基于SHEL模型的PBN運行中人為因素研究

常松濤

【摘 要】伴隨現代科技的進步，PBN作為一項新航行技術推動著國際航空事業不斷發展，同時，PBN運行也極大的提高了航空運行安全。但是在PBN運行提高航空安全的過程中，有關于人為因素的研究較少。本文通過引入SHEL模型，重點分析了PBN運行中人為因素與人為差錯，并提出了在PBN運行中控制人為差錯的一些建議。

【關鍵詞】PBN運行；SHEL模型；人為因素

0 引言

近年來，隨著機載設備能力的提高以及衛星導航及其它先進技術的不斷發展，國際民航組織（ICAO）在整合各國區域導航（RNAV）和所需導航性能（RNP）運行實踐和技術標準的基礎上，提出了“基于性能的導航[1]（Performance Based Navigation，PBN）”的概念。PBN概念的提出對于提高飛行安全、增加空域容量、優化航路和空域結構、提高運行效率等都有著重要的作用。而我國也在積極加快PBN運行的實施。

大量的事故統計和數據分析表明，人為因素是目前航空事故率居高不下的主要原因，已占航空事故總量的80%[2]。而隨著航空制造技術的不斷發展以及現代科技的進步，中國民航事業得到了迅速發展，其中傳統陸基導航到PBN的導航方式的轉變就是科技發展推動民航事業進步的一個碩果。但在享受PBN運行所帶來的便利、安全和效益時，人為因素也在悄然生成。因此，研究PBN運行中的人為因素，對于更好的享受PBN運行的成效，保證航空運行的安全，促進中國民航事業更好、更快發展就顯得尤為重要。筆者引入SHEL模型，對PBN運行中有關的人為因素進行了分析研究，并提出了關于在PBN運行中控制人為差錯的幾點建議。

1 SHEL模型

SHEL模型最初由愛德華（Edwards，1972）提出，后經霍金斯的修改變成了具有廣泛意義的SHEL模型（如圖1所示）。

圖1 SHEL模型

SHEL模型有L—S、L—H、L—E、L—L4類界面組成，分別代表人與系統軟件、硬件、環境及人與人之間的相互關系。其中，各系統要素之間構成的界面是凹凸不平的，要求各界面之間必須謹慎匹配。

2 PBN運行中的SHEL模型分析

SHEL模型充分展示了各構成要素之間的關系，其中人處于模型的中心，是其核心元素，其它元素都要與之相關聯。

PBN技術作為一門新興技術，它對系統的精確性、完好性、可用性、連續性以及功能等方面都有具體的性能要求，對于增加空域容量、優化航路和空域結構、降低高原和復雜機場運行標準等有著重要的作用。但在現有的研究當中，大多數航空公司過多關注PBN技術的研究、及享受PBN運行所帶來的飛行便利和效益，而對PBN運行中有關人的因素較少關注，極有可能埋下安全隱患。

這里基于SHEL模型對PBN運行中有關的人為因素進行了研究分析。

2.1 L—S（人與軟件）

人與軟件往往是PBN運行中事故發生較多的模塊，因為不合理的軟件設計是誘發人的錯誤的重要來源，并且人與軟件之間的問題比較隱蔽，不會像人與硬件之間那樣具體、直觀。在人與軟件界面中，加強人與軟件之間的信息交互，充分掌握對軟件的利用和管理，才有可能消除事故隱患。

2.2 L—H（人與硬件）

人是具有主觀能動性的，當硬件設施不符合人的生理和心理特點及對人的認知、習慣等產生一定沖擊時，往往就會誘發人的差錯，引發事故。這也決定了人具有適應與硬件之間不匹配的特性。PBN運行中飛行員只需按PBN程序進行上高度和下高度，可以清楚知道飛機的位置和下一步動作，但是這也會帶來一些后果，比如飛行員和管制員對設備的過分依賴，極易忽略硬件設備本身的缺陷；在設備可靠性降低甚至失去的情況下，相關人員缺乏應急處置能力；在PBN運行中，飛機需要有PBN程序轉為目視飛行程序時，飛行員及地面相關人員缺乏技術支持等。

2.3 L—E（人與環境）

環境在PBN運行中也是一個不容忽視的因素，它常常誘發人的感覺、知覺和注意等方面的差錯，進而作出錯誤的決策，導致事故的發生。尤其在高原、復雜地形區域和天氣惡劣地區等，它利用星基系統的高精度、實時性的優點為飛機在整個飛行過程中進行連續、準確定位，大大降低了復雜環境所帶來的安全隱患。但是，正是由于這樣的環境和安全系數相對較高的PBN程序，飛行員和管制員等相關監視人員在飛機飛越復雜地形區域時，會處于一種放松警惕的狀態，認為飛機只要處于PBN運行中，就完全可以應對外界復雜的環境。而此時飛行員和管制員等人員的情景意識會相對傳統陸基導航時飛機飛越復雜地形區域時薄弱，處于防御心理狀態只希望聽到安全飛越復雜地形區域的好消息，注意力發生轉移進而很可能引發人為差錯，發生不可逆的慘劇。

2.4 L—L（人與人）

協調溝通能力是人與人界面的核心，而一旦人與人界面產生了裂痕，就會誘發人的差錯。在PBN運行中，人與人界面包括機組人員與機組人員、機組人員與管制員、機組人員與簽派員、機組人員與程序設計人員等等。因此，加強人與人之間的協調溝通，對于在PBN運行中保障航空運行的安全、高效和舒適尤為重要。

3 PBN運行中人為差錯控制建議

建立系統化的PBN程序設計體系，按照適航當局的條例強化飛行員、管制員、簽派員和PBN程序設計人員等相關人員的訓練和培訓，以加強他們的專業技能并累積實際工作經驗。

優化PBN運行中有關的配套設備使其符合人機工效學，完善人機之間的信息交互。強化飛行員等對現代化設施的認識與熟練使用，熟練掌握PBN運行與非PBN運行之間的轉換、指揮和操作技能，消除這些有可能產生人為差錯的因素。

改善飛行員、管制員等的工作環境，使其處于低噪音、溫度適當、光線柔和等的環境中工作。同時，飛行員、管制員等也要充分認識到在PBN運行中他們所處的真實環境，尤其在復雜地形區域，要保持警惕時刻注意外界環境變化帶來的影響，建立起環境中的情景意識，提高飛行員、管制員等的應急處置能力，避免所產生的人為差錯。

優化班組資源管理[9]，完善協調配合機制。加強有關人員的資格審定和管理，完善當局及航空公司的監管與審查制度。如機組人員要消除職權梯度，特別是老資歷的機長在面對PBN運行中有關的新概念和新標準時，要不恥下問及時與副機長及其他人員溝通；機組人員與管制員也要建立良好的溝通，運用PBN標準用語。

4 結語

航空安全是航空運輸永恒的主體，而其中新興技術的運用實施對于保障航空運輸安全有著重要的作用。筆者基于SHEL模型對PBN運行中人為因素進行了研究，同時，對有關于人的因素進行了分析并提出了一些人為差錯控制建議，希望對以后PBN運行中有關人為因素的研究和減少人為差錯有一定的幫助。

【參考文獻】

[1]王紅力.PBN導航系統性能分析與研究[J].中國民航飛行學院碩士學位論文，2011.

[2]中國民用航空總局航空器維修人的因素課題組.人的因素案例集[M].北京：中國民航出版社，2004：40-43.

[責任編輯：朱麗娜]