6)題項(xiàng)歸屬盡量與原設(shè)定保持一致[9]。

通過(guò)探索性因素分析最終獲得22個(gè)符合條件的題項(xiàng)，歸納為4個(gè)維度(見(jiàn)表1)。對(duì)剩余22個(gè)題項(xiàng)再次進(jìn)行主成分分析，結(jié)果顯示KMO=0.837，Bartlett球形檢驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了顯著性水平(P<0.001)。提取了4個(gè)特征值大于1的公因子，因子載荷均在0.55與0.91之間且4個(gè)載荷累計(jì)解釋了60.76%的總方差，見(jiàn)表1。題項(xiàng)維度與理論構(gòu)想維度基本吻合，因而將其確定為測(cè)評(píng)民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力影響因素正式問(wèn)卷，正式問(wèn)卷各題項(xiàng)在具體維度上載荷見(jiàn)表2。

表1 維度檢測(cè)適配

表2 各項(xiàng)因子結(jié)構(gòu)和載荷量

維度1由于包含焦慮心理、飲食狀況、注意力、健康狀況等，定義為個(gè)人身體狀態(tài)(PPC)；維度2由于包括對(duì)于突發(fā)狀況的判斷能力、平時(shí)飛行習(xí)慣等，定義為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)水平(PEL)；維度3由于包括對(duì)飛行器了解程度、儀表了解程度、駕駛艙布局等，定義為人機(jī)交互關(guān)系(HMR)，維度4由于包括對(duì)天氣判斷、航線熟知程度、與管制員交流(陸空對(duì)話)流暢程度等，定義為情景意識(shí)(SA)。

表3 內(nèi)部一致性

3.2 信效度檢驗(yàn)

在193份有效數(shù)據(jù)中，得分范圍設(shè)定為0～40分，對(duì)該部分進(jìn)行信效度分析，對(duì)于α系數(shù)，如果此值高于0.8，則說(shuō)明信度高；如果此值介于0.7～0.8之間，則說(shuō)明信度較好；如果此值介于0.6～0.7，則說(shuō)明信度可接受；如果此值小于0.6，說(shuō)明信度不佳。其中內(nèi)部一致性系數(shù)(Cronbach α)數(shù)值均大于0.88。由表3可以得出個(gè)人身體狀態(tài)、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)水平、人機(jī)關(guān)系、情景意識(shí)的一致性系數(shù)都大于0.8所以問(wèn)卷的內(nèi)部一致性較好，總體均值到達(dá)0.924所以信度較好。

使用Pearson的相關(guān)系數(shù)法可以良好的探究?jī)蓚€(gè)變量之間的相互關(guān)系及相關(guān)方向，以此來(lái)反映各維度之間和各維度與總量表之間的相關(guān)性即建構(gòu)效度[10]。如表4所示各維度之間有著顯著的相關(guān)性并且每個(gè)維度分別都與總表呈現(xiàn)較相關(guān)性。這表明各維度之間以及各維度與總表之間都存在著良好的關(guān)聯(lián)效度。

表4 各分量表與總量表的相關(guān)系數(shù)矩陣

3.3 驗(yàn)證性因素分析

通過(guò)對(duì)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行卡方檢驗(yàn)測(cè)試其塔克劉易斯指數(shù)(Tuck-Lewis Index,TLI)，比較擬合指數(shù)(Comparative Fit Index,CFI)和近似誤差均方根(Root Mean Square Error Approximation,RMSEA)檢測(cè)其模型與數(shù)據(jù)的適配程度。從表5來(lái)看模型與數(shù)據(jù)具有良好的適配程度，說(shuō)明4因素模型的合理性得到了驗(yàn)證性因素分析驗(yàn)證。

表5 模型適配指標(biāo)

4 民航飛行員風(fēng)險(xiǎn)感知能力測(cè)度分析

4.1 飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力量化方法

由于風(fēng)險(xiǎn)感知的效益主要產(chǎn)生在心理反應(yīng)和認(rèn)知行為兩個(gè)方面?；贚ee等人[11]提出情緒對(duì)風(fēng)險(xiǎn)感知能力有著相關(guān)效益，以此發(fā)現(xiàn)焦慮情緒對(duì)于防范突發(fā)事件和提高警覺(jué)能力有著中介作用。參考心理學(xué)中的噪聲心理效應(yīng)和借助系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)進(jìn)近著陸情景下風(fēng)險(xiǎn)感知能力進(jìn)行相應(yīng)的量化考量[12]。具體值計(jì)算以風(fēng)險(xiǎn)矩陣法對(duì)單一風(fēng)險(xiǎn)的概率和風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性進(jìn)行賦值，采用由Peter和Tarpey[13]提出的比較公認(rèn)通用測(cè)量方法的OPR方程，即造成風(fēng)險(xiǎn)的概率與風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性的乘積作為單個(gè)風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)值。從主觀層面的個(gè)人身體狀態(tài)(睡眠與喚醒水平、注意力、飲食等)和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰?飛行履歷，感知水平等)以及客觀層面的人機(jī)交互關(guān)系(駕駛艙設(shè)計(jì)布局、儀表了解程度等)、外界環(huán)境情景意識(shí)(實(shí)時(shí)天氣狀況、降落機(jī)場(chǎng)可視參照物觀察判斷等)對(duì)民航飛行員進(jìn)行評(píng)定。以李克特5點(diǎn)計(jì)分法將選項(xiàng)依次設(shè)置為“完全不符合、基本不符合、不確定、基本符合、完全符合”，分別給予 1～5分的能力評(píng)定，其分值作為風(fēng)險(xiǎn)感知得分。將該分值與該問(wèn)題風(fēng)險(xiǎn)基礎(chǔ)值進(jìn)行相乘，其結(jié)果作為該飛行員該項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)感知能力值。對(duì)同一維度風(fēng)險(xiǎn)感知能力值取平均值再與不同維度相累加，結(jié)果作為這一名飛行員進(jìn)近著陸的風(fēng)險(xiǎn)感知能力值。

4.2 民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力測(cè)度

面向100名民航飛行員發(fā)放進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力測(cè)度量表，共回收95份有效問(wèn)卷，樣本包含不足1年、1到3年、3到10年飛行年限的95位飛行員。平均進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知得分為35.705。以其中5人得分情況為例，實(shí)施飛行員進(jìn)近著陸個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)感知能力測(cè)度(如圖2)。

圖2 5名飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力測(cè)度分值

使用雷達(dá)圖分析飛行員風(fēng)險(xiǎn)感知能力指標(biāo)表現(xiàn)(如圖3)，從圖3可見(jiàn)3號(hào)及4號(hào)測(cè)試飛行員在風(fēng)險(xiǎn)感知能力測(cè)度表現(xiàn)方面存在偏差。進(jìn)一步對(duì)其具體得分情況進(jìn)行分析，總平均分與總體測(cè)評(píng)分值方面來(lái)看，3號(hào)、4號(hào)飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知測(cè)評(píng)分值低于平均分，可認(rèn)為其風(fēng)險(xiǎn)感知能力較差，需對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)感知能力加強(qiáng)培訓(xùn)。詳細(xì)分析3號(hào)、4號(hào)飛行員具體指標(biāo)得分情況，發(fā)現(xiàn)3號(hào)飛行員PEL、HMR指標(biāo)得分較低，即可認(rèn)為其個(gè)人經(jīng)驗(yàn)水平及人機(jī)交互關(guān)系是造成其風(fēng)險(xiǎn)感知得分較低的重要原因，需針對(duì)這兩方面對(duì)其設(shè)置個(gè)性化培養(yǎng)方案。4號(hào)飛行員SA、HMR指標(biāo)得分最低，PEL指標(biāo)得分也較低，即可認(rèn)為情景意識(shí)及人機(jī)交互關(guān)系是造成其風(fēng)險(xiǎn)感知能力測(cè)度得分較低的重要原因。需針對(duì)這兩方面對(duì)其設(shè)置個(gè)性化培養(yǎng)方案，PEL指標(biāo)得分也偏低，在個(gè)性化培養(yǎng)提升方案中需關(guān)注PEL指標(biāo)因素。

圖3 5名飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力雷達(dá)圖

5 討論

為有效測(cè)度民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力測(cè)度編制調(diào)查問(wèn)卷，其測(cè)量量表包含個(gè)人身體狀態(tài)、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)水平、人機(jī)交互關(guān)系和情景意識(shí)4個(gè)維度指標(biāo)。正式問(wèn)卷4個(gè)維度個(gè)人身體狀態(tài)、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)水平、人機(jī)交互關(guān)系、情景意識(shí)Cronbach α系數(shù)均達(dá)到0.8以上，總體α系數(shù)為0.924；各維度之間至少具有中等偏低相關(guān)度，與總量表間具有較高相關(guān)度，驗(yàn)證性4因素模型擬合較好，問(wèn)卷整體信效度良好，實(shí)例驗(yàn)證證明可應(yīng)用于民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力測(cè)度。

從維度構(gòu)成要素來(lái)看，個(gè)人身體狀態(tài)、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)水平、人機(jī)交互關(guān)系及情景意識(shí)四方面能夠較好地反映飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力。從民機(jī)進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)人因致險(xiǎn)分析上看，身體狀態(tài)和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)水平對(duì)于飛行進(jìn)近著陸操縱具有重要影響。民機(jī)進(jìn)近著陸過(guò)程中的人機(jī)交互質(zhì)量以及飛行員的情景意識(shí)對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)信息的反饋和處理具有重要影響，直接影響飛行員進(jìn)近著陸操縱績(jī)效。

從風(fēng)險(xiǎn)感知能力實(shí)際測(cè)度案例分析來(lái)看，不同的飛行員在進(jìn)近著陸處置中具有不同的績(jī)效表現(xiàn)。針對(duì)四個(gè)主要影響維度指標(biāo)，采用雷達(dá)圖分析可以很好地分析出飛行員能力偏差，并可以針對(duì)性提出有效培養(yǎng)提升方案。

6 結(jié)論

民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力影響因素包含個(gè)人身體狀態(tài)、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)水平、人機(jī)交互關(guān)系和情景意識(shí)4個(gè)維度指標(biāo)，通過(guò)編制調(diào)查問(wèn)卷并實(shí)施信效度分析，可以作為測(cè)度民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力測(cè)量量表。通過(guò)具體應(yīng)用測(cè)評(píng)，直觀量化民航飛行員進(jìn)近著陸風(fēng)險(xiǎn)感知能力水平。通過(guò)測(cè)試有效識(shí)別飛行員進(jìn)近著陸個(gè)體感知能力風(fēng)險(xiǎn)，為有效實(shí)施飛行員進(jìn)近著陸安全績(jī)效評(píng)估，科學(xué)建立飛行員個(gè)性化風(fēng)險(xiǎn)感知能力提升方案提供參考。