杜紅兵　張慶慶

(中國民航大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院　天津 300300)

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民航飛行事故統(tǒng)計(jì)及原因分析*

杜紅兵張慶慶

(中國民航大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院天津 300300)

整理了2000—2014年間的370起飛行事故，參考CAST/ICAO通用分類小組(Common Taxonomy Team,CICTT)分類標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行事故類型劃分并統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示，失控類、跑道安全類、可控飛行類以及運(yùn)行失效類飛行事故起數(shù)占總飛行事故數(shù)量的75.6%，死亡人數(shù)占81.4%，確定為高風(fēng)險(xiǎn)事故類型。依據(jù)歷史數(shù)據(jù)，以失控類飛行事故為例進(jìn)行原因識(shí)別，并結(jié)合坐標(biāo)軸法對41起事故進(jìn)行原因分析，得出飛行控制錯(cuò)誤、暫時(shí)性失控、飛行管理錯(cuò)誤、發(fā)動(dòng)機(jī)失效和其他環(huán)境因素為影響失控類飛行事故的關(guān)鍵因素；暫時(shí)性失控、發(fā)動(dòng)機(jī)失效以及控制系統(tǒng)失效在航空器系統(tǒng)類中占50%以上，是該類別的三大關(guān)鍵因素；飛行控制錯(cuò)誤、飛行管理錯(cuò)誤為導(dǎo)致失控類飛行事故的常見人為因素。

飛行事故可控飛行事故類型劃分CICTT跑道安全

0　引言

飛行事故往往是災(zāi)難性的，提高民航安全并有效預(yù)防飛行事故，一直是民航業(yè)的核心問題?；陲w行事故的統(tǒng)計(jì)[1-2]和預(yù)測研究[3]，是民航業(yè)實(shí)施安全管理的有效方法。一直以來，歷史事故統(tǒng)計(jì)方法是民航飛行安全的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，如國際民航組織(ICAO)每年都對過去五年的飛行事故按地區(qū)分布、事故類型、飛行階段、服務(wù)類型以及發(fā)動(dòng)機(jī)類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[4]；英國民航局每五年左右對過去十年的飛行事故以及飛行事故率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對飛行事故分別按年份、飛行階段、飛行類型、事故發(fā)生地區(qū)、運(yùn)營人所在地區(qū)、航空器類型、機(jī)齡及航空器載重統(tǒng)計(jì)，飛行事故率按年份、飛行類型、運(yùn)營人所在地區(qū)、航空器類型及航空器載重進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[5]；中國民用航空局對過去一年或半年國內(nèi)所發(fā)生的不安全事件按類型、原因統(tǒng)計(jì)。通過事故統(tǒng)計(jì)分析不但可以進(jìn)行規(guī)律探尋、趨勢預(yù)測，也可以輔助構(gòu)建航空安全數(shù)據(jù)庫，從而確立更為客觀的事故調(diào)查程序、制定更為科學(xué)的人員培訓(xùn)計(jì)劃等。然而，現(xiàn)有的飛行事故統(tǒng)計(jì)很少對特定類型的飛行事故按原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。對于飛行事故歷史數(shù)據(jù)的應(yīng)用來說，事故發(fā)生原因及其規(guī)律探尋對事故預(yù)防具有重要意義。

本文整理2000—2014年間世界民航飛行事故，參考CICTT制定的民航不安全事件分類標(biāo)準(zhǔn)[6]，對數(shù)據(jù)進(jìn)行類別劃分、整理、分析，確定出高風(fēng)險(xiǎn)飛行事故類型，以歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)[7]，對失控類飛行事故進(jìn)行原因識(shí)別、分析，找出引發(fā)事故的關(guān)鍵因素，為事故預(yù)防措施的制定提供客觀依據(jù)。

1　數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要來自航空安全網(wǎng)(ASN)、美國國家運(yùn)輸安全委員會(huì)航空事故數(shù)據(jù)庫以及關(guān)注航空安全的奧地利《航空先驅(qū)報(bào)》，從中整理出民用商業(yè)運(yùn)輸不安全事件3 357起(不包括包機(jī)、公務(wù)機(jī))，其中飛行事故370起，死亡人數(shù)12 305人，具體數(shù)據(jù)如圖1所示。對所收集的90%以上的飛行事故，將根據(jù)事故調(diào)查報(bào)告、事故介紹進(jìn)行類型劃分、原因分析。

2　飛行事故統(tǒng)計(jì)分析

2.1統(tǒng)計(jì)分類標(biāo)準(zhǔn)

針對民航組織間、甚至是同一個(gè)民航機(jī)構(gòu)缺乏統(tǒng)一事故描述標(biāo)準(zhǔn)的問題，ICAO和商業(yè)航空安全小組共同特許設(shè)立了CICTT，CICTT包括來自航空公司、飛機(jī)制造商、發(fā)動(dòng)機(jī)制造商、飛行員協(xié)會(huì)、監(jiān)管當(dāng)局、運(yùn)輸安全委員會(huì)以及國際民航組織的專家，還有來自加拿大、歐盟、日本、美國的成員，ICAO及商業(yè)航空安全小組聯(lián)合擔(dān)任CICTT的代表，負(fù)責(zé)制定航空不安全事件報(bào)告系統(tǒng)中的通用分類和定義。統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)和定義將有利于提高安全信息和數(shù)據(jù)的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)安全信息共享，提高民航業(yè)應(yīng)對常見安全問題的能力，見表1。

圖1　2000—2014年飛行事故統(tǒng)計(jì)

飛行事故類別類型可控飛行(CF)可控飛行撞地(CFIT)、起飛著陸期間與障礙物相撞(CTOL)失控(LOC-I)失控/失速(LOC-I)跑道安全(RS)沖偏出跑道(RE)、跑道侵入(RI)、非正常跑道接地(ARC)、跑道外接地(USOS)、野生動(dòng)物撞擊(WILD)地面安全(GS)地面碰撞(GCOL)、地面保障(RAMP)、航空器地面失控(LOC-G)運(yùn)行失效(OD) 系統(tǒng)/部件失控或保障(SCF-NP)、系統(tǒng)/部件失控或保障———發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)(SCF-PP)、ACAS(TCAS)告警/小于間隔/危險(xiǎn)接近/空中相撞(MAC)航空器起火(FIRE)航空器起火/冒煙———非事故撞擊引起(F-NI)、航空器起火/冒煙———事故撞擊引起(F-POST)其他(OTHER) 鳥擊(BIRD)、客艙安全(CABIN)、急救(MED)、遭遇渦湍流(TURB)、空中地面通信(AGC)、空中交通管理和通信/導(dǎo)航/監(jiān)視服務(wù)(ATM)、導(dǎo)航錯(cuò)誤(NAV)、結(jié)冰(ICE)、風(fēng)切變、雷擊、電擊或冰擊(WSTRW)、機(jī)場(ADRM)、安保相關(guān)事件(SEC)、非計(jì)劃儀表天氣條件飛行(UIMC)、侵犯領(lǐng)空(AI)、撤離(EVAC)、油料相關(guān)事件(FUEL)、貨物配載、裝載(EXTL)、返航/備降/迫降(LOLI)

2.2統(tǒng)計(jì)結(jié)果

依據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)，對370起飛行事故進(jìn)行整理分析后錄入數(shù)據(jù)庫，運(yùn)用origin軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如圖2所示?？梢钥闯觯艿腊踩?RS)和運(yùn)行失效類(OD)飛行事故達(dá)到382起，數(shù)量較大，RS類所占比例最大，為36.0%；可控飛行類(CF)、失控類(LOC-I)、跑道安全類(RS)，這3類導(dǎo)致的死亡人數(shù)為8662人，占總死亡人數(shù)的70.4%，其中LOC-I類飛行事故僅占總飛行事故起數(shù)的6.6%，但其死亡人數(shù)比例達(dá)到32.4%，為最大人員傷亡事故類型，CF類占總飛行事故起數(shù)的7.3%、死亡人數(shù)的18.6%，屬于較大人員傷亡事故類型。

從數(shù)據(jù)分析結(jié)果可看出，LOC-I，RS，CF以及OD這4種類型的飛行事故，屬于高風(fēng)險(xiǎn)飛行事故，民航當(dāng)局、航空公司、機(jī)場等應(yīng)予以重視。近些年， LOC-I導(dǎo)致的死亡人數(shù)呈明顯上升趨勢，比CF和RS高出了10%以上，已成為傷亡人數(shù)最多的民航飛行事故類型。

圖2　飛行事故及死亡人數(shù)按事故類型分布

3　失控類飛行事故原因分析

以LOC-I為例，通過歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行原因分析，按照事故原因再次分類統(tǒng)計(jì)，探索該類型事故發(fā)生的關(guān)鍵原因。飛行失控事故是指由于航空器偏離預(yù)定航路或正常飛行狀態(tài)而發(fā)生的飛行事故，該事故由單一因素導(dǎo)致，也可能由兩種或多種因素共同造成，具有較高的復(fù)雜性。

本文共收集、整理了2000年至2014年的41起LOC-I飛行事故，對事故進(jìn)行詳細(xì)的原因分析[8-9]。分析結(jié)果顯示，41起飛行事故總共由21個(gè)因素產(chǎn)生，這些因素可劃分為三個(gè)不同類別：航空器系統(tǒng)、人為因素和環(huán)境，如表2所示。

表2　LOC-I飛行事故的產(chǎn)生原因

借助MATLAB軟件，以坐標(biāo)軸法對41起LOC-I飛行事故進(jìn)行分析，如圖3(a)所示，其相應(yīng)的正視圖、側(cè)視圖、俯視圖分別如圖3(b)、3(c)、3(d)所示。橫坐標(biāo)表示事故因素，縱坐標(biāo)表示原因類別，垂直坐標(biāo)表示事故與導(dǎo)致該類型事故因素的相關(guān)程度，即xoy平面將完成事故類型、類別的劃分，xoz平面表示出事故與導(dǎo)致事故因素的關(guān)系，yoz平面描述事故與事故類別的相關(guān)程度。

為簡單起見，分別量化原因類別、因素以及事故與事故因素、類別的相關(guān)程度。

(1)事故產(chǎn)生的因素，分別為Ai(i=1，2，3，…，10)，Bj(j=1，2，3，…，9)，Ck(k=1，2)，其中序號(hào)i，j，k用于確定其量化結(jié)果，如式(1)、式(2)、式(3)所示，表示在x軸上，量化值閾值范圍設(shè)為0.2。

Ai=(i-0.1)+RAND()×0.2

(1)

Bj=(j-0.1)+RAND()×0.2

(2)

Ck=(k-0.1)+RAND()×0.2

(3)

(2)y軸表示原因類別，類別A，B，C量化公式如式(4)、式(5)、式(6)所示，閾值范圍設(shè)為0.3。

A=0.85+RAND()×0.3

(4)

B=1.85+RAND()×0.3

(5)

C=2.85+RAND()×0.3

(6)

(3)事故與事故因素、類別的相關(guān)程度劃分為5個(gè)級(jí)別并進(jìn)行量化表示：0為“不相關(guān)”，1為“一般相關(guān)”，2為“相關(guān)”，3為“很相關(guān)”，4為“非常相關(guān)”。

(a)

(b)

(c)

(d)

分析結(jié)果顯示：

(1)航空器系統(tǒng)(0.85≤y≤1.15)和人為因素(1.85≤y≤2.15)兩類別所占比例很大，是引起LOC-I類飛行事故的關(guān)鍵類別。

(2)每起LOC-I類飛行事故的產(chǎn)生因素較多，事故與因素間相關(guān)程度不一且分布較為均勻。

(3)A10，A7，B3，B2以及C2在所有導(dǎo)致LOC-I類飛行事故的因素中所占比例較大，可確定為影響LOC-I類飛行事故的關(guān)鍵因素，將5種關(guān)鍵因素按照比例大小排列為：飛行控制錯(cuò)誤>暫時(shí)性失控>飛行管理錯(cuò)誤>發(fā)動(dòng)機(jī)失效>其他環(huán)境因素。

(4)暫時(shí)性失控、發(fā)動(dòng)機(jī)失效以及控制系統(tǒng)失效在航空器系統(tǒng)類中占50%以上，是該類別的三大關(guān)鍵因素，在航空器適航維護(hù)中應(yīng)尤為關(guān)注。

(5)飛行控制錯(cuò)誤、飛行管理錯(cuò)誤在人為因素類別中占很大比例，為導(dǎo)致LOC-I類飛行事故的常見人為因素。

4　結(jié)語

(1)LOC-I，RS，CF以及OD為高風(fēng)險(xiǎn)飛行事故。其中，RS和OD飛行事故數(shù)量占總飛行事故的60.6%，屬于多發(fā)性飛行事故； LOC-I和CF引起的死亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的40.7%，屬于高死亡率飛行事故。

(2)近些年，因LOC-I事故導(dǎo)致的死亡人數(shù)所占總?cè)藬?shù)比例增長較多，已成為傷亡人數(shù)最多的一類航空飛行事故。

(3)飛行控制錯(cuò)誤，暫時(shí)性失控，飛行管理錯(cuò)誤，發(fā)動(dòng)機(jī)失效以及其他環(huán)境因素為導(dǎo)致LOC-I類飛行事故的關(guān)鍵因素。

(4)暫時(shí)性失控、發(fā)動(dòng)機(jī)失效以及控制系統(tǒng)失效確定為航空器系統(tǒng)類別的三大關(guān)鍵因素；飛行控制錯(cuò)誤、飛行管理錯(cuò)誤為導(dǎo)致LOC-I類飛行事故的常見人為因素。

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Statistics and Causes Analyses of Flight Accidents

DU HongbingZHANG Qingqing

(CollegeofSafetyScienceandEngineering,CivilAviationUniversityofChinaTianjin300300)

In this paper 370 fatal accidents from 2000 to 2014 are collected, referring to ones of CAST/ICAO Common Taxonomy Team (CICTT) and through statistical analysis, classification distribution is studied. The result shows that loss of control (LOC-I), runway safety, control flight, and operational damage represent 75.6% of the total accidents, all fatalities account 81.4% and so it is identified these four categories as high-risk flight accidents. Based on historical data, the losses of 41 control accidents are taken as examples for causes analyses. Combined with coordinate axis method, analysis results of LOC-I displays that flight control error, temporary control loss, flight management error, loss of engine power and environmental factors are identified as crucial factors. Temporary control loss, loss of engine power and systems control failure have turned into crucial factors of aircraft system category, representing more than 50% of the total number of LOC-I caused by this category. Flight control error and flight management error have become crucial factors of human factor category.

flight accidentscontrol flightaccident categoriesCICTTrunway safety

國家自然科學(xué)基金(31200793)。

杜紅兵，男，1967年生，教授，博士，從事民航安全管理、飛行品質(zhì)監(jiān)控以及航空中的人為因素研究。

2015-07-18)