高原機場運行安全風險探討及相關建議

賀濤

摘 要：我國地域廣闊，地貌形態(tài)豐富，海拔1 500米以上的高原地區(qū)占全國總面積的1/3，青藏高原地區(qū)的平均海拔超過4 000米。為解決高原地區(qū)人民的出行問題，我國的高原機場數(shù)量及航線數(shù)量都有大幅增加。高原地區(qū)復雜的地形條件及獨特的氣候條件，使得該地區(qū)成為航空運輸運行環(huán)境最為惡劣的地區(qū)。如何規(guī)避高原機場運行安全風險，成為當前我國航空領域最為關注的問題。基于此，文章分析了高原機場運行安全風險及相關建議，第一部分闡述了高原機場的相關特點;第二部分分析了當前高原機場運行中存在的安全風險;第三部分提出了解決風險的相關建議。希望通過上述研究，為當前高原機場的運行安全提供幫助。

關鍵詞：高原機場;運行;安全風險

中圖分類號：V351.11 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2022）04-00-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.002

隨著我國現(xiàn)代社會的進步發(fā)展及人們物質生活水平的不斷提高，人們的出行需求也顯著增加。高原地區(qū)機場建設能夠改善邊遠地區(qū)落后的交通面貌，在促進當?shù)厣鐣洕l(fā)展進步的同時，改善了人們的生活條件。但是，高原機場的獨特性也給其安全運行帶來了一定的風險。為促進我國高原機場的更高水平發(fā)展，必須重視其安全風險，并采取相應的解決對策，全面保障高原機場的運行安全。

1 高原機場概述

高原機場分為高原機場和高高原機場兩類，中國民航局將海拔高于1 524米（5 000英尺）的機場定義為高原機場。其中，機場標高1 524米（含）～2 438米（8 000英尺）的機場為一般高原機場，2 438米（含）以上的機場為高高原機場。由于海拔高度較高，再加上當?shù)氐匦螐碗s、空氣密度和大氣壓力小，太陽輻射和向陽、背陰地區(qū)受熱不均勻等，導致高原機場各有特點。

在高原機場運行中，飛機的起飛距離及著陸距離比普通機場更長一些，主要是因為高原環(huán)境下飛機的真空速度比平原環(huán)境快得多，飛機在起飛時的發(fā)動機推力比較小。

受高原機場環(huán)境影響，飛機在空中加速、減速所需距離增長且轉彎半徑增大，主要是因為高原機場發(fā)動機推力減小，空氣動力變差，降低了飛機的機動能力，導致飛機的爬升和越障能力也變得更差。

高原機場經常出現(xiàn)大風，風向、風速變化劇烈的情況，導致飛機起飛的時候經常遇到亂流、顛簸和風切變。這主要是因為高原機場海拔較高，受到高空風力的影響，使得接近地面的空氣因太陽照射導致向陽和背陰處的受熱不均勻，地形會對風產生阻擋、加速作用。

高原環(huán)境下對航班的正常性影響較大，這主要是因為高原機場晝夜溫差大，氣象復雜多變，有明顯的時間差異，再加上地域性和局部性特征，影響飛機航班的正常性。

高原機場可用的機動空域和機動高度很少，飛機空中調配較為困難，部分高原機場要編制專門的起飛一發(fā)失效應急程序，其導航設施設置困難，導致飛機起降、復飛操作難度大。

高原運行中，無線電波容易受到地形的遮蔽和反射等影響，導致地面通信不穩(wěn)定[1]。

高高原航路一臺發(fā)動機失效或航路釋壓時，飛行人員必須嚴格執(zhí)行飄降釋壓越障程序，確保飛機滿足超越地形障礙物和氧氣供應的要求，就近飛往可使用備降機場或繼續(xù)飛往目的地機場。由此可見，高原機場比較復雜，飛行難度較高，運行安全風險較多。

2 高原機場運行風險分析

2.1 環(huán)境因素

環(huán)境因素是影響高原機場安全運行的關鍵因素，包括以下幾個方面：

一是復雜的地形環(huán)境。在高原地區(qū)建設機場時，必須因地制宜，但是，受到地形影響，部分機場的跑道兩端存在傾斜坡度（如攀枝花機場），容易造成目視錯覺[2]。此外，地面導航臺工作范圍也受到了一定的限制，有限作用距離比較短，通信信號受到地形的遮蔽，導致飛行區(qū)的工作受到一定影響。

二是多變的氣象條件。高原地區(qū)因海拔較高，向陽、背陰方向地表受熱不均勻，地形熱力效應差異顯著，大氣對流強烈，因此氣象條件的變化比較劇烈，給機場運行造成威脅。

首先是風，高空風和地面風會影響高原機場環(huán)境，尤其是經常出現(xiàn)高空對流天氣，大氣環(huán)流和天氣系統(tǒng)對于地面風的影響非常大，山區(qū)地理環(huán)境會影響風的形成，機場附近區(qū)域內順風和側風的強度容易超過運行標準，影響飛機起飛和著陸。

其次是云，高原地區(qū)主要的云系有卷云與波狀云，云的種類主要有積雨云、層積云、碎雨云。高原機場通常水汽比較多，如果遇到降雨，氣溫不斷升高時低云慢慢抬升，影響機場周邊的能見度，影響飛機的起飛和降落。

最后是雷暴，雷暴天氣受到季節(jié)的影響較大，尤其是夏季比較頻繁，經常出現(xiàn)在下午和傍晚，危害比較大，發(fā)展十分迅速、強度大。一旦遇到雷暴天氣，高原機場的運轉也基本停滯。

三是飛行程序比較復雜。飛行程序主要是受到高原地區(qū)復雜的環(huán)境影響而制定的，部分程序（如RNP程序）的運行標準對能見度、云高等要求很高，如果沒有按照相關要求操作，會帶來較大的安全問題。

四是鳥類活動影響飛行安全。一直以來，飛行區(qū)內的草、昆蟲、水源都是機場周邊區(qū)域鳥類的重要食物來源。高原地區(qū)太陽輻射強烈，日照豐富，蒸發(fā)量大，降水量小且集中，風大沙多。機場周圍為典型的荒漠化草原，對鳥類有較大的吸引力[3]。

2.2 人為因素

人為因素主要包括以下幾個方面：

一是飛行人員經驗不足、技術欠缺。在高原機場環(huán)境下，飛行員駕駛飛機遇到的情形更為復雜，包括復雜的地形及多變的氣候環(huán)境。惡劣環(huán)境往往讓飛行人員產生一定的畏懼心理，在經驗不足的情況下極易導致安全問題的發(fā)生。尤其是當前高原航線數(shù)量增加，飛行人員招募數(shù)量隨之增加，飛行隊伍更加年輕化，其飛行經驗不足，在技術上也比較欠缺，甚至飛行人員每次飛行都會遇到不同情況，如果缺乏適應能力及應對突發(fā)事件的處理能力，會威脅飛行安全。

二是飛行人員在飛行中易出現(xiàn)感知差錯。由于高原機場大多地處山谷、山腰中，凈空條件比較差，機組特別容易產生感知差錯，例如失去情景意識，對機場和周圍地形環(huán)境、氣象條件感知不足等。這些問題的存在影響機組對航空器與跑道的正確判斷、障礙物之間的相對位置，還會對風、云、雨等氣象要素對近著陸的影響程度估計不足，無法第一時間作出正確判斷，甚至造成較為嚴重的后果[4]。

三是飛行人員身心狀態(tài)不佳。主要是因為高原環(huán)境下含氧量并不高，再加上氣壓低、溫度低，使不能適應環(huán)境的飛行人員的主觀感知意識、判斷能力、警覺性等受到影響。高原機場的運行復雜性會增加機組的心理壓力，容易導致機組情緒激動，埋下潛在隱患。

2.3 管理因素

管理因素與人為因素類似，主要是管理不當導致的，因此具有明顯的可控性特征，但這一因素極易被人們忽視。在高原機場運行中，相關管理工作關系到地面運行的流程性與飛行運行的安全性。加大管理力度是保障高原機場安全運行的重要內容，多方面原因導致高原機場管理工作存在諸多漏洞，導致高原機場運行安全風險。

3 解決高原機場安全運行風險的建議

3.1 做好高原機場選址

高原地區(qū)大多山高路險、氣候惡劣、人車無法到達，高原機場比較特殊，為保證運行安全，要做好高原機場的選址工作。在選址研究中，要充分考慮建設區(qū)域的地形地質條件，采用綜合技術論證選址工作。例如，采用航空測量、無人機航測和人工采點測量結合的方式，準確測繪建設區(qū)域的地形，或者在植被比較茂密的地方采用三維激光掃描方式測繪[5]。還可以利用遙感圖像和工程勘探，探測暗藏在地下的隱伏斷裂、暗河、巖溶管道及一些其他的活動性斷裂等地質、構造情況和災害情況。通過上述技術的應用，能夠全面且準確地完成對建設區(qū)域地形的測繪、凈空測量等，并綜合評估當?shù)氐牡刭|構造對高原機場建設的影響，最終科學確定機場的選址。

機場選址要考慮兩個方面。一方面，要考慮氣象條件。由于高原地區(qū)本身氣候變化比較劇烈，為了確保機場的安全，要評估氣象條件對機場日后的安全飛行和效益產生的影響，要避開強風、對流、雷暴、冰雹等特殊氣候頻發(fā)區(qū)域。這時可以通過設置臨時氣象觀測站的方式統(tǒng)計氣象資料，確保獲得準確的信息資料，為機場建設提供參考。另一方面，要考慮高海拔影響跑道長度。高原地區(qū)空氣稀薄，空氣密度低，飛機離地，達到相同升力需要更大速度（真空速），表現(xiàn)在需要更長的滑跑距離。同時，發(fā)動機的推力降低，起飛滑跑加速度減小，滑跑、起飛距離增加。制動時，空氣密度降低，飛機動能大，飛機停下來需要更長的距離。這些都增加了飛機起飛距離、滑跑距離和中斷起飛距離，也要相應地增加跑道長度。

據(jù)分析，通常機場標高每增加300米，跑道長度要增加7%。因此，在海拔100米、使用800米的跑道起降，同樣的氣象條件，到了海拔3 000米的高海拔機場，跑道要延長至1 400米以上。結合高原地區(qū)的環(huán)境條件，跑道長度需要更多冗余，才能保證安全運行[6]。

3.2 加強對高原航空氣象特征的研究

氣象變化對高原機場的運行安全具有直接影響，當前的高原環(huán)境由于受到地形和太陽輻射的影響，一天的不同時段會出現(xiàn)低云、淺霧、顛簸、雷暴和大風等多種天氣現(xiàn)象，亂流或風切變出現(xiàn)的頻率比較高，各種天氣現(xiàn)象的產生和強度變化較快，難以及時準確預報，給高原機場的運行帶來很多不確定因素。

為確保正常、安全運行，要加強對高原航空氣象特征的研究工作。因此，要重視對特殊天氣的觀測、報告（側風、低能見度、低云和雷暴等）和氣象警報服務工作，可以通過手機或者小冊子的形式，為航空公司及航空氣象用戶提供航空氣候概要表。要綜合利用常規(guī)的天氣分析預報資料、航空氣候資料、衛(wèi)星氣象云圖分析資料和本場的氣象資料，建立必要的高原天氣分析預報工具，并列舉各個季節(jié)不利于航空飛行和有利于航空飛行的氣候規(guī)律和時間，全面提高高原機場的運行質量。

高原機場氣象觀測站應與國家氣象部門及科研研究院加強技術合作交流，加強對高原天氣的理論研究工作。在此基礎上建立起適合高原機場天氣預報的模型及預報工作，完善高原機場的預報準確流程，確保高原機場的飛行安全，更好地保障機場的經濟效益。

遷徙季節(jié)來臨前，高原機場提前做好工作計劃，合理利用航前及航班運行期間做好高原機場“驅鳥”工作，做到全面開展飛行區(qū)“驅鳥”工作，加強了對飛行區(qū)草蒿和蟲鳥危害的控制。同時，在飛行區(qū)跑道、滑行道、環(huán)場路周邊排水溝上鋪設繩網，減少鳥類食物來源，降低了鳥類進入機場區(qū)域覓食的概率。

3.3 強化飛行訓練，加強機組資源管理

高原機場的客觀條件對安全影響較大，但是客觀因素難以改變的情況下必須重視主觀因素的強化，不斷強化飛行訓練，確保飛行人員在遇到突發(fā)事件時以扎實的操作技術和過硬的心理素質應對。航空公司應甄選飛行作風優(yōu)良、技術過硬的飛行員進行高原特殊資格訓練，并建立完善的高原運行資格準入及退出機制。

在訓練中，一方面，要針對高原機場的特點有側重地進行基礎技術訓練;另一方面，要注重對飛行員氣象感知判斷能力的訓練，尤其是判斷大霧、雨雪對著陸安全的影響程度的能力，提高機組抗壓能力。例如，模擬真實高壓狀況，逐步改善高壓下機組的處置決策能力。

此外，要加強機組資源管理工作，派遣時要綜合考慮機組成員的整體技術狀況、近期運行經歷、心理素質、飛行經驗、身體狀況和飛行作風等因素，做好機組搭配，為高原機場的運行安全提供堅實保障[7]。

3.4 編制飛機高原維護保障規(guī)范

編制飛機高原維護保障規(guī)范，對維護高原機場的運行安全具有十分重要的作用。

一是關注飛機系統(tǒng)方面，做好系統(tǒng)維護保養(yǎng)工作，在飛機的檢查工作中要注重輪胎磨損標準、剎車溫度報告、APU滑油量、氧氣系統(tǒng)壓力值、氣象雷達等各個方面的維護。

二是關注發(fā)動機方面，需對執(zhí)行高原機場飛行任務的發(fā)動機建立可靠性監(jiān)控檔案，在日常運行中要加強對發(fā)動機的監(jiān)控工作，更好地分析發(fā)動機的性能狀況，保持良好的工作狀態(tài)。

三是重視定期維護工作，嚴格按照相關的維護保養(yǎng)流程操作，確保飛機整機狀態(tài)良好。在一般運行要求的基礎上，制定高原特殊運行政策和程序，保證飛機的特殊適航要求、維修和放行的標準、性能的限制和通信要求，全面提高飛機運行的安全性。

4 結語

隨著我國社會經濟的高速發(fā)展，高原機場及高原航線數(shù)量越來越多，高原機場的運行風險不斷升高。為保障人們的出行安全，要重視對高原機場運行安全風險的研究工作，充分掌握高原機場運行中存在的風險問題，采取針對性措施，更好地保障我國航空運輸行業(yè)的安全、健康、穩(wěn)定及可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1] 張秉海.高高原機場運行安全保障能力評估[D].德陽：中國民用航空飛行學院，2019.

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[3] 王萌，方學東，陳驚宇，等.高原機場道面凍融破壞機理與對策[J].環(huán)球市場信息導報，2017（22）：123-124.

[4] 李婷.影響高高原放行氣象因素分析[J].中國科技信息，2020（21）：23-24.

[5] 黎子權.高原機場的安全運行研究[J].科技風，2015（17）：73.

[6] 張雨宏.高原機場空管運行和保障探討[J].中國航務周刊，2020（53）：54-55.

[7] 王永剛，張宇，秦懷宇，等.基于系統(tǒng)動力學的機場安全運行保障能力模型及發(fā)展決策研究[J].安全與環(huán)境學報，2016（4）：210-215.