基于數據分析的民航安全管理體系影響因素

唐金環，楊 芳，盛 卓，徐家旺

(沈陽航空航天大學 經濟與管理學院，沈陽 110136)

在貿易自由化步伐加快、國際運輸市場逐步一體化的國際背景下，我國的民航運輸產業得到了迅猛發展,我國的航線密度和客流量日益增大,同時貿易和物流等行業也使我國民航里程得到空前提升[1]。在貿易、客流、物流等多因素的影響下，我國近年來的運輸總周轉量增長速度處于國際領先水平,這也使我國民航運輸在世界航空市場領域的地位不斷提升。但由于我國航線密度高、客流量大、運輸總周轉量高，我國民航的安全形勢復雜，此外人們航空安全意識逐漸提高，現行傳統安全管理方法具有局限性，在國際民航安全管理體系不斷完善的大背景下，健全民航安全管理體系是當前亟待解決的問題。

自20世紀90年代以來,已有學者對民航安全管理體系(SMS，Safety Management System)進行早期理論探索和實際應用，并形成了比較完善的理論體系[2-3]。在民航行業內，應建立企業安全文化，用企業文化帶動行業安全意識。Wiegmanm等[4]對航空行業安全文化的內涵、評估方法、安全文化、安全氣氛的區別進行了相關論述,為該領域的研究者與安全人員提供認知安全文化的平臺。程程等[5]通過社會網絡分析法分析了國內航空安全管理體系研究現狀，并提供了客觀定量的分析。安全管理系統與其他航空指標間具有緊密聯系。Li[6]找出了影響飛行安全的組織因素，并根據組織績效的差異確定組織因素可能存在的差異，為中國民航業安全研究提供了管理學啟示。Cacciabue等[7]認為在實際操作環境中引入安全管理系統(SMS)已成為飛行安全中的重要因素，并給出了直接實施風險評估過程的方法，以解決實際問題。Chen等[8]從航空專家和航空公司管理者的角度出發，編制了一個用于評價公司安全管理體系績效的SMS量表，還討論了該量表對實踐者和未來研究的啟示。Lee[9]認為安全風險管理在航空運輸中具有重要意義。綜合多種原理和方法，建立了航空安全風險因素定量評估模型，以提高安全風險管理系統的有效性。民用航空系統與企業結合需進行進一步改進。王清晨[10]以東航云南分公司安全管理體系為研究對象,對該系統進行了深入詳細的研究,系統介紹了云南分公司實施SMS的經驗并指出需要改進和注意的一些問題。Gerede[11]研究質量管理體系(QMS)和維修機構工作的SMS專家的看法，探討土耳其飛機維修組織實施SMS面臨的挑戰。民航安全受諸多因素影響，薛宇敬陽等[12]運用事故統計、案例分析、案例列舉方法對我國民用航空飛行事故中的不安全動作原因進行了統計,歸類分析了不安全動作發生的原因,并列舉其對其他事故致因的作用路徑,為民用航空企業糾正和控制不安全動作提供了應對策略。王永剛等[13]為了減少民航維修人員不安全行為,探討了組織因素對民航維修人員安全行為的影響機理。劉軍凱等[14]通過組合賦權法，計算著陸沖出跑道事故影響因素的權重大小,對防范著陸沖出跑道事故的發生以及改善民航安全現狀有一定的指導意義。周唯杰等[15]建立了多態貝葉斯網絡系統安全分析模型，實現了定性與定量相結合的民航安全分析。

綜上所述，我國在民航安全管理體系領域研究尚處于完善階段，綜合數據分析的方法給研究帶來了難度。本文在現有基礎上以我國民航安全管理體系為研究對象，將數據分析與風險管理相結合，運用SPSS、Excel數據分析軟件，從民航安全運行情況、民航事故、民航安全信息三個角度進行數據分析，根據分析結果指出我國民航安全管理體系長期存在的問題，并提出了改善和促進我國民航安全管理體系的對策和建議。

1 民航安全管理系統分析

民航安全生產系統主要由人員、設備、環境、管理和信息構成，在子系統中管理系統最具綜合性，在民航安全生產系統中，民航安全管理系統作用于人員、設備和環境子系統使其相互聯系，協調發揮作用,具有十分重要的全局性作用。因此在民航生產過程中，構建健全的民航安全管理系統是使整個民航系統達到安全生產總目標的必不可少的條件。

在民航生產系統中,由于各要素之間的特殊關系,要求民航安全管理系統對民航安全生產的各個要素進行全面的管理,在安全的基礎上對風險進行識別和分析評估，明確系統存在的風險,對事故進行預判及分析。從系統的功能結構來看,安全管理系統是保障民航生產系統正常運行的具有基礎和前提作用的關鍵性子系統。

1.1 安全管理系統核心要素

安全管理系統包括安全政策、風險管理、安全保證和安全促進，如圖1所示。各國民航在民航安全管理系統的建設上既有國際民用航空組織(ICAO)的統一要求，又有適應本國國情的不同作法。民航安全管理系統有其核心要素。我國結合實際確定了民航安全管理基本要素為組織子系統、法規子系統和監管子系統。

圖1 安全管理系統構成圖

1.2 安全管理系統實施原則

為實現提高系統安全性的目標，必須遵守以下安全管理系統實施原則：(1)安全目標與對策滿足運輸安全水平；(2)民航企業安全管理系統實施由上而下；(3)安全管理系統的實施全體參與；(4)安全管理系統每一環節采用“過程”方法；(5)安全管理工作突出系統性；(6)安全管理的持續改進；(7)深化安全管理變革；(8)民航部門相互合作原則。將安全管理實施系統原則作為安全管理系統實施的基礎。

1.3 安全管理系統實施過程

通常建立安全管理體系需要4個步驟：建立組織體系、建立安全管理系統文件體系、認證收集和整理安全信息、以及建立安全審核(內審、外審)與內部監察系統。在安全管理系統實施過程中需要保障民航系統安全有效運行，各部門之間必須進行相互配合，協調生產。安全管理系統過程順利實施使本組織可以通過風險評估，對潛在安全風險進行量化分析，開發風險控制方法和有效的風險管理，最大程度保障民航系統的安全性。

2 民航安全綜合數據分析

伴隨民航運輸業的快速發展，隨之而來的是逐漸上升的民航安全事故率和多類型的安全征候，同時也帶來了民航安全風險，這無疑對安全管理系統的構建造成了巨大挑戰。如何準確把握民航安全影響因素對構建完善的安全管理系統至關重要。

2.1 民航安全影響因素

影響民航安全的因素主要包括人為因素、設備因素和環境因素，其中人為因素包括機組人員、維修人員、空管人員和機場工作人員，人為因素的多變性是民航安全體系構建需要克服的關鍵影響因素。設備因素對民航安全產生直接影響，這種影響既有設計與制造的因素，又包括運行與控制的因素，設備的可靠性將直接影響民航生產安全。環境因素按照人為干涉可分為自然環境和人工環境。自然環境主要指與民航活動相關的天氣情況、地形情況等。人工環境主要指人為建造的機場，規劃的航線，通信條件等，兩種環境對民航安全體系的構建均具有不確定性。

(1)人為因素

人為因素也就是通常情況下的人因差錯，其實質是由人的個體原因使系統發生的非正常運作。一般情況下，人因差錯是違背設計初衷和操作規范的。在可靠性角度上，人因差錯是個體主觀改造客觀事物的過程中沒有達到預期，使整個系統非正常運行而產生故障的行為。人因差錯具有不確定性，受到多方面因素的影響人因差錯具有重復性、潛在性、突變性和頻繁性等特點。民航安全生產中人的因素主要體現在機組人員、維修人員、空管人員和機場工作人員等群體。

(2)設備因素

按功能可將民航設備系統分為兩類，一類直接用于民航生產運行，另一類保障民航生產安全。設備系統對民航安全生產的影響，既有設計、制造的因素，又有運行與控制的因素，設備的可靠性直接影響民航生產安全。近年來設備方面導致我國民航不安全事件的主要原因依次表現為:飛機故障、飛機結構腐蝕、飛機疲勞損壞和飛機零部件質量問題。

(3)環境因素

環境因素根據人為干涉分類可分為自然環境和人工環境，自然環境主要指與民航活動相關的天氣情況、地形情況等,而天氣情況受所在地區的地形影響。人工環境主要指人為建造的機場、規劃的航線、通信條件等。通過運行環境分類可分為社會、行業、企業環境。社會環境包括國家和地區的政治、經濟環境對民航業發展和生產的影響。行業和企業環境因素主要包括管理體制、規章制度、經濟運行、行業和企業文化建設等。

2.2 民航安全綜合數據收集

本文通過引用相關統計年鑒數據及參考民航安全相關文獻，對2018年1～6月我國民航安全信息數據進行整合及分析。數據來源于民航資源網，總結了影響我國民航安全的各大主要因素，通過SPSS、Excel數據軟件構建數據模型，進一步研究民航安全影響因素。

2.3 民用航空安全運行情況分析

對統計數據中民航事業單位進行民航飛行小時排名，得到民航飛行小時排名前十位的運營單位，如表1所示。統計發現，中國民用航空飛行學院以145 415飛行時長、223 119起降架次位于飛行排行首位，但通過對比，西安航空基地企勝通用航空有限公司表現出了較高的同比增長速度。相反地，海南航空學校有限責任公司與河北蔚藍國際航空學校股份有限公司出現同比下降的趨勢。在運營單位統計中，絕大多數航空事業單位的飛行小時及起降架次均呈現同比快速增長的趨勢，僅有個別單位呈現同比下降的情況。

表1 2018年1～6月民航飛行小時排名前十位的運營單位統計

2.4 民用航空事故分析

通過對民用航空公司責任事故征候和征候原因的分析發現，民用航空業的交通事故、民用飛機的地面事故和重大民用飛機事故均為零，民用航空一般飛行事故和民用航空較大飛行事故各發生一起。在運行類別事故征候方面，相對于民用航空類，運輸航空類發生事故的頻率更高。而按照嚴重程度事故征候分析，發生事故多為一般事故，嚴重事故發生概率較低。在所有事故中，惡劣天氣是事故的主要致因，管理問題導致事故的概率最低。

表2 2018年1～6月我國民用航空公司責任事故征候

航空運營中影響民航安全的因素種類較多，個別影響因素之間存在關聯性，如表3所示，對航空安全影響因素進行相關性分析發現，對于大部分影響因素來說Ri<0.2，具有較弱的相關性。僅有管理因素與空管因素之間存在0.7>Ri>0.4，兩者關系緊密。分析影響因素之間的顯著性則發現普遍存在Pi<0.05。在統計學意義上，航空安全影響因素之間相關性較弱，且這種較弱的相關性可能是偶然因素引起，并不具有統計學意義。因此本文在探討航空安全影響因素中不考慮影響因素之間的相關性問題。

表3 民航安全影響因素相關性分析

續表3

圖2 2018年1～6月事故征候原因組成

2.5 民用航空安全信息分析

航空安全信息分析通常包括安全指標分析和安全風險分析，安全指標分析包括民用航空事故萬架次率分析、民用航空死亡事故萬架次率分析、民用航空事故征候萬架次率分析和民用航空一般事件分析。安全風險分析包括安全風險指數與趨勢指數分析、不同事件類型安全風險分析、不同事件原因安全風險分析。在分析中采用對比分析法、交叉分析法作為對民用航空安全信息數據分析的方法。

(1)安全指標分析

(a)民用航空事故萬架次率

由圖3可知，2009-2018年期間，民用航空萬架次數大致呈上升趨勢，民用航空事故架次率在3年到10年里逐年上升，2018年民用航空事故萬架次率明顯高于之前年度。短時間內民用航空事故萬架次率具有季節性，但長時間觀察發現民用航空事故架次率呈現小幅波動的平穩增長態勢。

圖3 民用航空事故萬架次率

(b)民用航空死亡事故萬架次率

根據圖4可知，2009-2018年期間，隨著民用航空萬架次增長，飛行事故的平均死亡人數在3年到10年里逐年上升，民用航空死亡事故萬架次率波動幅度較大，2018年民航死亡事故發生率與近三年、近十年平均水平相比略高。對比十年前，民航死亡事故率水平相對較高。航空安全危機問題愈加嚴重，如何建立民航安全體系控制民航死亡事故對航空安全至關重要。

圖4 民用航空死亡事故萬架次率

(c)民用航空事故征候萬架次率

由圖5可知，2018年1～6月，民用航空事故征候萬架次率雖有短暫增長，但整體保持逐月降低趨勢，并在1月和4月分別達到峰值和谷值。民用航空事故征候萬架次率分別對比2017年和2010-2014年，同期指標值明顯偏高，對比2016年同期指標值，總體呈現偏高狀態。民用航空事故征候萬架次率總體水平處于偏高位置。

圖5 民用航空事故征候萬架次率按月累計指標值

圖6為2018年1～6月民用航空事故征候按照類型、原因交叉分析圖。由圖可知在2018年上半年，機組因素最易導致飛行事故，民用航空事故共發生9起，是2018年上半年發生事故最多的類型，同比2017年增加了5起，由于其他原因和飛機沖出跑道占比將近一半。其次機械原因也容易導致飛行事故，航空事故的類型主要有飛機沖出跑道、航空器撞障礙物，且各發生1起，同比2017年事故總數減少，外載荷相關事件并未發生。有關地面保障原因并未發生事故，天氣意外導致的民用航空事故較少，發生事故2起，同比2017年增加1起，其他原因和責任待定事故各發生1起。應注意降低機組因素、機械因素和天氣意外對民用航空安全的影響。

圖6 2018年1～6月民用航空事故及事故征候按原因/類型交叉同比分析

(d)民用航空一般事件分析

由圖7可知，針對民航不安全時間分析，對比2015-2017年1～6月，2018年1～6月民航一般事件數量大幅上升，一般事件數量高達436，且增長的幅度具有季節性，在1月和5月達到數量最高值43。

圖7 2018年1～6月民航不安全事件數量按月同比分析

由圖8可知，2018年1～6月內占一般事件中比例最高的是機械原因一般事件，分布在1月和5月，占比達到37.29%，最高峰時高達18起。事件的高峰在4月和6月，均來自機械因素，各發生了13起機組原因一般事件。天氣意外原因發生民航事件的高峰在1月份，其中，由于季節性導致的不良天氣將會對民航航空安全產生很大影響，累計發生8起。航空事業單位應通過人為增加維修力度投入來控制機械和機組對民航航空安全的不良影響。

圖8 2018年1～6月各月民航一般事件按照原因占比分析

(2)安全風險分析

(a)安全風險指數與趨勢指數分析

根據圖9，2011-2018年安全風險指數與風險趨勢指數呈現大幅波動趨勢，2018年1～6月民用航空安全水平總體達到近年最高。安全風險趨勢指數顯示2018年1～6月民用航空安全風險水平上升，應迅速采取措施進行風險控制管理。

圖9 2011-2018年1～6月民用航空安全風險指數與趨勢指數對比分析

(b)不同事件類型安全風險分析

根據圖10對2018年1～6月民用航空安全風險進行分析。

圖10 2018年1～6月我國民航安全風險指數按類型二維分析

A區的事件嚴重度和風險總值較高。在外載荷相關事件類型中，一般事故征候3起(4月23日AS332L直升機外掛吊桶脫落；5月14日AS332L直升機發生吊桶脫落；5月17日Ka-32飛機導致一段高壓線組受損)。在可控飛行撞地/障礙物類型中，較大飛行事故1起(6月16日AS350B3飛機途中墜毀)，一般飛行事故1起(6月2日EC120飛機墜毀)，未定1起，一般事件3起。在沖/偏出跑道類型中，一般事故征候3起(2月26日塞斯納172飛機偏出跑道接地側翻；5月20日G200飛機偏出跑道；6月28日AT-504飛機偏出跑道螺旋槳受損)，一般事件5起。

B區的事件風險總值較高，但平均嚴重度不高的事件類型有：系統失效/故障/卡阻類型一般事故征候1起，一般事件29起；其他類型一般事故征候2起，一般事件13起。

C區的事件平均嚴重度較高，風險總值不高，這代表事件發生的數量雖然不多，但比較嚴重。未放起落架或部分起落架著陸類型中，一般事故征候1起(5月10日DA-42飛機未放起落架著陸事件)。該事故風險總值不高，但該類型事件具有量少但事故嚴重的特點，因此需總結該類事件規律，采取措施降低該類安全風險。

(c)不同事件原因安全風險分析

計算航空綜合事件，根據不同分類計算總安全風險和平均風險，繪制出反映不同原因的二維安全風險圖，并對圖11進行分析。

圖11 2018年1～6月我國民航安全風險指數按原因二維分析圖

A區事件機組原因風險總值與平均嚴重度都較高，根據機組人員安全因素對安全風險特性進行研究，統計發現，2018年1～6月民航機組原因造成的可控飛行撞地/障礙物安全風險較高，占78.90%，發生較大飛行事故1起(6月16日AS350B3飛機墜毀)，一般飛行事故1起(6月2日EC120飛機墜毀)，未定1起，一般事件1起。民航機組原因造成的沖/偏出跑道事件占總風險的4.99%，一般事故征候2起(2月26塞斯納172飛機偏出跑道接地側翻；6月28日AT-504飛機執偏出跑道螺旋槳受損)，一般事件5起。

處于D區的事件發生原因包括機械原因、地面保障原因、天氣意外原因、機務原因、空管原因、軍方原因和“其他”。

3 安全風險預警

根據對民航安全綜合數據的全面分析，民航安全面臨的壓力愈加嚴重，如何在民航快速發展的背景下降低民航安全事故是當前的主要任務，民航安全影響因素與民航安全事故關系緊密，季節性安全風險預警將會削弱民航安全影響因素對民用航空安全的影響，進而更有利于民航安全管理體系的完善。

7月和8月是民航的成批生產時期，也是發生雷暴和持續不斷臺風的季節，此階段，安全風險指數達到峰值，發生嚴重的不安全事故的可能性更高。航空公司要作好準備防止發生沖偏出跑道、重著陸等事件發生。加強訓練，防止鳥鳴、風切變、閃電和顛簸，提高機組人員的基本飛行技能;同時，飛機維修和監測需要加強投入力量，以防止嚴重的機械故障，以此來保障飛行的安全性；對于空管部門來說，應特別注意復雜天氣狀況觀察和預測兩個方面以及管理它們的標準;機場應該在防止洪水和防雷設施方面發揮作用，需要加強對大型飛機制動裝置的處理。在機場和運輸等領域，為了確保飛機的安全和準備著陸，強烈建議改進航空公司與機場之間的飛行準備協議，以確保在惡劣天氣下飛行順利。

9月和10月將由秋季向冬季過渡，部分地區出現低云低能見度天氣，且次數頻繁，早晚溫差大。

11月和12月是民航生產淡季。在寒冷惡劣天氣條件下，需要防止冰凍和冰塊以及作好安全生產各類工作，如相關設備、維修和儲存材料，增強和提高運營能力等，提供安全工作以保障冬季安全運行。

4 存在問題與相關建議

4.1 民航安全管理體系存在的問題

民航飛行能保持較高安全水平在一定程度上依賴于現有民航安全管理體系的不斷改革和創新。改革的目的性和動力機制的先進性使我國現有體系在整體上優于改革前體系。雖然我國民航安全管理體系取得一些成果，但現行的安全管理仍存在一定問題，還需要在以下幾方面進行深化改革與完善：(1)改革措施在推進中未能完全實施；(2)國家、地區和省市監管局之間的監管責任劃分不夠清晰；(3)實施機場屬地化改革中各利益集團博弈使問題復雜化；(4)規范航空運輸的市場準入和競爭規則還需進一步完善；(4)空中交通管制一體化改革實質性進展緩慢；(5)空中警察隊伍建設面臨諸多實際問題。

4.2 相關建議

目前，民航安全管理機制仍需進一步完善，我國民航安全管理系統處于起步階段，民航單位借鑒了國外的民航安全管理經驗，但仍需進一步調整和完善。

(1)健全安全管理機制

在安全工作中，注意改進安全管理系統工作場所安全責任。合理確定民航企業的安全管理機制，包括執行和維護風險管理系統、內部審查和執行等。

(2)完善風險管理流程

安全管理系統的核心是風險管理。在民航領域，與美國等發達國家對比，我國風險管理理論相對滯后，主要由于風險管理流程不完善。因此，將風險管理流程合理應用于航空系統安全流程中是風險管理中至關重要的一環。

(3)加快民航安全管理的信息化建設

需要加快民航業信息化建設。首先，民航管理局必須確保民航安全保障規范，使民用航空部門有權處理安全信息。其次，完善員工安全信息報告系統。最后，加強國內航空公司有關專家的培訓。

(4)加強安全文化建設

結合實際經驗,民航安全管理依賴民航企業安全文化體系的建設高效安全關鍵在于民航企業員工安全行為是否受安全文化引導,同時,航空企業安全文化是安全系統能否有效發揮作用的重要因素。因此，當中國民航安全管理系統建立時，應特別注重加強安全文化建設。

5 結論

本文針對我國民航安全管理體系，將數據分析與風險管理方法相結合，對我國民航安全綜合信息的統計數據進行整合分析。從民航安全運行情況、民航事故、民航安全信息3個角度進行數據分析，探索了我國民航安全領域幾年的發展趨勢。研究發現，隨著民航快速發展，民航安全事故呈現出增長態勢，影響民航安全的諸多因素具有不確定性。研究表明，我國民航安全管理體系還需要在深化改革中繼續完善，并解決當前亟需解決的問題，分別包括健全安全管理機制、完善風險管理流程、加快民航安全管理的信息化建設。在風險管理流程完善的情況下將事故概率降到最低，在信息化建設全面的條件下使民航安全管理系統在多方位協同作業下保證民航安全，在良好的安全文化氛圍下運作民航安全管理系統。實現高質量管理水平的艱巨任務，我國民航還需以優化系統功能為目標，進一步完善安全管理系統。