基于SHEL模型淺談飛行操作程序的樣式對飛行安全的重要性

溫麗華 王強強

摘要：飛行操作程序是飛行員完成駕駛艙操作任務的基礎，對于確保飛機安全飛行具有重要的意義。本文從飛行中人的因素出發，基于SHEL模型中飛行員與軟件即操作程序界面的優良匹配，淺談QRH中應急與非正常檢查單中結構與樣式的設計對于飛行員快速查找操作程序的重要性，旨在用于民機應急與非正常檢查單的編制與發布，縮短飛行員查找檢查單的時間，從而確保飛行安全。

關鍵詞： SHEL；樣式；檢查單

中圖分類號：V21 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（c）-0000-00

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2016.15.000

Abstract：Flight operating procedures are the basis of performing cockpit operating tasks for pilots， and have important significance for safety flight.From the human factor in flight， and based on excellent matching between pilots and software which are operating procedures according to SHEL model， this chapter talks about the design of structure and style for emergency and non-normal checklist in QRH having important significance on quickly searching operating procedures for pilots. The chapter is meant to authoring the emergency and non-normal checklist to decrease time to and make sure safety flight.

Keyword： SHEL， Style， Checklist

0 引言

飛行安全是民航永恒的主題。據調查研究，人的因素是當今民用航空飛行事故的主要原因，占所有飛行事故的80%-90%。飛行中人的因素涉及范圍較廣，由愛德華提出的SHEL模型能夠形象地的描述飛行中人的因素的概念。

SHEL是由Software（軟件）、Hardware（硬件）、Environmental（環境）、Liveware（人）的首字母組成，如圖1所示。該模型表明了航空系統中與機組構成界面的四個要素及其相互關系，常用于分析飛行中人的因素的研究范圍和機組錯誤的來源。從圖中也可以看出各個要素之間構成的界面是凹凸不平的，意味著各界面之間必須謹慎匹配，否則會引起系統的斷裂或解體，造成事故的發生[1]。

現代座艙的自動化程度越來越高，機組的任務由原來的直接操縱飛機逐漸改變為以監控信息為主，他的一個重要任務便是對軟件的利用與管理。SHEL模型中機組與軟件的界面匹配環節中最主要的一項工作就是研究合理的飛行操作程序，以便簡化飛行工作、減小機組的工作負荷，不致機組出錯。飛行機組操作程序是由飛機主制造商制定并推薦，主要包含在飛行機組操作手冊（FCOM）/快速檢查單（QRH）中，是機載手冊。其中QRH為飛行機組提供在正常情況下駕駛航空器和處理應急和非正常情況時所需快速參考的資料，是機組使用的圣經。QRH一般包括手冊使用說明、正常程序、應急和非正常檢查單、補充程序、飛行中性能和快速索引五部分。

由于程序內容的準確性涵蓋設計、試飛、驗證等多項環節，此處不詳細描述，本文僅從QRH應急和非正常檢查單的發布形式入手，宏觀上闡述飛行操作程序的結構與內容樣式的設計對機組快速定位與識別手冊內容的重要性，從而提升飛行程序的可使用性以及加強機組與軟件的匹配程度。

1 應急和非正常檢查單介紹

應急和非正常檢查單一般包括以下六部分內容：

1） 程序的標題，用于識別具體故障；

2） 程序的適用范圍、目的，用于說明該程序適用的條件和程序的處置目標；

3） 程序的處置動作，用于說明程序具體操作步驟或動作說明；

4） 處置中用到的限制、性能數據，用于提供動作操作時的限制或參考性能數據（若適用）；

5） 受影響系統、功能、性能，用于提供發生故障并執行相應程序后，飛機的功能或性能受影響的程度（若適用）；

6） 飛機從應急與非正常狀態下恢復到安全水平后在后續飛行階段偏離正常程序的延遲項目（若適用）。

QRH應急和非正常檢查單涵蓋內容較多，每一部分的樣式設計是否合理直接關系到機組使用檢查單的速度快慢，本文從以下八個方面解析飛行操作程序的樣式。

2、飛行操作程序重要樣式解析

2.1 記憶項目

CCAR25部運輸類飛機適航標準的1581條明確規定了機型飛行程序內容中必須包含發動機嚴重損壞或分離、客艙失壓等九類應急項目，在出現這些項目時需要機組快速完成該項目對應的記憶項目以保護飛機和乘員免遭嚴重傷害，從而恢復飛機到可接受的適航水平可以繼續安全飛行。當飛機出現應急情況時，考慮到機組在高壓下記憶能力可能降低，增加犯錯誤的概率，因此記憶程序結構和樣式的設計需要適用于人的一般可接受水平，如[2]：

1） 記憶項目必須在一個檢查單所有程序處置動作之前；

2） 通過醒目的標記來標識，如加底紋、加框；

3） 盡量減少記憶項目步驟：對于民用飛機而言記憶項目步驟建議不超過六步。

據調查，目前國際上所有主制造商及航空公司已經默認采用在記憶項目外圍加黑框來標記。雖然類似這樣的程序樣式并沒有上升至國際標準，但建議主制造商在編制手冊時盡量能夠選取目前行業已廣泛認可和使用的樣式。

2.2 程序索引

QRH的命名在于其起到的作用是在飛機出現應急情況時機組根據操作程序能夠快速從危險狀態改出，除機組完成以上提及的記憶項目外，還有很多其它應急和非正常項目是沒有記憶項目的，這時候要求機組能夠快速查找QRH以獲得處置程序，那么QRH程序索引設計的核心在于能夠在最短時間內讓機組查找到所需的信息。QRH中應急和非正常檢查單包括有EICAS提示與無EICAS提示兩種，一般在QRH內封設計專門的信息索引，將兩者分開。如果是有EICAS信息的故障，那么建議在信息索引中EICAS信息設計成按照緊急程度（Warning還是Caution）并且按照24位字母順序排序，并且根據目錄以及手冊的索引舌快速定位到該EICAS所對應的處置程序。例如當某機型出現APU FIRE告警信息時，如圖2所示，如果該程序有記憶項目，那么機組先完成記憶項目，然后查找QRH索引字母A，其次通過目錄查找到該信息對應的系統，隨后通過黃色索引舌快速查找到相關內容，查找時間基本控制在5秒左右。通過建立索引與程序之間的直接聯系達到“Q（Quick）”的目的。目前主制造商為開拓國際市場，要求手冊語言主版本為英文，因此無EICAS信息的故障項目的編排與有EICAS信息的相同。該樣式僅限于紙質手冊的查詢。

2.3 檢查單標題

程序標題應該處于檢查單的最前端，醒目，能夠與程序步驟和注釋內容明顯區分，如圖3所示。如果是無EICAS信息的程序，那么其標題必須簡明扼要無歧義，如機組失能、水上迫降等。

2.4 程序邏輯判斷

一個應急或非正常檢查單在具體執行時可能需要機組進行邏輯判斷，從而采取合適的操作程序，比如判斷這個故障是由哪個條件觸發的，或者某一程序步驟結束后系統出現不同的響應，針對不同響應需要判斷后續采取何種處置程序，因此程序的判斷條件樣式是否合理也是機組快速將飛機恢復到安全水平的時間考量因素之一。如圖3所示為某機型的APU火警的處置程序，從案例中可以看出當執行第2步程序時需要判斷APU防火手柄上的燈是否熄滅，關鍵字是與否、跳轉步驟用粗體區別于其它內容，比起單純的文字描述，文字與圖標的結合易于飛行員理解與使用，可以明顯縮短機組的操作時間。其中程序步驟也通過有序序號標注，便于機組執行，同時也符合行業標準使用習慣。

2.5 程序結束符

一個檢查單中可以出現多個程序結束符，用于標記檢查單中某一條件/階段下的程序或者一個完整的檢查單被執行完畢，標志著飛機可以繼續安全飛行或者就近機場著陸。程序結束符可以是粗體文字（如圖3所示）或圖標。

2.6 程序跨頁

當一個完整的程序內容需要跨頁時必須在該檢查單出現的第一頁底部與后續頁的頂部插入明顯的跨頁標識符。一般紙質手冊或者以頁發布的電子手冊需要通過跨頁符標明程序內容跨頁，如果是以ATA2300飛行運行數據交換為標準、以數據模塊為單位的XML形式發布的檢查單不需要添加跨頁符，但是前提是飛機具備發達的航電系統以及較高的出版物數字化水平。

2.7 受影響系統/功能

當飛機出現某些應急和非正常情況后即使機組適時將飛機恢復到安全水平，飛機的某些系統或者某些功能會不工作或降級，那么在檢查單中需要明確地告知機組以便不影響機組后續操作。可使用表格的形式將不工作系統一一列舉，不工作功能可以根據功能所屬系統進行分類。

2.8 延遲項目

部分應急與非正常檢查單在最后部分會給出飛機出現故障后、著陸前各飛行階段偏離正常程序的延遲項目，在延遲項目前可使用圖標與文字結合的方式給出醒目標志，如圖4所示，延遲項目按照飛行階段劃分，飛行階段的名稱需要與具體操作步驟區分，易于飛行員識別。

3 結束語

隨著電子檢查單、電子飛行包（EFB）的不斷發展，紙質手冊的概念已經逐漸淡化，如目前空客A380推出了全數字化手冊，該手冊數字化發展是建立在機載信息系統（Onboard Information System， OIS）的應用基礎上。OIS是采用網絡技術、實現信息從地面實時傳輸到空中的人機交互平臺，集成了包含FCOM、QRH、最低設備清單（MEL）等在內的運行手冊庫、載重和平衡、性能數據計算和任務管理等功能，與EFB相關。通過折疊桌上的鍵盤可直接操作該系統并通過主儀表板兩側的機載信息終端（OIT）顯示信息。機組可以不通過紙質手冊進行查詢，直接使用索引、鏈接或者搜索關鍵字快速查詢到所需要的信息。

在科技水平大幅度提高的背景下，SHEL模型中飛行員與硬件的匹配度已經明顯提高，但由于人的不可控因素，飛行員與軟件之間的界面問題較難解決。根據國際先進機型歷年發布的QRH，不難發現各主制造商的檢查單樣式也是在更新的，客觀上講機型的技術出版物可用性也是衡量該機型的市場占有率大小與國際形象的因素之一，主制造商在保證產品自身的質量以外還需要提供可操作性強的技術出版物，從而打造優良的客戶服務體系。

檢查單不論是以紙質形式放置在駕駛艙，或者以數字電子方式存儲在OIS中，檢查單中的應急與非正常程序的樣式設計與開發始終是手冊編制人員在考慮人為因素對飛行安全的重要性環節中必須研究的一個課題。

參考文獻

[1] 羅曉利，飛行中人的因素，成都：西南交通大學出版社，2014.

[2] CAA. CAP676：CAP 676 Guidance on Design， presentation and Use of Emergency and Abnormal Checklists [EB/OL].（2006） [2012-09-03]. http：//www.caa.co.uk.