基于AHP的通航運行中危險源危險程度評估方法研究

李 海，陳勇剛，劉雨佳

(中國民用航空飛行學院 民航安全工程學院，四川 德陽 618307)

0 引言

2016年5月，國務院辦公廳下發關于《促進通用航空業發展的指導意見》(以下簡稱《意見》)[1]。《意見》指出，到2020年將建成500個以上的通用機場，通用航空器達到5000架以上，年飛行量超過200萬小時以上，通用航空經濟規模超過1萬億元。2018年2月，民航局飛標司正式發布《2017年通用和小型運輸運行概況》(以下簡稱《概況》)[2]。據《概況》顯示，截至2017年12月31日，我國共有270家實際運行中的通用及小型運輸航空公司,過去三年分別增加34.8%、11.5%、20.5%。面對穩定的增長態勢，量化各個通航公司運行安全，提高管理水平，實現通用航空運行可持續發展具有重要意義。

通航運行安全是衡量通航公司管理水平的重要依據，通航運行危險源危險程度評估是確保通航運行安全，挖掘潛在危險因素及采取應對措施的必要手段。近年來，危險源識別以及危險程度評估問題引起了國內外學者的關注。Liu J X[3]提出管制“錯誤、遺忘、疏漏”是通航運行中最主要危險源。Ericson[4]提出危險三角形模型，該模型是由危險元素(HE),觸發機制(IM),威脅目標(T/T)所組成的三角形，該三角形的三邊是耦合結構，是組成危險的必要條件，缺一不可。張曉全[5]等利用SHEL模型對空管運行中存在的風險進行辨識，但未考慮管理因素。陶媚等[6]利用魚骨圖分析法定性分析了區域管制風險因素。杜紅兵等[7]利用流程圖與魚骨圖相結合的方法從人、機、環、管四個方面對機場管制系統的風險因素進行辨識。呂宗平等[8]利用過程方法對機場管制系統運行進行了危險源的辨識。趙鵬[9]介紹了危險源的概念及其識別方法。本文在學者們研究的基礎之上，建立基于層次分析的危險源危險程度評估模型，對通用航空危險源危險程度進行評估。

1 層次分析法

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是美國運籌學家Saaty于20世紀80年代提出來的，是將與決策有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎上進行定性與定量分析的決策方法[10]。主要流程為：建立梯階層次結構模型；構造出各層次的所有判斷矩陣；層次單排序及一致性檢驗；層次總排序及一致性檢驗。

最終得到各元素，特別是最低層中各個方案對目標的排序權重，進而進行評估。如圖1所示。

圖1 層次分析流程圖

運用層次分析法研究通航運行中危險源危險程度的優勢：一是處理結果具有無綱量化性；二是層次分析結果權重求解方法多樣；三是可以囊括通航運行全過程[10]。

2 危險源危險程度評估方法

基于層次分析法的通航運行危險源危險程度評估：首先，依據6類12個危險源進行分析結構模型的構建；其次，依據假設構建Z-C判斷矩陣；第三，判斷矩陣一致性檢驗；第四，進行層次單排序；最后，進行層次總排序。

2.1 分析結構模型

基于空管部門管理的的危險源識別模型，找出保障過程中可能存在的6類共12個危險源。本文以此作為分析結構模型(見圖2)，其中空域類危險源3個；飛行沖突類危險源1個；飛行服務類1個；通信類3個；氣象類2個；搜尋搜救類2個。具體危險源信息如表1所示。

圖2 通航運行中危險源危險程度評估層次分析結構模型

2.2 構建Z-C判斷矩陣

兩個基本假設：

假設1：通航運行中6個指標之間的判斷矩陣為A。

假設2：3家通航公司對于空域類、飛行沖突類、飛行服務類、通信類、氣象類、搜尋搜救類6個判斷標準的判斷矩陣分別為B1,B2,B3,B4,B5,B6。

對A矩陣和B1-6矩陣進行賦值(基于假設)，結果如下：

2.3 判斷矩陣一致性檢驗

根據通航運行中危險源危險程度評估層次分析結構模型構建Z-C判斷矩陣，此判斷矩陣為A。

運用matlab求其最大特征值與其對應的特征向量，得λA=6.3208，

2.4 層次單排序

運用matlab求6個指標矩陣的最大特征值與其對應的特征向量，其中，λmax為判斷矩陣的最大特征值，結果如表2所示。

表2 各屬性的最大特征值

相應的特征向量為：

2.5 層次總排序

依據W=WA*WB得

2.6 結果與討論

與已有研究相比，本文致力于研究層次分析法在通航運行中危險源危險程度的評判，模擬3家通航公司在6個方面的相對安全指數，最終求得3家通航公司的合成權重，得到最終W=[-0.6998,-0.3790,-0.3472]T,根據合成權重得出C通航公司較之于A和B通航公司危險源的綜合危險程度最低。

3 結語

本文利用層次分析法進行通航運行危險源影響因素研究，針對通航運行各類指標進行假設模擬，最后依據層次分析法計算通航的危險指數。結論表明，本文方法可以通過對通用航空危險源的識別與認知，計算各個通航公司的安全指標。層次分析法(AHP)評估通航運行中危險源危險程度可解決評估結果的無綱量化問題，有助于通航運行安全員準確識別危險源危險程度大小，對于提高認識危險源危險程度具有重要作用。通航運行過程中危險源層次結構模型的建立是危險源危險程度大小識別的決定性過程，層次結構模型的合理性直接決定了量化的準確性。分析過程中判斷矩陣的設定也大大影響通航運行中危險源的危險程度評估，判斷矩陣的合理性要求安全員準確掌握通航公司運行情況。