（安全技术及工程专业论文）航空人为因素事故事件分析模型研究.pdf

中国民航大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to fa v i a t i o nt e c h n o l o g y ，t h ef l i g h ta c c i d e n tp r o b a b i l i t yc a u s e d b yt h ef l i g h te q u i p m e n th a sd e c r e a s e dt o3p e r c e n tn o w ，h o w e v e r ，h u m a nf a c t o rh a sb e c o m e t h em a i nc a u s eo ff l i g h ta c c i d e n t s a c c o r d i n gt ot h es t a t i s t i c a lm a t e r i a lo fi n t e r n a t i o n a la i r t r a n s p o r ta s s o c i a t i o n ( i a t a ) ，8 0p e r c e n to fa v i a t i o na c c i d e n t sa r ea t t r i b u t e dt oh u m a nu n s a f e a c t h u m a nf a c t o ri st h em o s ts e r i o u sh a z a r df o ra v i a t i o ns a f e t y ，a n dc o n t r o l l i n gh u m a ne r r o r i st h em o s te f f e c t i v ew a yt oi m p r o v ea v i a t i o ns a f e t y m o d e l sf o rr e s e a r c ho na v i a t i o nh u m a nf a c t o ra l ea n a l y z e d a c c o r d i n gt oh u m a nf a c t o r e n g i n e e r i n ga n da v i a t i o nr e a l i t y ，e l e m e n t sw h i c ha f f e c ta v i a t i o nh u m a nf a c t o r sa r ea n a l y z e di n d e t a i l ，i n c l u d i n gi n d i v i d u a lf a c t o r ，c o l o n yf a c t o r ，r u l e so ft h eo p e r a t i n go b j e c t sf o rd e s i g na n d u s e ，e n v i r o n m e n tf a c t o ra n dm a n a g e m e n tf a c t o r b a s e do na l la b o v er e s e a r c h ，e l e m e n te v e n t a n a l y s i sm e t h o d ( e e a m ) i sm o d i f i e da n di m p r o v e da n dh u m a nf a c t o ra n a l y s i sm o d e lo f a c c i d e n t i n c i d e n ti sb u i l t t k sm o d e lc a na n a l y z ea v i a t i o na c c i d e n to ru n s a f ei n c i d e n tf r o m f o u rl e v e l sw h i c ha r eu n s a f ea c t s ，p r e c o n d i t i o n sf o ru n s a f ea c t s ， b a s i cm a n a g e m e n ta n d d e c i s i o n m a k i n gm a n a g e m e n t i fw es e et h es y s t e mh o l e so n l yf r o mo n ea c c i d e n to ri n c i d e n ti n v e s t i g a t i o nr e s u l t ，i tm a y b eb yc h a n c e h o w e v e r ，i fw ea n a l y z ea n ds t u d yt h ed a t af r o mt h ed a t a b a s ew h i c hs t o r e m u l t i p l er e s u l t sa n a l y z e db yh u m a nf a c t o ra n a l y s i sm o d e lo fa c c i d e n t i n c i d e n t ，w ec a n k n o wt h el a t e n tp r o b l e m sw h i c ha f f e c ts y s t e ms a f e t yo b j e c t i v e l y f i n a l l y ，t h ef r e q u e n c yo f h u m a ne r r o ri sf o r e c a s t e d f r o mt h ef o r e c a s tr e s u l t ，w ec a nv e r i f yw h e t h e rt h es a f e t ym e a s u r e s a r ep r o p e ro rn o t k e y w o r d s ：h u m a nf a c t o r ；a c c i d e n t ；i n c i d e n t ；a v i a t i o ns a f e t y ；e l e m e n te v e n ta n a l y s i s m e t h o d ( e e a m ) ；r e g r e s s i o na n a l y s i s 中国民航大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得中国民航大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 中国民航大学学位论文使用授权声明 日 中国民航大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件 和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内 容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全 部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权中国民航大学研究生部办理。 研究生签名：e 堕熟导师签 期。 中国民航大学硕士学位论文 1 1 选题意义 第一章绪论 安全是航空运输的生命线，只有确保安全，才能以高效率获取高效益。随着科技的 进步，航空航天技术的发展以及新技术新材料的应用，飞机自身和运行环境软、硬件的 安全性、可靠性和经济性都日趋完善，由飞机设备故障引起的飞行事故概率已从2 0 世 纪初的8 0 下降到今天的3 【l j 。统计数字显示1 9 9 4 - - 2 0 0 3 年航空事故率已经降至每百 万架次大约l 起事故，从1 9 5 0 - 2 0 0 4 年的5 0 多年间，以每五年为单位来统计，二等以 上重大运输飞行事故万时率( 如图卜1 ) 和亿客公里死亡人数【2 l ( 如图卜2 ) 均呈显著下 降趋势。如今乘飞机出行已成为最为安全的交通运输方式之一。 图卜1 每五年二等或重大以上运输飞行事故万时率统计 图1 - 2 每五年亿客公里死亡人数统计 尽管在航空安全方面取得了显著的成绩，但是航空业也存在着一些不尽如人意的问 题，特别是在解决人的差错事故问题上进展缓慢，使得近2 0 年来由于人为因素导致的 飞行事故率居高不下。1 9 7 7 年- - 1 9 8 4 年中7 0 的事故主要原因就是飞行机组人员的失 误。在这份报告发表后的2 2 年当中，有很多技术发明和项目来改善航空安全的各个方 面，但是这一问题的解决并没有什么大的进展。荷兰国家航空实验室( n l a ) 1 9 9 9 年 发表的一份报告指出，1 9 7 0 年一1 9 9 7 年中6 9 的事故与飞行机组有关。波音关于1 9 8 3 年2 0 0 2 年航空器事故的主要原因数据表明，6 8 的事故其主要原因在于飞行机组人 员。同时还有数据显示造成事故的失误还牵扯到空中交通管制员、维修人员以及其他人 员【3 1 。 航空运输的运作环节较多，每次发生航空事故的原因也千差万别，大体上分为天气 原因、机械故障、飞行员操纵、维修不当、空中交通管制等等，所以航空事故的原因不 外乎两大方面的原因即客观原因和主观原因。除天气原因和突发机械故障属于客观原因 外，其余都属于主观原因，即由人为因素引起的差错而导致的事故。在航空科技高度发 展的今天，大多数事故或事故征候都是由人为差错造成的。国际航空运输协会( i a t a ) 的统计资料显示，所有飞行事故的8 0 都与人的不安全行为有关。所以，人为因素是当 今航空飞行全的最大隐患，同时也是提高飞行安全水平最有效的手段。 1 9 7 7 年，两架b _ 7 4 7 飞机在特那利夫岛相撞，5 8 3 人死亡，损失1 5 亿美元，成 为航空史上空前的大灾难，而这起悲剧完全是由于人的差错造成的【4 j 。 2 0 0 1 年2 月4 日，爱尔兰一架肖特3 6 卜3 0 0 飞机飞往美国谢菲尔德机场，在夜间 飞机开始向2 8 号跑道i l s d m e 进近时，由于驾驶员无意中将油门从慢车移到地面慢车， 导致飞机着陆拉平时下沉速度过快，严重的重着陆造成飞机中度损坏1 4 j 。 从我国民航1 9 9 0 - - 1 9 9 9 年的飞行事故征候分析中得出，人为原因年均百分比为 5 1 7 ，其中机组为3 7 7 ，a t c 为5 1 ，场道占4 1 。 从1 9 9 6 - - 2 0 0 5 年的十年间( 见表1 ) ，我国民航共发生飞行事故3 2 起，而其中仅由 机组原因造成的就有1 8 起，占事故总数的5 6 2 5 【5 j 。1 9 9 8 年6 月2 5 日，海南航空公 司一架b 7 3 7 飞机在九江机场着陆时遇到了了大雨，因教员让不符合左座资格的飞行员 在左座操纵飞机，飞机拉平时看跑道模糊而不复飞，造成飞机带大角度交叉落地后偏出 跑道【4 】。 表1 11 9 9 6 - - - 2 0 0 5 年飞行事故按主要原因分析 主要原地面保天气意 机组机械、机务航管其它 待定 合计 因证外 事故次 1 88o0o153 2 数 事故率 5 6 2 5 2 5 0 0 9 60 3 1 3 1 5 6 3 1 0 0 通过以上数据和事例我们可以看出：人始终是航空运行复杂系统中的核心组成部 2 中国民航大学硕士学位论文 分。无论航空器多么先进，它都必须由高质量的人去操纵和管理。但是人都有犯错误的 倾向，差错是人类正常行为的构成部分，飞行机组平均每飞行小时的差错为l 一1 0 个， 每个差错的后果都可能需要付出不同的安全代价。机组人为因素已经成了当今民用航空 飞行安全的最大隐患。机务维修领域的研究表明，维修人为为差错是诱发或直接导致飞 行事故的重要的原因之一。世界上2 0 - - 3 0 的空中停车、5 0 的航班延误、5 0 的 航班取消均是由维修中的人为差错引起的，维修已经成为继飞行机组之后又一重要的人 为因素。随着飞行架次总量的不断增加，若不采取措施有效地减少人为差错，事故数量 将会不断增加。有人预测，到2 0 1 5 年，按照当前的事故率和运输增长率，到2 0 1 5 年， 每7 一1 0 天就会有一起重大的飞机损毁事故发生i 引。 航空界面对挑战，所要做的只能是采取措施，进一步降低事故率。加强对人为因素 的研究和应用，识别人为过失，降低风险，找到预防措施，最大程度地克服和避免人为 差错的发生是航空运输系统亟待解决的实际问题。 1 2 航空人为因素的国内外研究状况 1 2 1 国外研究状况 2 0 0 0 多年前，古罗马人西塞罗就指出，人都有犯错误的倾向，错误是人类行为的必 然组成部分。1 9 4 9 年，英国建立了工效学会，确立了人为因素应有的学科地位，后又于 1 9 5 9 年在此基础上成立了国际工效学会( i e a ) 。1 9 5 7 年，美国建立了人为因素学会， 后该学会并入了正a 。 航空中的人为因素研究起源于二次大战时期，英、美等国为了提高其空军飞行员的 基本素质，开始开展人员选拔的研究；为了使设计出的飞机能够更好地被飞行员所使用， 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地 注视雷达以后会出现注意等视觉性降低，从而脱漏信号的现象。 2 0 世纪7 0 年代初期，航空中的人为因素问题引起了国际航空运输协会( “r a ) 的 关注，组建了人为因素委员会并于1 9 7 5 年召开了伊斯坦布尔会议。1 9 7 9 年美国飞行安 全委员会首次提出了主要针对飞行机组的驾驶舱资源管理( c r m ) 1 7 1 ，后更名为机组资 源管理。c r m 是指机组充分、有效、合理地利用一切可以利用的资源来实施管理，从 而达到安全有效飞行运行的目的。其对象包括软件( 如文件资料管理等) 、硬件( 如飞 机、设备等) 、环境和人等四个方面及其相互关系。它是一种通过防止或管理机组人员 的差错来改善安全的人为因素研究方法。通过c r m 教学，使机组决策和行动更加符合 安全飞行实践，从而减少不正常情况的发生，达到安全飞行的目的。 从1 9 7 2 年爱德华首次提出了著名的s h e l 模型【8 1 ，用于描述飞行中人的因素以来， 航空人为因素的研究就在不断地向前发展。1 9 9 0 年，j a m e sr e a s o n 出版了第一部关于人 中国民航大学硕士学位论文 的差错的著作h u m a ne r r o r ) ) ，系统地论述了人为差错研究的不同观点，典型的过失及 差错预测和预防的方法【9 】。在r e a s o n 模型、s h e l 模型基础上，各航空发达国家相继开 发了一些人为因素数据收集和分析系统，如由波音公司提出的维修失误决断方法 ( m e d a ，即m a i n t e n a n c ee r r o rd e c i s i o n a i d ) 方法：人为因素分析与分类系统( h f a c s ， 即h u m a nf a c t o r sa n a l y s i sa n dc l a s s i f i c a t i o ns y s t e m ) ：欧盟第五模型计划( f p 5 ) 项目开 发的航空器签派和维修安全中的人为因素( a d a m s ) 、航空器维修程序优化系统 ( a m p o s ) 和a d a m s 2 等一系列的分析工具和分析方法等等。这些均有助于改善维 修人为因素状态，提高维修质量和系统的可靠性水平。 人为因素在民用航空中的应用始于2 0 世纪7 0 年代，但当时仅限于制造商设计制 造对于人来说适应性更强、可靠性更高的系统或设备。开发了专门用于纠正偏差动作、 程序和处理特殊情况的仿真训练器、飞行模拟机及一些相关的软、硬件，如近地警告系 统( g p w s ) 、机载防撞系统( t c a s ) 。6 0 年代末到7 0 年代中期飞行事故率大幅度可归 功于此。国际民航组织作为世界民航的代言人，先后对人为因素问题进行了研究并做出 若干规定：1 9 8 6 年，国际民航组织( i c a o ) 确立了发展人为因素计划的基础，1 9 8 9 年 通过了有关飞行安全与人为因素方面的第a 2 6 9 号决议，随后又会同一些国家编辑、出 版了大量文摘，内容涉及到人为因素的各个方面及其对飞行安全的影响。目的是通过各 缔约国对这些文摘的使用，增强人们对人为因素影响飞行安全的认识。国际民航组织每 三年举行一次全球性专题讨论会。第一次专题讨论会于1 9 9 0 年4 月3 日在列宁格勒召 开了“人为因素 研讨会地区性研讨会活动便是列宁格勒会议提出的一项建议。第二 次专题讨论会在美国政府的邀请下，于1 9 9 3 年4 月1 2 日在华盛顿市举行，这次专题讨 论会的主题是“运行人员的人为因素培训 【l o j 。 国际民航组织最近又有许多新的举措：它建议，组织应该提供人为因素方面的训练。 通过修订芝加哥公约的有关附件，在人员执照、航空器的运行、航空电讯、空中交通服 务、航空器失事调查中增加了人为因素训练的内容：增加了人为因素在现在和未来运行环 境中的作用，侧重在未来c n s a t m 系统中人为因素问题对系统设计、过渡和使用中的 影响；最近出版了有关空中交通管s t j ( a t m ) 的人为因素指南( i c a o d o c 97 5 8 一a n 9 66 ，2 0 0 0 年第一版) ；在航空器运行文件( 国际民航组织8 1 6 8 ) 。空中规则与空中交通服 务( 国际民航组织4 4 4 4 ) 第二章民航空管人为因素研究和运行手册的编写( 国际民航 组织9 3 7 6 ) 中) 3 1 1 , k t 有关人为因素的条款；国际民航组织延长至2 0 0 4 年底的安全和人为 因素计划，将针对航行中的人为失误继续采取措施，设法弄清交叉文化问题对安全的影 响，并努力改善人与技术的界面。在未来的5 年里，该计划的重点还将扩展到相关的新 领域。目前，国际民航组织在国际民用航空公约附件一、附件三、附件六和附件十三中 均增加了人为因素的条款，编发了相应的指导文件。这里人的因素原则是指应用于航空 设计、认证、培训、操作和维护以及寻求人类与其它系统元件之间的安全界面时正确考 虑人的特性的原则。可见，人为因素已纳人了国际航空运行标准之中，并以公约条款的 形式确定其重要性，要求缔约国遵守执行。 4 中国民航大学硕士学位论文 1 2 2 国内研究状况 古老的东方文化持“整体论”观点，强调人与自然的和谐统一。从这一深厚根基产 生了许多光辉的安全思想，诸如“祸福相倚 ，“蝼蚁之穴，溃堤千里，“察于微萌 ，“治 于未乱 等至理名言，几千年来一直是人们防灾避祸的指南。近几十年，国际上兴起的 系统安全理论，强调安全关e 1 前移，认为系统的微小缺陷有可能发展为大的危险，不能 沾沾自喜于尚未发生事故等，几乎是中国古老思想的翻版。更值得着重指出的是，东方 文化重视“人 这个因素，强调“吉凶由人 。但是，在航空领域我国的人为因素研究 真正起步是比较晚的，2 0 世纪9 0 年代以来，国外人为因素的理论开始传入我国民航系 统，其中有著名的有墨菲定律、事件链原理等等，这时，我们才逐步认识到了人为因素 对飞行安全的重要影响。9 0 年代中期，中国民航大学民航安全科学研究所开展了对人为 因素基础理论的研究，在理解吸收r e a s o n 模型、s h e l 模型的基础上创建了基元事件分 析方法( e e 舢) ，同时还从中国民航的实际出发，结合国外机组资源管理( c i 洲) 研 究理论，开展了c r m 培训教程，制作了有关机组资源管理的录像片，供各单位开展培 训之用。2 0 0 1 年，民航总局组建了“民用航空中人为因素课题组 ，在国家科技部立项 进行研究。作为研究工作的第一步，c r m 课题组首先确立了对我国民航当前的人为因 素安全状况进行评估，在此基础上制订相应的对策的研究思路。在维修人为因素方面， 我们的研究也刚刚起步，民航总局从工作从1 9 9 2 年开始关注维修中人为差错问题，并 对相关事件进行统计。1 9 9 8 年，总局批准适航中心申报的“航空人为因素问题研究”课 题，对航空维修中的人为因素问题进行研究。到目前为止，国内只有极少数的维修企业 采用了m e d a 方法，对维修人为差错的控制还是沿用传统的技术手段，处理维修人为 差错信息的水平有待进一步提高。 所以说，虽然我国的航空人为因素研究已经取得了一定进展，但是总的来看还处于 起步阶段，先前的科研项目局限于对航空人为因素问题的概括性研究，对国外先进的人 为因素研究理念仍缺乏足够的认识，对一些先进的研究成果还未能充分的吸收利用，还 需要我们不断努力。因此，我国的航空人为因素研究还有很大的发展空间，研究水平也 亟需提高。 人为因素专家们反复指出，单纯的技术设备进步并不能完全避免航空事故或是不安 全事件的发生，一切组织措施或安全措施的落实最终归结在作业人员行为上【1 1 1 。据统计， 航空事故或是不安全事件中的7 0 一8 0 是由于人的不安全行为导致的【1 2 】，可见，现 在人们对航空安全的理解较之以往在观念上已经有了根本的改变，突破了人们以往忽视 人为因素的观念。现在，世界各国都在积极探索解决人为因素的途径。人为因素研究是 涉及多学科的系统工程，从人的生理心理特点，到人一机一环系统以及人与人之间各界 面的协调，通过建立更加合理的人机系统，达到防止事故差错发生，提高工作效率，保 证安全生产的目的。因此，我们要广泛地开展航空人为因素研究，探索人为因素相关的 理论和应用工具，进一步防范和控制航空运行中的人为差错，找出安全工作中的隐患， 制定相应的规章制度和安全措施，以有效地防范人为因素对航空安全的负面影响。 第二章航空人为因素研究的基本方法和模型 航空事故的巨大损失使得人们注重对航空事故原因的调查，既然人为因素已经成为 了当前航空事故的主要原因，那么为什么会有这么高比例的人为飞行事故呢? 通过对事 故的调查分析与总结，我们获得了大量宝贵的经验或教训。这些宝贵的经验或方法为改 善航空安全做出了巨大的贡献，也形成了一些较为成熟的人为因素原理，如墨菲定律、 事件链理论；同时，研究者还提出了大量了的人为因素研究模型来指导航空事故的调查 与分析。 2 1 航空人为因素研究的基本假设 2 1 1 墨菲定律 1 9 4 2 年，美国航空工程师墨菲提出了著名的墨菲定律：“i fa n y t h i n gc a nd ow r o n g ， i tw i l l ，即人们做一件事，如果存在着一种做法，迟早会有人按这种做法去做。 墨菲定律指出，凡是有可能搞错的地方，一定会有人搞错，而且以最坏的方式发生 在最不利的时机【1 3 1 。墨菲定律告诫人们对可能搞错的地方不能掉以轻心、存侥幸心理。 因此，凡是有可能搞错的地方都要有有效的防范措施，只有消除了出错的可能性，事故 才可以避免。该定律对于我国航空人为因素研究具有重要的指导意义。 2 1 2 事件链理论 航空事故的发生通常是多种系统缺陷共同作用的不利后果。事件链理论说明要预防 事故必须从那些影响航空安全的不安全事件入手【1 4 1 。一个不安全事件可能曾经造成过事 故，也可能因为其他环节被阻断而只造成了差错、严重差错或是事故征候。不管是否导 致了事故发生，不安全事件都是事故事件链的链环，是安全隐患，不消除他们，就有可 能结合其他事件引发事故。但是，事件链理论只是单纯从逻辑关系上给出事件间的因果 关系，并不能完备深入分析不安全事件。 2 2 航空人为因素研究模型 航空界对人为因素的研究源于上个世纪4 0 年代，研究的主要模型有基于工效学的 s h e l 模型，组织取向的r e a s o n 模型，民航安全科学研究所开发的基于认知理论的基元 事件分析方法( e e a m ) ，此外，还产生了一些航空医学和社会心理学取向的人为因素研 究模型。用模型来帮助我们理解人为因素十分有用，它可以帮助我们用简单的方法认识 复杂的系统，抓住关链要素、核心问题和解决问题的方向。下面重点介绍以上几种公认 的与航空人为因素研究密切相关的模型。 6 中国民航大学硕士学位论文 2 2 1s h e l 模型【1 5 1 1 6 j s h e l 模型( 如图2 1 ) 是在航空人为因素研究领域使用最为普遍的模型，最初由爱德 华教授提出，1 9 7 5 年霍金斯提出修改框图。它是典型的系统取向模型。认为航空系统由 软件( s s o f t w a r e ) 、硬件( h h a r d w a r e ) 、环境( e - e n v i r o n m e m ) 和人( l l i v e w a r e ) 四个要素组成， 各要素的界面必须谨慎匹配，不匹配可能成为人为差错的根源。也就是说，如果处于中 心地位的操作人员与其他四个界面匹配程度不够，系统内的应力就会过高，最终引起事 故。因此减少人为差错要从增加四个界面的匹配人手。这些界面包括： s = s o f t w a r e 软件 h = h a r d w a r e硬件 e = e n v i r o n m e n t 环境 l = l i v e w a r e 生命件( 人) 图2 - 1s h e l 模型 人一硬件界面( l h ) ：研究航空从业人员与硬件之间的相互关系，硬件要怎样设 计才能符合相关人员的特点，相关人员要怎样操纵硬件才能保障飞行安全等等。如工作 台设计、席位布局、键盘摆设、进程单架位置，荧屏大小、颜色、座椅调节，耳机话筒 质量，雷达的位置、各种功能等的设计。 人一软件界面( l s ) ：研究合理的操作程序、检查单及应急程序等等，以便简化相 关程序，减少工作负荷，防止人员出错。该界面主要包括工作手册、应急检查单、管制 程序、信息程序、显示器的飞行进程图、信息牌、颜色的使用等的设计。 人一环境界面( l e ) ：这是航空系统中最早被人们认识到的一个界面。组织环境 包括系统的安全观点，组织结构的安全性，企业的安全文化等；工作环境如温度、湿度、 噪声、振动、高空气压等等。 人一人界面( l l ) ：在所有民用航空活动中，人一人界面是最微妙，也是最重要的 一个界面，如果班组成员之间出现裂痕，会影响信息交流与团结协作的质量，而且有可 能会造成灾难性的后果。 人为因素调查必须确认s h e l 模型各界面之间何处不匹配并造成了事故或是不安全 事件的发生，因而在调查中收集相应的数据应对s h e l 各组成要素进行全面评审和分析。 航空历史上，以人一硬件研究为核心的人机工程学取得了很大的进展，航空业发展的头 5 0 年飞行事故的下降在很大程度上可归结于此。目前，s h e l 模型已被广泛用于事故 事件调查，有些国家还照此模型做成了检查单，作为查找人为因素差错、缺陷的工具。 7 中国民航大学硕士学位论文 2 2 2r e a s o n 模型旧 r e a s o n 模型( 如图2 - 2 ) 是英国曼彻斯特大学的李森( r e a s o n ) 教授于19 9 0 年提出的， 经国际民航组织的推荐该模型已成为航空事故调查与分析的理论模型之一。r e a s o n 认为 事故的发生是由系统失效引起的，而系统失效可以分为显性失效和隐性失效，前者会对 系统造成即时负面影响，由不安全行为，即人为差错和违章所致：后者指不会对系统造 成即时负面影响，具有延滞性，由组织过程中错误的决策、监察不到位及操作者准备不 充分等所致。 图2 - 2r e a s o n 模型 与s h e l 模型相似，r e a s o n 模型提倡系统化的调查方法，它是典型的组织取向模型， 它形象地描绘了组织管理与航空事故的直接联系，指出事故发生通常不是孤立事件的结 果，其实质是组织管理层次上的漏洞，从而在行为层和导因层上产生了漏洞，如果各层 漏洞串到一起，再加上无防错屏障，事故的发生也就再所难免了。 根据系统错误诱发因素的层次性特点，任何系统错误的诱发因素都可以根据其自身 的属性分成不同层次。不论在哪一个层面上，都存在着许多缺陷或不足( 像是被蛀蚀的 孔) 。这是由于我们对系统各要素认识不足、理解不透造成的。同时，由于系统的动态 特性，事物的发展必然带来许多新的问题，这也是存在缺陷的原因之一。然而，有缺陷 并不一定爆发事故，只有当缺陷贯穿了各个层面时，事故才得以爆发。防护不足与当地 事件相关互作用生产活动不安全行为预先条件事故机会不安全行为的心理前提一线管 理层缺陷显性和隐性问题决策者失误的决策同时也说明，不爆发事故，并不能否认缺陷 已经存在。该模型充分展示了系统安全的思想，更为我们建立系统安全理论奠定了基础。 r e a s o n 模型的特点在于它从系统的角度出发，除对人的不安全行为进行分析外，还 更深层次地剖析了潜在的组织因素。从这一模型我们可以明确看出：不能孤立看待一线 操作。特定的组织因素造就了一线人员不安全行为的前提和条件，这些“潜在条件随 着系统的复杂化和联系的紧密化作用越来越强。对于航空业这样先进的社会技术系统， 中国民航大学硕士学位论文 组织因素已经强化到起决定性作用。 r e a s o n 模型在很大程度上改变了传统的事故原因观点。但是，它只是一个理论模型， 没有解决在航空领域如何应用的问题，没有明确“奶酪上的洞 具体指的是什么。要解 决这一问题，需要把理论与实践联系起来，即用r e a s o n 模型，开发出一个航空人为因 素分析总体框架。 2 2 3 基元事件分析方法【1 8 】 1 9 】 基元事件分析方法( 如图2 3 ) 是在事件链理论的基础上发展而来的，它是一种从 组织角度考虑安全问题的综合分析技术，它将各种不安全事件( 包括事故、事故征候、 差错，超限事件等等) 分解为最简单的“基元事件 ，基元事件是构成事件链的基本环 节，是一个导致事故的单因问题，阻断它就可以预防事故发生。同时，基元事件发生于 一个特定的人、机、环境系统中，本质上是人、机、环境系统的一个基本要素或要素交 集的缺陷、不匹配或者错误。然后，按r e a s o n 模型在一个统一的框架下对“基元事件 进行分析，并将分析结果保存在“事件数据库 中。这项技术可为管理当局与从业实体 ( 经管人和服务提供者) ，以及从业实体之间的安全信息共享提供统一的平台，为系统 的安全风险评估与监控提供强有力的分析工具，为“数据驱动”的安全管理奠定坚实的 基础。 图2 - 3 基元事件分析框架 基元事件分析体系中的事故、事故征候或一般不安全事件分解为基元事件后，对每 个基元事件又可按当事人，不安全行为或问题，不安全行为的前提条件，一线管理和决 9 圈围固 一行题一一 一一全问一一人一一安与一一事一 园团 中国民航大学硕士学位论文 策层管理五个层次逐层进行分析。为了使用方便，第一、二两个层次各节点的设定要考 虑特有的组织结构和行业习惯，会因生产组织而异；后几个层次则会有更多的共性。基 元事件分析的基本结构体现了现代安全管理的主流思想，即生产一线人员犯错误或发生 这样那样的问题是有其产生诱因或者说前提条件的，而这些条件又是由一线管理直接设 定的，一线管理最终受到决策层的制约。所以，管理，特别是决策层的作为，对于整个 组织的安全状态起主导作用。当然不能完全忽视一线人员自身的因素，但管理层掌握着 对一线人员的选拔、使用、培训、教育和日常管理，因而即使是一线人员的个人因素也 会受到管理层营造的组织环境的决定性影响。给出的事件分析体系贯穿了“从组织角度 看安全问题的思想，这种做法抓住了主要矛盾，是解决生产安全问题的“治本 之道。 由此不难推断，基元事件分析技术将是组织从根本上治理安全问题的基本辅助工具。 2 2 4 人为因素分析及分类系统( h f a c s ) 【2 0 j 【2 1 j h f a c s 框架( h u m a nf a c t o r sa n a l y s i sa n dc l a s s i f i c a t i o ns y s t e m ，简称n f a c s ) 是 r e a s o n 模型的变形，对不安全行为及其诱发因素提出了较为详细的编码构想。它最初是 为军事航空设计的，但在民用航空领域也表现出其有效性。h f a c s 描述了四个层次的 失效，每个层次都对应于r e a s o n 模型的一个层面，这四个层次分别为：不安全行为， 不安全行为的前提条件，不安全监督和组织影响( 如2 4 ) 。不安全行为直接导致事故的发 生，可分为差错和违章。差错是由于种种原因没有完成想要做的事，它不是操作人员故 意造成的。违章却是故意地违反程序、规章的行为。 不安全行为的前提是指导致不安全行为的主客观条件，包括操作者状态、人员因素 和环境因素。很容易理解操作者的状态导致了不安全行为的产生，无论是精神状态、生 理状态、身体智力局限都会影响相关人员的工作绩效。同时，机组常常为很多个不安全 行为的产生创造前提条件，我们称之为人员因素，可分为机组资源管理和个人的准备状 态两类。另外，除了人员因素，环境因素也会导致操作者的状态降低和不安全行为出现， 我们可以把环境因素归为物力环境和技术环境两大类。人们早已认识到物力环境对飞行 员的影响，如气象、地形、高温、高压等等，然而，飞行员所处的技术环境对其绩效也 起着重要作用，包括设备设计、检查单编排、任务因素和自动化等等。 除去与运行人员有关的因素外，管理层也对事故的发生负有责任，于是把管理层的 不安全监督分为四类：监督不充分、运行计划不适当、已知问题未解决、监督违章。监 督人员扮演的是为其全体员工提供成功机会的角色，为此，他们必须提供指导、培训、 领导、监督、激励、并不惜一切代价来确保工作安全。任何成功的组织都有健全的专业 指导和监督，如果监督不充分，例如没有提供适当的培训，或是机组搭配不当，没有及 时纠正不安全行为或是监督者故意忽视现有的规章制度，允许没有资格、没有驾驶证的 飞行员来驾驶飞机等等，这些都会滋生安全隐患。 由于缺少用来调查的清晰框架，组织性差错经常被人们所忽视，但组织差错往往是 是导致事故的根源。一般来讲组织的影响与资源管理、运行过程和组织文化有关。资源 l o 中国民航大学硕士学位论文 管理围绕安全和生产两个目标来进行，在航空业繁荣之时，这两个目标都能很容易地满 足，得到平衡。然而，在财政紧缩的时候，需要对两者进行一些取舍，这时，人们首先 放弃的往往是安全。过度削减安全方面的开支可能会导致购买新设备的资金不足、维护 不及时等等，从而滋生安全隐患。组织影响包括影响工人绩效的多种变量，主要有公司 的工作氛围、政策、文化等，而运行过程则涉及到公司的规章、决策、标准操作程序和 常规方法。 有关研究表明，用h f a c s 模型对飞行机组、管制员原因的人误事件调查与分析效 果比较好，其构想值得借鉴。但是，并不是所有的组织都具有这些程序，并且这些组织 也未采用保密报告系统和安全审计积极参与人为因素问题的监控。同样，在事故发生前， 监督人员和管理人员通常没有意识到这些问题。事实上，事故是一个或多个不安全事件 的集合，积极寻找“奶酪上的洞 并在它们成为灾难机会窗口之前将它们堵上将是每个 组织的责任。 三 麟鹜碜。弱阂级蚍：霭朦藩溺 p 霞茜踩燃i 溺阮翘苓耪。77 溺縻臌来燃溺露矗遽篪乏瀚 图2 - 4 人为因素分析和分类系统( h f a c s 框架) 2 2 5 航空医学取向的有关模型【2 2 】 2 3 】 1 9 4 9 年，葛登( g o r d e n ) 利用流行病传染机理来论述事故的发生机理，提出了“用于 尸尸 s 中国民航大学硕士学位论文 事故的流行病学方法”理论。该理论认为流行病的病因有三种：当事者( 病者) 的特征， 如年龄、性别、心理状况、免疫能力等；环境特征，如温度、湿度、季节、社区卫生 状况、防疫措施等；致病媒介特征，如病毒、细菌、支原体等。这三种因素的相互作 用，可以导致人的疾病发生。葛登认为，流行病病因与事故致因之间具有相似性，可以 参照分析流行病因的方法分析事故，一要考虑人的因素；二要考虑作业环境因素；三要 考虑引起事故的媒介。这种理论比只考虑人为失误的早期事故致因理论有了较大的进 步，它明确地提出事故因素间的关系特征，事故是三种因素相互作用的结果，并推动了 关于这三种因素的研究和调查。但是，这种理论也有明显的不足，主要是关于致因的媒 介。作为致病媒介的病毒等在任何时间和场合都是确定的，只是需要分辨并采取措施防 治；而作为导致事故的媒介到底是什么，还需要识别和定义，否则该理论无太大用处。 现代航空医学取向的有关人为因素研究模型多以流行病学理论为基础，认为疾病、 时差效应、烟酒等很容易诱发飞行人员产生潜在的不良生理状况，如缺氧症、疲劳、高 空减压病及空间失定向，就像病原体一样潜伏在飞行员体内，在被环境( 如边缘气象条 件) 激活时就表现出症状( 即人为差错) ，飞行员的生理状况影响其与系统各组成要素的交 互。在执行任务和飞行操作时起着至关重要的作用。但是，尽管航空生理学家和军医长 期以来一直教导军队飞行员，高空减压病、空间失定向等其它生理因素对飞行有不利影 响，但是在民航领域，这一观点并没有得到很好的重视，飞行生理训练还是被减少到了 最低程度。 2 2 6 社会心理学取向的有关模型【2 4 j 社会心理的观点以前一直都没有得到航空企业的重视，直到近1 0 年以来，事故调 查人员在研究机组差错时，才开始认真研究人的绩效受人际关系影响的状况，结果发现 在商业航空中，超过7 0 的事故都是由机组成员的配合和通讯问题导致的。飞行是一项 群体性工作，在飞行过程中，机组成员之间、机组与其他人员之间不断发生互动。按照 社会心理模型，当群体动力和交流崩溃时，人为差错和事故就可能会发生。现有的事故 统计分析也表明：超过7 0 的飞行事故源于机组成员的协作和交流问题。早期许多社会 心理取向的人为因素模型重视个体变量，如个性、态度与事故倾向等，而对群体成员的 协作与交流及心理相容性等问题不够重视。后来，人们认识到因沟通不畅、配合不当导 致了大量的事故，所以当前的训练多以群体协作、交流为核心，强调成员的搭配，以提 高成员之间的协作和交流，减少人为差错，在实践中取得了很大成功。 虽然有关研究者提出了大量的模型来解释人为差错的原因、指导事故的调查与分析， 不同取向的模型也有利地促进了航空界对人为差错的认识。但是，这些模型或是比较抽 象，缺少细节和可操作性等，或是有些偏颇，经常会导致一些问题。航空系统是典型的 复杂社会技术系统，事故不安全事件的调查和分析需要对人误从多层面多角度进行。 1 2 中国民航大学硕士学位论文 第三章影响航空人为因素的诸要素分析 人为因素是是关于人的学科，关于在生活和环境中的人，关于人与设备过程及环境 的关系，关于人与人、人与组织的关系。人为因素贯穿于航空活动的始终，在航空器的 设计、制造、使用和维护以及运营的各环节中，人为因素都起着主导作用。在民用航空 领域，我们常说航空事故中7 0 是由人为因素引起的，详细研究以往的资料就会明白， 这7 0 是和飞行员的错误相联系的。剩下3 0 有设备故障、设计错误、制造错误、管制 错误等等，这些都和人为因素息息相关，在某种意义上，也可以说：事故1 0 0 地与人为 因素有关【2 5 1 。因此，广泛地开展航空人为因素研究，探索人为因素相关的理论和应用工 具，进一步防范和控制航空运行中的人为差错，已经成为减少和预防航空事故的最有效 工具。航空人为因素研究的范围广阔，包括人的特征、环境因素、作业强度和疲劳；感 官知觉、运动特点、作业姿态；操纵和显示设计、人机系统控制；人际关系、团队行为、 组织行为等等1 2 6 j 。 航空人为因素的影响因素很多，归纳起来主要有个体因素，群体因素，所操作对象 的设计、使用规程等因素，环境因素和组织管理因素几个方面。 3 1 个体因素 由瑟利( 如图3 - 1 ) 模型我们可以看出，人在信息处理过程中的任何一个环节失误都 会使情况恶化，但是，不同的个体及个体所处的状态不同，对事故发生造成的影响是不 同的。 l 、个性特性 个性特性包括人的气质、能力、人格。具有不同性格特征的人在信息处理过程中的 反应方式是不一样的，具体来说，感觉视角、知觉模式、注意弱点、记忆速度、思维方 式等都不尽相同，因此我们把在这些过程中人们反映出来的个人不同的特征称之为个性 特征，它涉及到个人的气质，人与人在能力上的差异口7 1 。例如，根据希波克拉特的体液 说，多血质的人反应灵敏，热情活泼，善于交际，但是情绪不稳定，注意力容易转移。 这种类型的飞行员在有变化的飞行条件表现良好，但在工作单调乏味时表现欠佳，甚至 会出现打瞌睡的现象；而黏液质的安静沉着，情绪平和，但行动迟缓，不善交际，这种 类型的飞行员担任长途飞行任务时耐力强，但是遇到特殊情况反应慢，应变能力差。再 比如，同样受过严格训练的机长，在面对危险情况时的表现却完全不同，有的能做出正 确的判断和决策转危为安，有的却在事故中丧生。这些都是因为个体不同，能力气质各 异，因而对信息的处理不同，得到的结果当然也不尽相同。 中国民航大学硕士学位论文 知觉 认识 反应 图3 1 瑟利模型 2 、个体状态 当处在危险情况中时，个体所处的状态不同，对外界刺激的反应也不同，主要包括 人的生理状态、心理状态和教育训练水平。这些因素直接影响着人的可靠性，在人的信 息处理过程中起着重要的作用。 ( 1 ) 生理状态 疲劳、伤病、酒精或药物滥用等会降低大脑的意识水平，造成注意力不集中，对事 物的判断力减弱，进而引起人为失误的发生。航空界对酒精的限制极为严格，大多数公 司都规定饮酒后1 2 小时不能飞行，商用航空公司则要求他们的飞行员饮酒2 4 小时后才 能飞行f 2 8 】。飞行前服用安眠药或其它松弛类药物，会降低飞行员的运动反应能力、动作 协调能力和决策能力等，使飞行员不能顺利加工信息，极易导致事故。因此，未经航医 许可，飞行员不得以任何理由在飞行前服用这些药物。另外，温度、湿度、噪声等环境 因素及人自身的生物节律等影响着人的生理状态。 ( 2 ) 心理状态 恐慌、焦虑等情绪会扰乱正常的信息处理过程，人际纠纷、忧伤等会分散注意力， 甚至忘了必要