民航风险与安全评估 中文

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1、民航风险与安全评估摘要：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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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、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

8、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

9、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 1631 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） 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

10、故 的数量将不可避免地上升（科尔， 1 9 97 ） 。表 1 空中事故表3、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

11、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

12、 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

13、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

14、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

15、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

16、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

17、。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

18、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 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

19、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（Ang和唐，1975）一件事件是随机发生的，发生在任何时刻、任何地点。过去的飞机事故具有这一 特点。他们在世界不同的地方以一种随机的方式发生。在一个给定的时间或空间间隔或段的事件的发生是独立于任何其他非重叠的时 间间隔或段发生发生的事。航空事故，除了非常罕见的空中碰撞，是发生在时间 和空间独立的一系列事件。在一个小的区间事件发生的概率与时间vt成正比，可写成xvt，九是事件发生的 平均速度的估计。它是假定为常数，等于九=1/Ta, Ta是连续事件之间的平均 时间间隔。在Vt两个或两个以上的事件的概率可以忽略不计（或者是Vt高阶）。依据经验，Vt是足够短的时期，一个以上的飞机事故发生概率通常会忽略。