民航风险与安全评估(中文)

民航风险与安全评估民航风险与安全评估 摘要 摘要 风险和安全一直是重要的考虑因素 在民用航空 特别是在航空运输需求不断增长的 现实条件下 频繁的机场和基础设施容量能力不足 从而永久性并不断增加系统组成上的 压力 公众和运营商也越来越多的关注空气污染 噪音 土地使用 水污染 土壤污染和 废物处理 交通拥挤等问题 本文对民航安全风险进行了评估 它涉及风险和安全的一般 概念 介绍了飞机事故的主要原因 并提出了一种方法 将风险和安全性量化 关键词 风险 安全 民用航空 外部性 1 介绍 如何更好地管理现代科学技术 是当今社会面临的重要挑战 我们需要有效 安全地 使用和管理现有的技术 以及如何通过引入新技术来取得进步 引入新技术 通常是将通 过提高效率和安全性带来社会效益 然而 出于对安全行的考虑 再加上我们普遍认为新 技术会对环境带来消极影响 以至于最后由技术现代化和引进创新带来的效益增长会至少 抵消一部分 优化组合涉及风险评估 以及制定标准将新技术带来的社会价值来最大化等 内容 风险有不同的定义 它可以被定义为在特定的时期内危险事件发生的概率 第二它可 以被视为个人或团体被一些特定行为以更多或更少的随机方式削弱的可能性 再者 风险 也可看作是预期价值的损失 即一个随机暴露的个体被一些危险事件影响的统计概率 风险有不同的定义 它可以被定义为在特定的时期内危险事件发生的概率 第二 它 可以被视为个人或团体被一些特定行为以更多或更少的随机方式被削弱的可能性 第三 风险可以得到统计上的损失期望值相关的 即 一个随机暴露的个体被一些危险事件影响 的统计概率 在这种情况下 风险包括负面影响的严重程度 此外 这些人对风险也有一 般分类 伊万斯 1996 1984 卡纳法尼 库尔曼 1981 圣人和白色 1980 风险可能自愿或非自愿的 自愿的风险和非自愿风险不同 它是个体选择的可能会发 生的风险 乘飞机旅行是自愿暴露于受伤或死亡的风险 而生活在核电站附近或机场 一 些无法控制的辐射或飞机事故的发生 是非自愿的风险暴露 风险可能涉及与空间 人口 和时间依赖性有关的客观或主观的 已知或假定的接触概率 一般来说 暴露的概率的空 间特征范围从完全本地化到全球危险 对于许多类型的风险有人口群体 承担具体的风险 依赖于是否存在的危险在相当大的时间和是否影响或危害的独立的曝光累计涨幅不大 风 险相关的曝光的概率可能是连续的 周期性和累积 四种类型的社会风险也可以被识别 sageand 白 1980 一个个体真正的风险 这可能是由充分发展后未来环境基础决定的 统计的风险 可能是由问题中的事件和事故的可用的数据确定 预测的风险 可能是由模型结构和相关的历史研究来预测分析的 感知风险 可 以直观地感受到 因此是由个体感知的 在民航业 以上四种类型的风险都可能出现 为航空公司的航线飞行提供保险 是一个 已知的统计风险事故的发生 乘客在地面购买保险 飞行就是一个感知风险 它通常超过 统计风险 空中交通管制部门 预期的交通模式和设备的变化涉及到预测风险 这些变化 可能与未来真正的风险评估充分逼近 他们对新的空中交通管制技术引进决策纳入管制 飞机事故常有特定的特征 可以吧他们与其他模式相关的事故区分开 因为飞行可能会进行很长的一段距离 事故可能发生在时间或空间中的任何点 因此 它是个人和全球的风险暴露 乘客和机组人员是暴露在事故风险中的的主要目标群体 但地面上有也有个体可能暴 露在同样的事故下 尽管概率比较低 虽然在绝对意义上的一个罕见事件 飞机事故都有严重的影响 尽管任何飞机的运动是一种内在的风险事件 然而 根据概率理论 飞机事故被归类 为极不可能的 虽然可能 事件 考虑到对时间的依赖性 在给定的时间和空间的视野 即 每当一个航班发生 内 风险一直存在 这种影响是不可估量的 尤其是和机上人的独立风险相关的 航空运输中的一个现实问题就是如何管理风险和安全 通常情况下 通过死亡事故原 因调查 风险评估和建立与社会偏好函数一致的风险标准等方式 就可以解决这个问 题 塞奇和怀特 1980 飞机的事故风险评估可能会以不同的方式进行 从高度直观 到非常正式且具有分析性 但通常划分成子任务 风险的确定涉及到新的风险和风险参数变化的风险识别 后者包括确定风险事件发生 的概率及其发生可能带来的后果 风险评估可以分解为风险规避和风险接受 风险度量包括风险的量化 风险度量的一个便利方法就是统计每单位系统输出的风险 事故量 从系统输出的致命事件方面来看 航空事故通常被定义为一段时间内飞机的 公里数 客运周转量和 或 飞机起飞的事故数 在比较风险和包括民航在内的不同 运输方式的安全水平方面以及部门监测的可持续发展方面 它会有一定的作用 有许 多方法可以建模和统计检查这些数据 昂和唐 1975 约翰斯顿等人 1989 2 2 安全记录 安全记录 在 20 世纪 90 年代后期 世界航空公司的机队包括 15000 多架飞机飞行约 1500 万公里 的飞行网络和服务近一万个机场 该部门直接雇员超过 330 万人 其中超过 140 万人在美 国 空运行动组 1996 每年大约 120 亿人和 2300 万吨的货物被转移 货运数字约占世 界制造业出口价值的三分之一 事故数与民用航空运营规模密切相关 各种国际机构 组织和机构处理预测未来的发 展趋势 这些机构包括国际民用航空组织 ICAO 和国际航空运输协会 IATA 空客 波 音以及劳斯莱斯等飞机制造商也会对此作出预测 表 1 列出了预计增长 国际民用航空组 织 1994 预测增长率的范围大致在 5 到 6 5 之间变化 根据特定预报员从福克的低图 异常显示 从历史上看 相对快速的航空运输的增长 往往会伴随着一系列的事故 此类事件的 发生 促进了引进技术和操作措施 结果 随着时间的推移 整体的安全情况都会改善 例如 国际民航组织显示了国际和国内航空业务计划致死率一直在下降 在 1970 和 1993 期间 每亿人公里致死率从 0 18 下降到 0 04 在 1970 和 1977 死亡记录尤为减少 1984 至 1993 年间 变化趋势是相对稳定的 同样的分析表明 这 23 年期间的变化范围是 16 31 件 年 每年的平均事故数为 25 平均每年的旅客死亡人数是 741 人 新客 同时该 部门的输出已经从 1971 人上升到了 3 89 亿 旅客 公里 增长超过 5 倍 国际民航组织 1992 1994 一些人认为在安全的进一步改善的范围日益枯竭 这意味着如果事故率保持不 变 而航空旅行的增加 交通事故的数量将不可避免地上升 科尔 1997 表 1 空中事故表 3 3 重大航空事故产生的原因 重大航空事故产生的原因 调查重大飞机事故产生的原因是困难的因为他们一般来自于一个复杂的 各因素相互 依赖 连续的的系统 欧文 1998 这些因素可分为几种方式 首先 根据目前知识情况 可以分为已知可避免的和未知不可避免的致因因素 前者应考虑在某种意义上说 事故的 真正原因是很少完全已知的但随着调查的进展他们成为已知并且可避免的 一些事故的原 因是不会发现的 再者 考虑到事故类型 导致飞行事故发生的主要原因可以分为人为错 误 机械故障 灾害性天气 恐怖活动和军事行动 大多数事故可以归因于人为失误与其他因素相结合 在飞机 机场 空中交通管制设 施和设备的生产 维护与航空硬件操作的范围内 都可能存在人为失误 当工作负担超过 工作能力时 可能会出现人为操作失误 例如 在有压力的情况下 在航空业 工作能力 主要取决于在线接收 选择 处理和分发信息或离线控制个别飞机和空中交通 长期的重 脑力负荷引起的压力会导致疲劳 工作绩效退化 在有压力的情况下 绩效下降可能会导 致有意识或无意识的危险行为 以及会产生引发重大事故的错误 这种事故的最常见的类 型是空中碰撞和飞机撞击地面 空中碰撞主要由空中交通管制员的失误造成的 通常是因为无法保持规定的最小飞机 间隔造成的 例如 1976 年 9 月 10 号 欧航和亚得里亚航空在萨格勒布发生的飞机相撞 事件就是由于管制员的失误造成的 调查发现 管制员在压力下工作了很长一段时间 导 致交通量过载 以及监控设备的薄弱环节 最终使得其不能安全的支持现有的交通量 在 这次事故中 176 人丧生 自此之后 人们开始改善坐落位置的空中交通监控程序 并且 加速了机载防撞设备的发展 斯图尔特 1994 和其他许多无法解释的飞行事故一样 航空器撞击地面主要是由于飞行员的失误 飞 行员失误造成的飞行事故的一个例子就是是 1989 年 1 月 8 日 英国米德兰航空公司一 架 B737 飞机在东米德兰机场附近坠毁 英国 在这次事故中 由 41 名乘客死亡 79 人存活 调查发现 在引擎发生故障的紧急情况下 机组人员在造成了混乱的错误 欧文 1998 另一个飞行员失误的例子 就是 1965 年 11 月 8 号 美国航空公司一 架 B727 飞机在辛辛那提附近撞击地面 美国 这件事故 是由于阴雨天气接近机场 时 机组人员设置高度计错误以及飞机垂直高度判断有误导致的 斯图尔特 1994 欧文 1998 机组人员经验不足也会导致飞行事故 缺乏经验可能导致飞行员的错误 这与其他因 素一起可能造成重大事故 其中一个例子就是福罗里达航空飞机坠毁事件 1982 年 1 月 13 日 该公司一架 B737 飞机在华盛顿国际机场 美国 刚起飞不久就坠毁 这次 事故 导致七 705 名乘客和机组人员死亡 只有五人幸存 调查表明 事故的主要原 因是飞机机翼和机身结冰 机组人员没有在寒冷天气飞行的经验 起飞前没有打开防 冰系统 并且也没采用发动机最大起飞功率 而最大起飞功率的采用可以防止飞机严 重覆冰 欧文 1998 严格说来 机械故障是由于设备在构建 生产和维护时人为失误造成的 这样的错误 可以加速飞机部件的金属疲劳和其他故障 彗星的坠毁是一个例子 欧文 1998 另 一个例子是 1988 年 阿罗哈航空公司的一架 B737 飞机在飞行时 突然失去它的舱顶 和两侧部分 后者调查人员发现舱内裂纹主要是由于飞机频繁的起降导致金属疲劳和 频繁的盐空中飞行导致金属腐蚀造成的 设计问题导致设备的变型 1974 年 一架 DC 10 飞机在巴黎附近坠毁 造成 346 人死亡 主要原因就是飞机机门的缺陷 很难 检查他们是否关闭 结果是设计出更强大和更好的机门 1979 年 在芝加哥一架 DC 10 飞机因引擎故障坠毁 该事件使得发动机的维护规则和程序更加严格和并对起飞速 度进行了审查 斯图尔特 1974 许多灾祸的根源来自维修车间和生产重要部件与系统的工厂 例如 1985 年在曼彻斯特 机场 英国空游航空公司的一架 B737 飞机发生起火 发动机使用时经常的加热制冷产 生热疲劳或金属减弱 最后导致在起飞燃烧时产生裂纹 从发动机脱落 尔后命中左 舷翼的油箱 使得燃油泄露 泄露的燃料掉落在热的发动机上 随后 其他这种类型 的发动机上也发现了裂纹 欧文 1998 危险天气如雷雨 锋面会造成麻烦的风 雨 雪 雾 和较低的能见度 在飞行的所 有阶段都可能造成安全问题 特别是机场附近产生强烈的风切变会使飞行困难 因为 它会使飞行速度和方向迅速发生变化甚至在一定的条件下失去升力 1975 年 东航的 一架 B727 飞机在美国肯尼迪机场进近时因此而坠毁 1970 至 1987 年 美国国家运输 安全委员会确定低空风切变是造成或促成 18 架商用飞机事故的因素 其中 七起是重 大事故 导致 575 人丧生 机载和地面复杂的天气报告 预测和检测系统的发展 减 少了这种类型危害 恐怖行动与全球政治和经济的紧张局势高度相关 一个典型的例子就是 一在 1985 年 6 月 23 日 一架 B747 飞机由于疑似炸弹爆炸事故 这次事故后 在高风险机场的 安全措施加强了 这种行为也开始引进新的技术和安全程序 目的是防止非法进入飞 机和携带武器上机 罗森博格 1987 军事或半军事行动也会导致事故 一个例子就是韩国一架 B 747 型飞机在萨哈林岛内 陆坠毁 造成 269 人死亡 由于导航错误 飞机偏离其预定航线 进入苏联领空并飞 越禁区 经过多次警告 飞机被苏联导弹击落 这个事件刺激民用和军用航空提高合 作和协调 斯图尔特 1994 人为错误可以通过训练和空中交通模式的构建以避免多余的压力来减少 危险天气 机械故障素 破坏和军事行动等因素似乎是随机且不容易处理的 这并不意味着该系统是 不安全的 安全应考虑事故的基本原因 如果事故的发生是由于已知的且可以避免的因素 那么该系统应被视为不安全 否则 如果事故发生是由于未知的和不可避免的原因 该系 统就应被视为安全的 4 4 安全风险评估的方法 安全风险评估的方法 在民用航空中 风险被评定为在两个总指标方面的航空事故发生的概率 事故发生率 及病死率 一个航空事故的概率是非常低的 这使得正确解释 定位和整体的航空安全管 理成为一项艰巨而复杂的任务 还需要考虑政策对不同群体的影响 如使用者 服务运营 商 航空公司 机场 空中交通管制 航空和非航空专业和非专业组织和公众 卡纳法尼 1984 风险安全评估可以使用两种方法 因果关系法看事故量和伤亡人数量 一个给定的时 间内系统的输出和其他相关的特性 被视为相关变原因变量 每单位空运输出量出现的事 故数 死亡量和受伤人数显示了该部门的安全情况是否有所改善 第二种方法包括过去航空事故的统计建模 经常使用泊松序列或泊松过程 这一过程 是基于以下假设 A