人因工程在民航事故分析中的应用

空中交通管制中人因工程的内涵: 空管中的人为因素是航空人为因素的重要分支,它通过了解人的能力和局限,使人与系统的设计及要求相匹配,指导人与系统在要求相互矛盾时正确处理相互之间的关系,从而改善系统的安全性,防范可能出现的事故(Hopkin, 1995) 。

人为因素在航空运输领域研究起源于二战时期,英美等国为了提高空军飞行员基本素质,开始开展人员选拔研究;为了使设计出的飞机能够更好的被飞行员使用,设计者根据人的特性设计驾驶舱仪表和操纵系统,同时还发现了航空雷达兵在长时间的注视雷达会出现注意警觉性降低,脱漏信号的现象。在空中交通管制领域,除了对人的感知、注意、信息处理、判断决策等方面有了较深入研究和广泛的应用外,在空管人员的班组资源管理(TRM)方面, 1994年欧洲已做了大量的研究,建立和实施了TRM指南以及基于该指南的训练课程。另外新航行系统(CNS/ATM)中的人为因素研究正在进行。由此可以得出:空管中人为因素研究处于初级阶段,处于定性研究阶段,定量研究有待进一步加强和深入。国际民航组织指出:国际航空运输安全较以往有了长足的进步,且维持在一个相对稳定的水平上,但由于人为原因所造成的空中交通事故却居高不下。因此世界各国正努力对人为因素加以研究和改善,力求在最大程度上减少航空事故的发生。本文对空中交通管

制人因工程概念和模型进行研究,寻求预防和克服飞行事故产生的方法,保障飞行安全,提高飞行效益[ 1 ] 。

2SHEL模型

2. 1 SHEL概念模型

SHEL模型是1972 年Edwards教授首先提出[ 2 ] , 1975年经Hawkins教授修改而成。如图1所示。模型由生命体、硬件、软件、环境以积木形式组成,积木(界面)间的匹配或不匹配与积木本身的特征同样重要。不匹配可能成为人为差错的根源。SHEL 并不是一个单词, 而是由软件( Software ) 、硬件( Hardware ) 、环境( Environ2ment) 、生命体(L iveware)的首写字母所组成。

图1SHEL模型

2. 2 空管工作中与管制员相关的界面分析在SHEL模型中,管制员处于模型的中心位置,主要研究管制员与飞行员、管制员人机界面、管制员与环境、管制员与软件相互作用和关系。在众多的航空事故中,绝大部分的事故都与人的因素有关,都是由管制员与飞行员或者管制员与硬件、软件和环境之间引起的。管制员构件不但涉及管制员感知、认知、信息处理、形势意识和判断决策等自身特性研究而且还涉及管制员疲劳特性、压力和态度管理、管制员的选拔和训练。管制员与飞行员之间的关系指在运行状态时,管制员之间或飞行员之间的关系,是最关键的界面,主要涉及通信和机组资源管理等问题。管制员人机界面指机器设备的布置和设计是否符合人体测量学和心理学需要。管制员与环境界面指物理环境和组织环境。物理环境是最早被认识的界面之一。它涉及工作场所的环境,如温度、气压、湿度、光线及噪音等,从开始的让人适应环境到现在的使环境适应人。组织环境,涉及系统的安全观点,组织结构的安全性,企业的安全文化等。管制员与软件的关系包括飞行手册、检查单、飞行程序、计算机程序、信息程序。

2. 3 SHEL模型在民航事故分析中的应用SHEL模型的核心问题是人。无论机器的自动化程度怎么高,人始终是作业系统中最重要的主导因素,人的不安全因素是引发飞行事故的主要原因。我国近10年来发生的军机和民航客机飞行事故中,

有70%～80%是由于人为因素造成的,人为因素不可替代的成为我国航空安全的关键因素,这也验证了SHEL 模型应用于事故分析的科学性。使用SHEL模型的四个基本界面可以定性的分析民航不安全事件的根源,也可以使用多极模糊综合评价法,确定评价因素集,请专家对各评价因素给出评价,确定权重,然后对系统的安全做出定量评价,为管理者有效管理安全提供有力的参考。

3飞行员决策行为模型

如图2所示现代飞行员决策判断过程中,飞行员经过态度管理和压力管理以及班组资源管理和风险管理等过程及时对空中交通形势进行反馈,可以有效避免空中交通事故的发生[ 3 ] 。

图2 现代飞行员决策判断过程

机组资源管理(Crew ResourceManagement简

称CRM) ,是指有效地利用所有可用资源———硬件、软件和人员来达到安全和有效的飞行操作。

硬件包括驾驶舱内自动驾驶仪和其他航空电子

系统;软件包括各种操作程序、相关的手册、操作

方法;人员包括驾驶舱内外的机组人员(驾驶员

和乘务人员) ,这个外延还在扩大着。机组资源

管理的核心是调动人的主观能动性———即机组

的协调配合。

机组资源管理具体包括六个方面:判断与决

策、危险态度、沟通、领导能力、发扬团队精神、应付压力。影响机组差错的社会因素包括:航班乘

务员、地面勤务、签派、空管、维修等因素。

态度管理(Attitude Management)就是对有害

态度进行克服。常见的有害态度包括: 无视权

威;过分自信,急躁;蛮干;放弃;图省事;丧失警

惕;爱面子;从众等。

紧张是人在某种压力环境的作用之下所产

生的一种适应环境的情绪反应。人的紧张情绪

的反应可能是适宜的、积极的,也可能是不适宜

和消极的。压力管理( PressManagement)就是消除紧张所带来的负面效应,高效的完成任务。美

国心理学家耶克斯和多德森发现,紧张的动机和

绩效水平呈“倒U型曲线”。动机过低不能激起工作积极性,但过强动机又表现为高度焦虑和紧张,反而引起动作执行效率的降低,这一规律称

之为耶克斯———多德森定律。因此应用倒U 型理论,对管制员和飞行员等相关人员进行压力管理,使他们处在高唤醒水平,达到最佳状态,高效

完成任务。压力影响因素包括: 任务类型、人行为控制级别间的变化、脑力工作量、照明、空中环境的空间布局和信息组合水平。

风险管理(Risk Management)是指对风险进

行的决策管理。风险管理的首要步骤是危险评估,即根据空中交通形势,对发生危险的可能性

和后果严重程度对危险进行评估。然后进行风

险评估,并决定是否准备接受此风险。如果风险

不能接受,那么,就要消除或减少风险。经过消

除或减轻的风险,再进行风险评估,直到可以接

受的程度。如果风险无法接受,必须取消该运行,以避免危险的发生。因此,风险管理的目的

就是避免危险发生,保障航空安全[ 4, 5 ] 。

图2对飞行员认知决策进行论述,但是并没

有考虑人自身的错误机理,图3航空安全人因可