通用航空公司安全運行保障能力未確知測度分析

陳勇剛教授 雷晶晶

（中國民用航空飛行學院，四川 廣漢 618307）

0 引言

通用航空是指使用民用航空器從事公共航空運輸以外的民用航空活動，包括從事工業、農業、林業、漁業和建筑業的作業飛行以及醫療衛生、搶險救災、氣象探測、海洋監測、科學實驗、教育訓練、文化體育等方面的飛行活動[1]。

通用航空是民航產業發展和民航強國建設重要基礎，更是民航“兩翼齊飛”的重要組成部分。截止2017年底，我國在冊通航器總數達到2297架，與2016年相比增長了近9.5%，近幾年我國通用航空器架次數年平均遞增超過10%。然而，通航領域快速發展的同時伴隨著事故不斷發生，據統計，2006年至2015年近10年間，通航事故數達40起，而通航事故征候數高達138起，造成大量的人員傷亡及財產損失。由于通航作業點多面廣，保障條件和作業環境差，安全基礎脆弱，造成我國通航飛行事故率和事故征候率始終較高，通用航空的安全問題已經成為了制約通用航空持續發展的關鍵因素。因此，準確判斷通用航空公司安全運行保障能力水平是推動通用航空業健康發展的重要手段。

通用航空在運行過程中容易受到眾多不確定因素的影響。未確知測度是指：由于條件限制，在進行決策時尚無法確知的信息用一個帶有附加信息（附加限制）的測度來表示，即為未確知測度[2]。未確知測度理論恰好可處理通用航空公司安全運行保障能力評估系統中的不確定信息，避免出現由于不確定信息的存在而導致評估結果不準確的問題。未確知測度方法具有擺脫信息不確知的缺陷，同時不需要大量樣本和服從某種典型分布，通過置信度識別，使得到的評估結果可信度和有效度更高[3]。因此，可選用未確知測度理論構建通用航空公司安全運行保障能力評估模型。

1 通用航空公司安全運行保障能力指標體系建立

通用航空公司安全運行保障能力是指通用航空公司在生產運行過程中，通過優化人員、機械設備、生產環境和組織管理等生產要素，保障其生產任務能夠正常安全運行的能力[4-5]。基于通用航空的定義，通用航空公司安全運行保障能力必須保證人的行為安全、物（設備和環境）的安全、系統的持續安全，體現通用航空公司安全運行保障水平[4]。目前，通用航空領域還沒有一套確定的通用航空公司安全運行保障能力評估指標體系，難以對通航公司的安全運行保障能力進行全面詳細地研究。

通用航空公司的安全運行是由人員、機械設備、環境和管理4要素所構成的。通用航空具有以下特點：通用航空公司的人員包括飛行人員、機務人員和航務人員等，其行為主要受到自身業務知識和技能、生理心理素質、年平均受培訓時間、遇緊急事件的應變能力、和其他人員溝通協調及其自身所具有的紀律性等因素的影響；通用航空的機型繁多，各種類型機隊規模不大，飛機的役齡較長，設備的更新不是很及時，很多設備存在老舊現象，設備的安全性較難保障，其維修較為復雜，需要專業的技術人員，設備的自身原因同樣也會導致使用較為困難[6-7]；通用航空在執行飛行任務時，飛行有高空、低空、超低空，空域隨意性大，并且其飛行作業的項目也多樣化，如在平原、山區、江河、海等區域進行作業，飛行的過程中極易受到天氣的影響，機場的建設狀況對于通航的運行也起至關重要的作用；由于通用航空在規章制度的制定方面做的并不完善，導致其內部安全體系建設的程度與安全文化建設等均不成熟，增加了運行過程危險發生的可能性，同樣通用航空公司的機構設置也存在較大的問題，對于通用航空安全運行的監督審核也不能發揮作用[8]。為了得到通用航空公司安全運行保障能力指標體系，對在通航公司工作至少8年以上的安全管理人員，熟悉通用航空公司的運行過程與相關的規章制度的一線員工和了解國家所頒布的與通用航空相關的最新法規和與通用航空安全相關的法規體系的通用航空專家等人員開展調研，最終得到46個評估通用航空公司安全保障能力的指標。采用Likert5點量表的形式，從1到5正向計分，分數越高代表該指標項越具有評估價值，被調查者根據自身的實際情況對各個指標打分，選取各個人員的分數、統計分析置信度最終確定了23個評估指標。運用SPSS17.0 軟件對打分結果的均值、均方差和偏態、峰度等值進行檢驗，最終所得到的評估指標基本上服從正態分布的標準。所以，最終選定23個評估指標作為通航公司安全運行保障能力水平評估指標。基于通用航空自身的特點，運用人員、機械、環境、管理系統的理論[9]、和SHEL模型[10]等安全理論與方法，結合通航公司實際運行情況，根據調研結果得到人員（A1）、機械（A2）、環境（A3）、管理（A4）4方面為1級指標，技術能力（X11）、心理素質（X12）……安全體系建設程度（X41）、監督審核（X42）為2級指標[1,4]。根據通航公司安全運行保障能力特點、調研結果以及參考文獻[1,3-4]將安全等級進行了劃分，見表1。

表1 通航公司安全運行保障能力水平評估指標與分級標準Tab.1 Evaluation indexes and rating criterion on safe operation assurance capability for general aviation company

2 通用航空公司安全運行保障能力分析模型構建

假設評估對象有n個評估因素，而由此所構成的空間為A。由于“人員、機械設備、環境、管理”是影響通航公司安全運行的4個要素，可以用來成為一個單元進行評估，即A={A1、A2、A3…An}，其中，n=1,2,3,4。每一個評估因素又有m個單向評估指標，X1，X2,X3…Xm，指標空間為X={Xn1，Xn2...Xni}，(i=1,2...m),y個評估等級分別記做C1,C2,C3…Cy,y=6,評估等級空間E={C1,C2,C3…C6},其中C1,C2,C3,C4,C5,C6分別對應安全等級Ⅰ級，Ⅱ級，Ⅲ級，Ⅳ級，Ⅴ級，Ⅵ級。分別表示非常安全，安全，較安全，一般安全，不安全，很不安全6個等級。

2.1 單因素指標未知測度

在這里使用μn iY=μ（Xni∈CY）表示第n個評估因素中的第i個指標測量值Xni屬于第Y個評估等級CY的程度，并且μ滿足以下條件：

依據參考文獻可知，μ為未確知測度，簡稱為測度[3-4]。評估因素An的各個評估指標測度值所構成的矩陣則稱為單指標測度的評估矩陣，可以表示為：

規定μn

Y=μ（An∈CY）為評估對象An屬于第Y等級CY，所以：

式中：

Rn—人員、機械、環境、管理的單因素測度向量，n=1,2,3,4；

wi—第n個評估因素中的各個指標之間的權重，其中wi應該滿足以下條件[4]：

其中，為了可以準確得到各個指標的權重，文中使用層次分析法來計算。主要是通過對通用航空公司中的飛行人員、操作人員、機務人員、航務人員和管理者依照其多年的工作經驗對各個指標進行兩兩對照，最終得到判斷矩陣，最終應用層次分析法計算并進行一致性檢驗，最后得到各指標的權重。

2.2 多因素指標未知測度

由公式（5）所得到的單因素指標的測度向量可以得到多因素的指標測度矩陣R=（R1,R2,R3,R4）T，由此就可得出多因素的指標測度向量：

式中：

W—各評估因素的權重。

2.3 置信度識別準則

在進行置信度識別的過程中依據置信度識別準則，假設α為置信度，根據參考文獻，α＞0.5，一般情況下取α=0.6或者0.7[3]。

可以得到評估對象屬于第y′個評估等級Cy′

3 實例分析

選取通用航空公司某次生產作業作為評估對象，邀請本次作業的飛行人員、航務人員與機務人員分別依據表1通航公司安全運行保障能力水平評估指標與分級標準對安全運行保障能力水平評估指標進行賦值，并計算各個指標的平均值，整理可得到以下通用航空公司安全運行保障能力指標值，見表2。

表2 通用航空公司安全運行保障能力指標值Tab.2 Safe operation assurance capability indexes for general aviation company

根據未確知測度定義以及表1中各個指標分級情況，結合其具體變化特點可得到各個指標的測度函數，對于越大越優的指標，如X11，X12……等指標，建立如圖1所示的指標測度函數，對于越小越優的指標如X22、X24指標，建立如圖2所示的指標測度函數，對于半定量的指標如X31，建立如圖3所示的指標測度函數。

圖1 X11單指標測度函數Fig.1 Measure values for X11

圖2 X24單指標測度函數Fig.2 Measure values for X24

圖3 X31單指標測度函數Fig.3 Measure valuesfor X31

依據公式（4）可計算得出各個單因素指標測度矩陣，見公式（9），（10），（11），（12）

通過計算，也可得出各個指標的權重見下式：

依據公式（5）可計算得出單因素測度向量Rn，并得到多因素指標測度矩陣如下式：

同理可得出人員、機械、環境、管理4個因素的權重為：

結合公式（7）可計算得出評估對象的多因素指標測度向量為：

依據研究[3]，使得置信度α=0.6，根據公式（8）可得出：

通過前面的計算及公式（20）得到最終結果，判斷得出該通用航空公司安全運行保障能力水平為Ⅱ級安全，該公司的領導與專家成立評估小組，依據本年度實際作業運行情況，即：事故率、事故征候率等指標來評估該公司的安全運行保障能力水平，其結果為安全，這與模型計算所得結果較為符合。在對通用航空公司安全運行保障能力水平進行評估過程中發現，通航企業在安全管理、人員安全意識和教育培訓等方面做的很好，使得通用航空器在不斷增加的情況下，通航事故及事故征候數量在近幾年來依然較低，這與公司良好的安全運行保障能力水平分不開。但是所面臨的問題也較多，比如：通用航空器數量的增加，使得人員配比達不到要求，且航空器更新換代的速度較快，人員的技術水平不能得到及時提高，這增加了不安全事件發生的概率。

4 結論

（1）基于通用航空公司安全運行保障能力影響因素分析，構建通用航空公司安全運行保障能力水平的評估指標體系，結合通用航空公司實際運行情況，確定了安全運行保障能力水平為Ⅱ級。

（2）由于通用航空公司的運行易受到眾多不確定因素影響，運用未確知測度理論構建通用航空公司安全運行保障能力分析模型，通過計算得出安全運行保障能力的測度函數，確定了通用航空公司安全運行保障能力的單、多因素的指標測度向量，根據置信度的相關概念得出通用航空公司安全運行保障能力水平所處的等級。

（3）通過實例分析進行計算并得出最終結果與實際情況相符合，可以得出該模型方法簡單、可靠性和適用性較強，并且可以得出通用航空公司安全運行保障能力水平。