南寧吳圩機場跑道侵入風險評估與研究

梁宇暉

摘 要：文章將兩種風險評估方法融入跑道入侵風險管理中，首先通過傳統的模糊矩陣評判法對南寧吳圩國際機場跑道侵入因素及危險源進行評估，初步得出結論后，再運用層次分析法來進行定量分析，進一步驗證及量化各因素一致性與風險，得出各因素相對跑道入侵風險權重，從而有針對性地采取措施進行風險管控，以達到風險管理的目的。

關鍵詞：跑道侵入;危險源;風險評估;層次分析法;權重

中圖分類號：TP3;X95 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2020）11-045-04

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2020.11.022

1 探討吳圩機場跑道侵入風險的背景和意義

南寧市作為廣西壯族自治區的首府，也是大西南連接東盟各國的交通要道。同時，從2004年起，每年都在南寧舉辦中國—東盟博覽會及中國—東盟商務與投資峰會，可見南寧的影響力正在不斷增大。南寧吳圩國際機場在廣西的空中交通運輸中舉足輕重。目前，南寧吳圩國際機場為單跑道運行模式，跑道長3 200m，寬45m，除05/23號入口外有3個快速脫離道口，2個中間聯絡道。日起降架次最高達到375架次左右，且高峰時段集中性體現明顯。但在偶然情況下，機場道面上各環節都有可能會出錯，如機組對道面不熟悉或情景缺失，通話使用語不標準產生歧義，或者管制員“錯、忘、漏”現象等都可能導致跑道侵入，嚴重影響機場跑道的安全運行。因此，吳圩機場的跑道侵入問題不容忽視，對跑道侵入因素及風險源進行分析，評估跑道侵入的風險，在此基礎上采取有效措施，科學控制風險，防止跑道侵入事件的發生尤為重要。

2 跑道侵入風險評估

2.1 風險評估的定性分析及南寧機場跑道侵入風險評估

目前，空管界對風險評估比較常用的是模糊矩陣評判方法，對人、機、環、管四個方面進行評估，這種定性分析做法是將風險劃分為不可接受、緩解后可接受和可接受三個等級，通過建立嚴重程度和可能程度比對來判別風險等級。

2.1.1 危險源導致后果的嚴重性

對危險源導致后果的嚴重性的預測和估計，按量值分為5個檔次：“災難性”的量值為9，“重大”的量值為7，“嚴重”的量值為5，“輕微”的量值為3，“可忽略”的量值為1。

2.1.2 危險源導致后果的可能性

按可能性等級進行劃分：“頻繁”參考值為9，“經常”參考值為7，“偶爾”參考值為5，“極少”參考值為3，“不大可能”參考值為1。

2.1.3 風險評估流程

風險值=可能性×嚴重性

將各危險源導致后果的可能性和該后果的嚴重性的預測估計值相乘（按上面公式），即可得出其風險值。

按風險值的大小將風險的接受程度劃為以下三個等級，如表1所示。

不可接受的風險。需立即采取風險緩解措施，直至風險消除或至少降低到需緩解等級后，才能進行生產運行。

需緩解的風險。采取進一步措施，降低風險，確保生產運行在限制條件下進行。

可接受的風險。沒必要采取進一步措施，除非進一步降低風險不需要花費較大資源。

將風險值對照風險等級劃分標準，如表1所示，判定該風險的可接受程度，即該危險源是“可接受”、“需緩解后接受”或“不可接受”等。

2.1.4 用定性分析法評估吳圩機場跑道侵入風險

選擇5位專家組成（5～15人為宜）安全評估小組，用以上風險值評估方法對南寧吳圩國際機場當前跑道侵入風險進行評估（注：民航廣西空管分局是南寧管制區域的管制部門，每年均對南寧吳圩國際機場跑道侵入風險進行評估，以下是以過去某段時間部分數據為例進行評估）。

安全評估小組的5位專家，對造成跑道侵入的風險因素的可能性和嚴重性進行獨立評估，如表2所示。

確定跑道侵入的風險值：

跑道侵入的風險值=4.18（可能性）×5.30（嚴重性）=22.15

南寧吳圩國際機場跑道侵入風險評估結果：

將風險值對照風險可接受標準進行評估，評估結果為：風險緩解后接受，但需采取進一步措施，降低風險，確保生產運行在限制條件下進行。

2.2 跑道侵入風險評估的定量分析及風險因素綜合權重

2.2.1 風險評估定量分析的必要性

對以上南寧吳圩國際機場跑道侵入定性的風險評估：緩解后接受，需采取進一步措施，降低風險。對風險管理上來講還遠遠不夠，還需要對跑道侵入的風險因素作進一步的比對，確定各風險因素對跑道侵入的風險綜合權重值，在模糊矩陣評判方法的基礎上，運用層次分析法來進行定量分析，進一步驗證及量化各因素一致性與風險值，以便有目的地采取進一步措施，降低風險。

2.2.2 跑道侵入風險評估的定量分析

根據表2的專家評估情況，采用模糊矩陣評判法，可計算出“人、機、環、管”4大因素風險值：人的因素風險值=16.32、機器與設備因素風險值=19.41、環境因素風險值=39.68、管理因素風險值=17.28。

各具體因素風險值如下：

管制員工作狀態風險值=17.28;管制員特情處理能力風險值=13.44;VHF設備狀態風險值=20.80;雷達終端狀態風險值=20.80;內話系統狀態風險值=16.64;機場跑道維護風險值=28.16;軍航活動情況風險值=51.20;管制員的安全教育風險值=15.36;機場運行管理風險值=19.20。

對所算出的風險值，進一步運用層次分析法對南寧吳圩機場的風險源進行深度評估，首先建立風險研究模型將吳圩機場跑道侵入各因素分層：目標層;中間層（實現總目標而采取的各種措施、必須考慮的準則等。也可稱策略層、約束層、準則層等）;最低層（用于解決問題的各種措施、方案等），將各種需要考慮的因素放在適當的層次內[1-2]，如表3所示。

構造判斷矩陣，比較第i個元素與第j個元素相對上一層某個因素的重要性時，使用數量化的相對權重aij來描述。設共有n個元素參與比較，則A=（aij）n×n稱為成對比較矩陣。

成對比較矩陣中，aij的取值按下述標度進行賦值。aij在1～9及其倒數中間取值。

aij=1，元素i與元素j對上一層次因素的重要性相同;

aij=3，元素i比元素j略重要;

aij=5，元素i比元素j重要;

aij=7，元素i比元素j重要得多;

aij=9，元素i比元素j極其重要;

aij=2n，n=1，2，3，4，元素i與j的重要性介于aij=2n-1與aij=2n+1之間;

aji=? ，n=1，2，...，9，當且僅當aji=n。

成對比較矩陣的特點：aji >0，aji=1，aji= （當i=j時，aji =1）。

對于南寧吳圩機場風險指標體系，評估考慮4個條件：人的因素x1，設備因素x2，環境因素x3，管理因素x4，得到成對比較矩陣如下：

A1=

a11=1，a12=1/5，a13=1/9，a14=1/3。其分別表示人的因素與人的因素重要性之比，人的因素與設備因素重要性之比，人的因素與環境因素重要性之比，人的因素與管理因素重要性之比。其重要性之比是根據數據：人的因素風險值=16.32、機器與設備因素風險值=19.41，環境因素風險值=39.68，管理因素風險值=17.28的大小予以確定的。

進一步驗證及量化各因素一致性，從理論上分析得到：如果A是完全一致的成對比較矩陣，應該有：

aijajk=aik

但實際上，在構造成對比較矩陣時，要求滿足上述眾多等式是不可能的。因此，退而要求成對比較矩陣有一定的一致性，即可以允許成對比較矩陣存在一定程度的不一致性[3]。

由分析可知，對于完全一致的成對比較矩陣，其絕對值最大的特征值等于該矩陣的維數。對成對比較矩陣的一致性要求，轉化為要求的絕對值最大的特征值和該矩陣的維數相差不大。

檢驗成對比較矩陣A一致性的步驟如下。

計算衡量一個成對比矩陣A（n>1階方陣）不一致程度的指標CI：

CI=

其中，λmax是矩陣A的最大特征值。

從有關資料查出，檢驗成對比較矩陣A一致性的標準RI：RI稱為平均隨機一致性指標，其只與矩陣階數有關，如表4所示。

按以下公式計算成對比較矩陣A的隨機一致性比率CR：

CR=

判斷方法如下：當CR<0.1時，判定成對比較矩陣A具有滿意的一致性，或其不一致程度是可以接受的;否則就調整成對比較矩陣A，直到達到滿意的一致性為止。判斷A1的一致性如下：

A1=

計算得到，λ（A1）=4.1707，CI==0.0569，查得RI=0.58：

CR=CI/RI=0.0569/0.58=0.0981<0.1

求A的特征值的方法，可以用MATLAB語句求A的特征值：〔Y，D〕=eig（A），Y為成對比較矩陣的特征值，D的列為相應特征向量。

這說明A不是一致陣，但A具有滿意的一致性，A的不一致程度是可接受的。

此時，A的最大特征值對應的特征向量為U=（0.0657，0.2913，0.9447，0.1354）。這個向量也是問題所需要的。通常要將該向量標準化：使得其各分量都大于零，各分量之和等于1。該特征向量標準化后變成U=（0.0457，0.2027，0.6574，0.0942）Z。經過標準化后，這個向量稱為權向量。這里，其反映了吳圩機場跑道侵入風險管理時，環境因素最重要，其次是設備因素，再次是管理因素，最后才是人的因素。各因素的相對重要性由權向量U的各分量所確定。

構造指標層相對于準則層的判斷矩陣：

B1=

經計算，B1的權向量如下：

ωx1（Y）=（0.5，0.5）z

B1為2階矩陣，具有一致性。

類似地，分別比較設備因素、環境因素、管理因素，得成判斷矩陣：

B2=

計算得到λ（B2）=3，CI==0，查得RI=0.9。

CR=CI/RI=0/0.58=0<0.1，具有一致性。

B3=，B4=

通過計算可知，相應的權向量為：

ωx2（Y）=（0.4286，0.4286，0.1429）z

ωx3（Y）=（0.8739，0.1261）z

ωx4（Y）=（0.25，0.75）z

其可分別視為各因素所得到的分數。經檢驗可知，B2，B3，B4，B5的不一致程度均可接受。

各個判斷矩陣的向量分量即為該層元素對上層元素影響的權重，再計算綜合權重，結果如表5所示。

從以上風險因素綜合權重表可知：其他空域用戶活動情況是影響跑道侵入安全最重要的一個風險因素，其次是VHF狀態因素以及雷達終端狀態因素，再次是機場跑道維護。

3 緩解吳圩機場跑道侵入風險的措施

3.1 建立協調會制度

民航廣西空管分局始終高度重視與其他空域用戶的航空協調工作，將協調配合工作納入重要工作日程。始終堅持一般問題現場協調，重大問題及時協調，對可能影響飛行安全的問題和矛盾早發現、早協調、早解決。近年來，在民航廣西空管分局的大力倡導和努力下，各方建立了協調會制度，還組織業務骨干先后到轄區某部開展宣講、交流座談活動[4]。

3.2 簽定保障協議，規范各方保障行為

為使空域用戶各方確定的協調保障措施能夠長期貫徹落實，明確各方在保障過程中的責任，民航廣西空管分局每年都組織多次協調會，與有關單位修訂并簽定有關協議。

3.3 加大硬件投入，加強溝通發揮合力

為解決飛行時各方的協調問題，空管分局在塔臺安裝了民航對空指揮通訊、導航、監視設備，這使分局管制人員與用戶各方相關人員能及時溝通，防止飛行沖突的發生。用戶各方在原有通信鏈路的基礎上，又互相安裝了小號電話，使通信更加方便。目前，各方除有直撥對方的直線電話以外，互撥小號也可直接與各有關單位聯絡，通信方式多樣靈活，達到及時溝通發揮合力，防止跑道侵入風險的目的。

參考文獻

[1] 郭金玉，張忠彬，孫慶云.層次分析法的研究與應用[J].中國安全科學學報，2008，18（5）：148-153.

[2] 李萍.房地產投資風險層次分析法指標體系的實證研究[J].現代商貿工業，2007，19（11）：55-56.

[3] 胡毓達，陸晉奎.關于判斷矩陣一致性的問題[J].數學研究與評論，1992，12（1）：112-116.

[4] 李瑜.跑道侵入的空管影響因素以及對策[J].空中交通管理，2011（4）：24-25.