飛行風險管理系統設計與實現

周偉++陳浩++劉希

摘要：為提升航空公司的安全管理水平，解決以飛行員為關鍵要素的航班安全生產問題，在航空公司運行管理特點及風險管控需求的基礎上，從編程角度詳細分析了航空公司飛行風險管控業務，并對各功能模塊進行科學合理的劃分，最終開發出一套基于J2EE的飛行風險管理系統。該系統實現航班機組搭配的自動檢查，引導飛行員做好航前準備工作，實現對飛行員的精細管理，系統已在航空公司上線運行并取得了良好效果。

關鍵詞：飛行風險；J2EE；風險管控；航班安全生產；MVC

DOIDOI：10.11907/rjdk.171603

中圖分類號：TP319文獻標識碼：A文章編號：16727800（2017）010009603

0引言

近年來，隨著全球航空事業的蓬勃發展，各類航空安全事故及事故征候屢見不鮮，如2010年8·24黑龍江伊春墜機事故，2014年3·8馬來西亞航班失蹤事件以及2016年3·19俄羅斯客機墜毀事故，航空安全事件頻發使得人們對航空安全的關注達到前所未有的高度。多年來，中國民用航空局（CAAC）等管理當局以及各航空公司投入大量人力、物力致力于航空安全問題研究[1]。

冰山理論認為，飛行事故猶如冰山露出水面的一角，在水下還有諸多未發展成事故的事故征候，而每個事故征候下面又有許多未衍化為事故征候的不安全因素。風險管控必須不斷深化對安全隱患信息的挖掘，才能從事故源頭降低其發生的可能性。根據國際民航組織（ICAO）統計報告數據顯示，人為因素占航空飛行事故致因因素的76%左右，而在人為因素所導致的飛行事故中，由于機組不安全行為導致事故的比例高達67.86%[2]。由此可知，對機組人員的合理搭配和科學管理是降低飛行風險的關鍵所在。而航空公司原有系統中的相關模塊基本都是多年前開發，難以滿足新的風險管控需求。為緩解相對薄弱的安全基礎與航空業快速發展現狀之間的矛盾，亟需在航空公司運行信息系統（SOC）基礎上研發一套完善的、足夠支持風險管控業務的飛行風險管理系統（Flight Risk Management System，FRMS）。

1主要業務分析

基于航空公司主要安全問題分析，可將航空公司飛行風險歸納為兩大類：一是生產要素的質量和數量問題，如

飛行員出現的疲勞狀態[3]、技術差錯[4]、決策失誤[5]等，這類風險事件的產生大部分是由于排班緊張、機組搭配不合理，以及飛行員自身心理或生理狀況不佳、操作技能不足等；二是來源于業務流程各環節間存在信息傳遞的不對等或中斷，致使某一環節出現的問題在其后被傳導、放大。

風險本身具有偶然性、相對性及可變性，風險管控要對影響飛行安全的所有危險源、風險事件進行識別記錄、主動控制和持續管理。本文著重于風險管控的主動性，采用科學的方法實現安全關口前移，主動識別日常危險源，并采取措施加以控制。風險管控整體架構如圖1所示。

1.1航班確認

在復雜環境下，風險管控的核心在于飛行員隊伍的質量和數量[6]，因此航班機組搭配是否合理至關重要。

航班搭配規則是航班確認的重要依據，以某航空公司湖北分公司為例，將機長、教員的技術實力分為A、B、C、D 4個級別，其中A類等級最高，D類最低，其又可細分為D＼-1、D＼-2、D＼-3、D＼-4。副駕駛的技術實力等級分為A＼-1、A＼-2、B、C、D＼-1、D＼-2等級別，其中，A＼-1級別最低，D＼-2級別最高。此外，可根據實際需要對各級別進行繼續拆分。

技術實力搭配基本規則如圖2所示，A類機長可以帶A類或A類以上的副駕駛執行航班任務，以此類推。此外，D＼-1類機長只能與D類副駕駛（含D＼-1和D＼-2）執行航班任務，D＼-2類機長只能與D＼-2類副駕駛執行航班任務，D＼-3、D＼-4類機長不足以帶副駕駛飛行，必須配一個機長；雙機長航班不用檢查機組搭配，兩個副駕駛只需其中一個符合規則；若航線中包含有特殊機場，系統會根據相應的特殊機場要求檢查機組搭配是否滿足其條件，如恩施機場要求雙機長且第一機長必須為教員。

同步航班數據后，根據搭配規則和限制條件自動檢查航班搭配是否符合要求，檢查通過的航班才可以進行航前準備操作；若未通過，把不符合搭配規則的航班顯示在檢查結論框內，并指出不符合之處，根據這些信息管理人員就可以修改機組搭配，再執行航班檢查，直至其符合航班搭配規則。

1.2航前準備

機組搭配確認無誤的航班方可進入航前準備流程，航前準備旨在引導飛行員做好飛行前的準備工作，向其傳遞關鍵風險信息，避免風險的再次發生。在此過程中，管理人員需將近期的風險信息添加到系統中，其中，風險信息分為兩種，一種是即時風險提示信息，系統會利用短信平臺將此類信息發送到飛行人員手機上；另一種是航前準備風險提示信息，包括飛行人員需要了解的近期重要安全文件、飛行部重點風險及防控措施、重點安全工作要求、重要典型事件及具體原因等信息，系統默認將最近一次添加的各類信息在飛行員航前準備界面展示。飛行員選取要執行的航班任務，然后根據系統提示逐項檢查各項工作準備是否充分，閱讀風險提示信息，在所有信息確認無誤后航前準備完畢。

1.3運行報告

運行報告是飛行風險管理的重要組成部分，實際飛行過程中往往會發生一些難以預料的風險事件，只有將其記錄下來，在仔細分析產生原因基礎上制定出相應的解決方案，才能有效避免風險再次發生。通過電子化的《運行安全信息報告》替代原有紙質文檔，管理方便且不易丟失，飛行員在完成航班任務后，仔細填寫飛行過程中所發生的風險事件，由值班管理人員負責審核并將運行報告交由SMS風險評估小組進行分析，以制定出相應的處理方案。

2系統設計與實現

2.1系統模塊設計

根據航空公司風險管控業務需求及其實際運行各環節，本文設計了系統管理、行政管理、安全管理、技術管理、運行管理五大功能模塊。整個系統采用MVC模式[7]，實現表現層與業務層的分離，最大限度地減少客戶端、服務器及數據庫之間的耦合性，以利于系統的維護和升級。系統功能結構如圖3所示。endprint

圖3系統功能結構

系統管理模塊用于對系統的基礎數據及安全性進行維護，主要操作者為系統管理員；行政管理模塊包含行政檔案和黨員發展，負責對飛行人員基本資料的檢索和信息維護；飛行員的技術等級是航班搭配的重要依據，技術管理模塊可進行飛行員訓練科目維護、飛行員技術等級變更、機長英語簽注和證照到期提醒、設置機場的限制條件和禁飛人員名單等；通過安全管理模塊，不同的人員根據權限可錄入、查看和審核運行報告，維護、修改安全檔案和風險信息，錄入飛行事件并關聯運行報告；運行管理為本系統核心模塊，能夠查詢航班任務和飛行時間，自動檢查航班的機組搭配情況，管理飛行人員的運行檔案，并計算出機長、副駕駛的月度、季度和年度綜合排名及疲勞指數。

此外，報表統計功能嵌入在各相關模塊里，能夠統計各類檔案的詳細信息，包括行政檔案、技術檔案、運行檔案、安全檔案以及機長副駕駛的各類綜合排名，報表中加入了查詢功能，能夠精確檢索到所需信息，并導出到Excel文檔。

2.2系統實現

本文設計的飛行風險管理系統在J2EE企業級開發平臺上開發，采用B/S三層結構[8]，將系統的業務邏輯和處理邏輯封裝在Web服務器，將數據處理集中在數據庫服務器，數據庫服務器置于Web服務器的后臺，既向用戶隱藏了實現細節，又保證了數據安全。具體技術路線如下：①使用Spring和SpringMVC將對象之間的關系交由容器進行管理，實現前端頁面與后臺業務邏輯之間的松耦合連接；②持久層使用輕量級的MyBatis框架，把sql語句寫在xml配置文件里，解除了sql語句與程序代碼的耦合，使程序更加易于維護，較好地實現了ORM（Object/Relation Mapping）和數據持久化；③為達到良好的用戶體驗和瀏覽器兼容性，系統采用ExtJS技術進行界面開發，ExtJS構建的RIA Web應用具有類Windows風格的標準界面和操作方式，是一款基于Ajax與后臺技術無關的優秀前端框架[9]；④采用Web Service技術[10]調用接口跨平臺獲取數據，使飛行員基礎檔案信息和航班數據與原有系統保持同步，該技術正好彌補了跨平臺服務的瓶頸問題，不同平臺可以通過規范的接口進行交互，以滿足復雜業務和規模擴展；⑤系統運行所產生的數據量很大，故采用穩定、安全、高效的SQL Server2008R2作為數據庫系統，并使用存儲過程和視圖提高數據庫服務器運行效率；⑥通過主流Java報表工具Fine Report實現報表統計和導入導出功能，使用起來簡捷、靈活，學習成本不高。

系統總體框架如圖4所示，整體實現遵循軟件開發基本流程，經過系統規劃、需求分析、詳細設計、代碼編制和軟件測試等階段完成整個系統。

2.3數據庫設計

航班任務通過調用SOC系統提供的接口獲取，數據保存到本系統的航班任務表（FlightTaskInfo）和航班任務詳細表（FlightTaskDetail）中；限制條件保存在機場信息表（Airport）和機場禁飛人員表（AirportNoFly）中，由具有權限的管理人員修改機場限制條件及禁飛人員姓名。限于篇幅，僅寫出部分主要數據表，飛行風險管理主要表結構如圖5所示。

3結語

為降低人為因素對航空安全中的不利影響，本文在對飛行員實現精細化管理的基礎上采取飛行風險管控措施，初步解決了以飛行員為關鍵要素的航班安全生產首要問題——生產要素的數量、質量及業務流程中風險信息的傳遞。本文所開發的飛行風險管理系統已在國內某航空公司湖北分公司上線運行，成為該公司航空安全管理體系（SMS）的綜合管理和風險緩控平臺，取得了良好效果。航空安全是永恒的主題，后續將繼續探索風險管控業務，不斷完善與更新飛行風險管理系統，以推動航空企業實現更高層次的飛行風險管理。

參考文獻：

[1]邵雪焱，劉鐵祥，劉繼軍，等.航空安全風險管理理論與方法研究[J].科技促進發展，2012，8（3）：2128.

[2]孫瑞山，趙青.航空人為差錯事故/事件分析（ECAR）模型研究[J].中國安全科學學報，2012，22（2）：1722.

[3]羅曉利.疲勞、睡眠缺失以及人體晝夜生物節律擾亂與飛行安全[J].西南民族大學學報：人文社科版，2003，11（11）：247249.

[4]高揚，宮一民.飛行機組人為差錯風險分析方法研究[J].工業工程，2014，17（1）：16.

[5]霍志勤，謝孜楠，張永一.航空事故調查中人的因素安全建議框架研究[J].中國安全生產科學技術，2011，7（2）：9197.

[6]池宏，宋志勇，計雷.航空安全風險管理實踐[J].科技促進發展，2012，8（3）：1620.

[7]李樹人，韓芳溪，郭春燕.基于J2EE/MVC的就業管理信息系統的研究[J].計算機工程與設計，2008，29（4）：987990.

[8]祁運田，呂品.基于B/S與C/S混合模式的煤礦安全信息系統研究[J].中國安全生產科學技術，2008，4（5）：6265.

[9]徐前進.基于J2EE和ExtJS的人力資源外包服務平臺的設計與實現[D].合肥：合肥工業大學，2013.

[10]楊月奎，鄔文濤.基于WebService的異構信息系統集成研究與實現[J].軟件導刊，2013，12（7）：120121.

責任編輯（責任編輯：孫娟）endprint