劉玉婷

【摘 要】自民航業(yè)進(jìn)入21世紀(jì)相關(guān)科技水平已達(dá)到成熟階段，法航447航班神秘消失領(lǐng)民航界難以置信，且航班屬于較為安全的空客A330機(jī)型。雖然空客A330裝備了全自動的飛行線控系統(tǒng)可以減少人誤，但由于飛行員錯誤操作導(dǎo)致了事故的發(fā)生。由此，本文基于人誤模板法對法航447航班進(jìn)行事故分析，旨在為飛機(jī)安全性能的設(shè)計(jì)、飛行員技能的培訓(xùn)及降低人誤差錯提出建設(shè)性意見。

【關(guān)鍵詞】人誤模板法;法航447航班;人因工程;人誤識別

中圖分類號： F562.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）23-0032-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.23.013

【Abstract】Since the civil aviation industry entered the 21st century， the relevant technology level has reached a mature stage. The mysterious disappearance of Air France Flight 447 is unbelievable and the flight is a safer Airbus A330. Although the Airbus A330 is equipped with a fully automatic flight control system， it can reduce people's mistakes， but the accidents caused by the pilots still cause accidents. Therefore， based on the human error template method， this paper analyzes the accident of Air France Flight 447， aiming at constructive opinions on the design of aircraft safety performance， the training of pilot skills and the reduction of human error.

【Key words】Human error template; France Flight 447; Human Factors Engineering; Human Error Recognition

0 引言

2009年6月1日凌晨，法航447航班于在大西洋赤道附近海域上空失蹤。該航班原定計(jì)劃為從巴西里約熱內(nèi)盧加利昂國際機(jī)場（SBGL）飛往巴黎戴高樂機(jī)場（LFPG）。航班機(jī)型為空客A330，飛機(jī)上配有非常先進(jìn)的自動駕駛設(shè)備，且飛機(jī)在失事前幾分鐘與控制中心失去聯(lián)系為此次空難事故蒙上了神秘的面紗。歷時兩年的搜索行動，終于在2011年5月1日，大西洋海域“阿盧西亞號”搜索船的潛艇搜索到了法航477航班的黑匣子，隨后飛行數(shù)據(jù)記錄器和飛行的駕駛艙通話記錄器被送到法國航空事故調(diào)查處進(jìn)行檢測和數(shù)據(jù)解讀。根據(jù)最后的調(diào)查報告顯示此次事故是由于皮托管結(jié)冰失效，導(dǎo)致飛機(jī)無法測量空速解除自動駕駛，由飛行員手動駕駛飛機(jī)時的錯誤操作使情形惡化，釀成的空難。為保證民航業(yè)安全有序運(yùn)行，減少類似法航447航班由于人誤識別操作不當(dāng)導(dǎo)致的航空事故，本文基于人誤模板法對此次事故進(jìn)行分析，旨在為飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)、減少人誤識別差錯等問題提出可行性建議。

1 事故背景

1.1 航班失聯(lián)

法航477航班于里約熱內(nèi)盧5月31號晚10時03分起飛，原定于6月1號上午9時10分抵達(dá)巴黎戴高樂機(jī)場。6月1號凌晨1時33分，客機(jī)聯(lián)系管制稱將在50分鐘內(nèi)進(jìn)入塞內(nèi)加爾的空中管制區(qū)域，而班機(jī)正位處巴西東北海岸565公里，而當(dāng)時客機(jī)以巡航高度35000英尺，空速467節(jié)（每小時840公里）的飛行速度飛行。1時48分，班機(jī)離開巴西大西洋空中管制區(qū)域。2時10分，地面控制臺首次收到來自客機(jī)飛機(jī)通信尋址與報告系統(tǒng)（ACARS）自動發(fā)出的故障信息 ，指客機(jī)皮氏管、第一飛行控制系統(tǒng)故障，即因?yàn)榇髿赓Y料慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)（Air Data Inertial Reference Unit）故障導(dǎo)致自動駕駛系統(tǒng)（Autopilot）以及自動推力系統(tǒng)（Auto-thrust System）關(guān)閉，隨后空中防撞系統(tǒng)切換至模式、電傳操縱系統(tǒng)進(jìn)入備用模式。兩小時后，塞內(nèi)加爾空中管制嘗試聯(lián)系這架班機(jī)，但聯(lián)系不上機(jī)組，隨后通知法國航空。到了應(yīng)該到達(dá)法國空域時，空管員還是無法聯(lián)系到飛機(jī)。隨著飛機(jī)預(yù)計(jì)到達(dá)時間上午11點(diǎn)10分過去，燃料應(yīng)該已經(jīng)耗盡，法航開始通知乘客家屬，飛機(jī)可能在海上墜毀[3]。

巴西空管中心于凌晨2時20分發(fā)布班機(jī)在兩地空管交接時失去無線電聯(lián)系，巴西空軍立即展開搜索，同時法國空軍立即派出一架“大西洋者”遠(yuǎn)程偵察機(jī)展開搜索。6月5日巴西空軍在距海岸約1100公里處，發(fā)現(xiàn)兩具乘客遺體和裝有該航班機(jī)票的行李箱，隨后巴西軍方發(fā)現(xiàn)了更多的遺體與飛機(jī)碎片，最終于6月26日巴西宣布搜索行動停止，在英、法、西、美的協(xié)助下共尋回50具尸體和640件碎片。

1.2 搜索行動

法國在水面搜索結(jié)束后，仍不放棄水底搜索行動，不斷的尋找可能沉落水底的飛行記錄儀與飛機(jī)殘骸主體。至7月中旬，黑匣子仍未找回，這是黑匣子的電池已經(jīng)消耗完畢，不再發(fā)出信號，搜索工作變得更加困難。但法國仍然堅(jiān)持搜索，直至2011年5月1日，歷時兩年，在大西洋海域，“阿盧西亞號”搜索船的潛水艇搜索到了法航447航班的黑匣子與殘骸主體[4]。

1.3 事故原因

通過飛行數(shù)據(jù)記錄儀（FDR）與飛機(jī)駕駛艙通話記錄（CVR）的數(shù)據(jù)解讀，最終調(diào)查報告顯示此次事故是由于皮托管結(jié)冰失效，無法偵測速度，解除自動駕駛后，飛行員必須手動駕駛。飛機(jī)除儀表盤上顯示的速度丟失，系統(tǒng)其他部分都工作正常，但兩位副駕都沒有經(jīng)歷過這種情況下的訓(xùn)練，并不知道在這么高的高度下速度表顯示不可靠時如何手動駕駛。在博南開始手動控制后，飛機(jī)因亂流傾斜8.4度，而當(dāng)時飛機(jī)儀表顯示飛機(jī)正以每分鐘90～180米速度下降，于是副機(jī)長便左轉(zhuǎn)及抬高機(jī)頭使飛機(jī)爬升以修正飛機(jī)，但當(dāng)博南向后帶桿的同時，飛機(jī)發(fā)出警告提示飛行員飛機(jī)已經(jīng)離開了既定高度，然后失速告警響起。羅伯特提醒博南注意速度，下降高度，博南放松向后帶桿后，飛機(jī)爬升率下降，速度上升，失速警告停止。到此飛機(jī)故障似乎已排除，駕駛艙正常工作。但由于博南喪失了情景意識，不能清楚判斷當(dāng)前情況不斷向后拉桿造成飛機(jī)無法加速，飛機(jī)失控。羅伯特開始控制飛機(jī)，做出了正確反應(yīng)降低機(jī)頭，但飛機(jī)仍沒有改出，失速警告持續(xù)，博南立刻又開始重新控制飛機(jī)再次抬高機(jī)頭。此時，兩位駕駛員同時控制飛機(jī)且做出相反的動作，相當(dāng)于沒有控制飛機(jī)[1]。當(dāng)機(jī)長回到駕駛艙發(fā)現(xiàn)問題時，飛機(jī)距離墜機(jī)僅剩45秒，為時已晚。

2 人誤模板法HET

人誤模板法（Human Error Template， HET）方法是由ErrorPred聯(lián)盟專門為民用飛機(jī)駕駛艙適航認(rèn)證開發(fā)的技術(shù)。人誤模板法可為飛機(jī)駕駛艙的設(shè)計(jì)提供更符合認(rèn)知工效學(xué)的理論依據(jù)，使飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)不再單純的考慮人體工效學(xué)，而是將人的反應(yīng)表現(xiàn)及認(rèn)知也考慮到設(shè)計(jì)中。人誤模板法是一種簡單易懂的差錯模板，可應(yīng)用于人誤的層次人任務(wù)分析的每個底層任務(wù)步驟。人誤模板法通過EEMs（外部差錯模式）和主觀判斷來確定每個任務(wù)步驟可信的差錯。其中外部差錯模式包括：無法執(zhí)行、任務(wù)執(zhí)行不完整、任務(wù)執(zhí)行方向錯誤、執(zhí)行了錯誤任務(wù)、重復(fù)任務(wù)、在錯誤界面要素上執(zhí)行任務(wù)、任務(wù)執(zhí)行太早、任務(wù)執(zhí)行太晚、任務(wù)執(zhí)行過多、任務(wù)執(zhí)行太少、誤讀信息、其他這12種差錯模式。人誤模板法是專門針對航空領(lǐng)域開發(fā)的，旨在用于飛機(jī)駕駛艙技術(shù)的適航認(rèn)證[5]。本文將使用人誤模板法分析法航447航班事故，輸出結(jié)果可為飛機(jī)駕駛艙的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

3 事故分析

法航447航班事故主要原因有兩方面，（1）由于皮托管結(jié)冰導(dǎo)致空速表失效的外部設(shè)備原因（2）由于駕駛員喪失情景意識導(dǎo)致的錯誤操作原因。下面基于人誤模板法對法航447航班事故進(jìn)行分析：

首先對“皮托管結(jié)冰導(dǎo)致空速表失效后飛行員通過手動駕駛控制飛機(jī)”進(jìn)行層次任務(wù)分析。當(dāng)飛機(jī)自動斷開自動駕駛需要手動駕駛時，需要立即接管手動駕駛、檢查目前空速，檢查目前飛機(jī)姿態(tài)、機(jī)長對駕駛艙資源進(jìn)行分配、檢查故障原因等，具體的層次任務(wù)分析摘要如下表：

根據(jù)法航447航班事故大概可以梳理出空速表失效后飛行員所需要做的基礎(chǔ)層次任務(wù)，在飛機(jī)發(fā)出自動駕駛斷開的警報時，雖然很好地移交了飛機(jī)的自動駕駛權(quán)，但并沒有交給更為有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員，并且駕駛艙資源的分配不明確，沒有駕駛員查閱檢查單。其次，操縱飛機(jī)的駕駛員并沒有很好的根據(jù)當(dāng)前飛機(jī)的高度、姿態(tài)、爬升率等數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前飛機(jī)的狀態(tài)，而是進(jìn)行了帶桿操作，導(dǎo)致飛機(jī)爬升率增大，速度減低，發(fā)生失速報警。坐在機(jī)長位置的副駕駛發(fā)現(xiàn)了問題所在后，提醒博南注意速度，博南放松帶桿開始下降高度從而恢復(fù)了飛機(jī)的速度，將飛機(jī)從失速狀態(tài)中改出。此時皮托管解凍，故障排除后，駕駛艙工作正常。根據(jù)艙音記錄儀顯示博南并不清楚當(dāng)前狀況，失去了情景意識誤以為飛機(jī)高度很低，并應(yīng)進(jìn)行復(fù)飛，再次進(jìn)行了錯誤的帶桿操作，導(dǎo)致飛機(jī)失控，并在飛機(jī)墜落之前不斷拉桿，最終導(dǎo)致了這場事故的發(fā)生。下面根據(jù)外部差錯模式識別潛在差錯，并對差錯的可信性進(jìn)行識別和描述分析出相關(guān)的后果。以排除故障后的頂桿提高飛行速度這一任務(wù)步驟為例進(jìn)行外部差錯模式識別，如表2所示。

4 小結(jié)

通過法航447事故，認(rèn)識到由于人的因素引起的錯誤操作會導(dǎo)致更為嚴(yán)重的航空事故。當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)故障時，飛行員的情景意識顯得尤為重要，具有較好情景意識的飛行員可以在短時間內(nèi)做出正確的決斷。由此可考慮將情景意識測量作為飛行員選拔和訓(xùn)練中的一項(xiàng)內(nèi)容。同時我們看到在此次事故的發(fā)生過程中，飛行員博南由于緊張或者其他心理因素所做出的反應(yīng)是讓人難以置信的，當(dāng)越不可能發(fā)生的錯誤操作，在其發(fā)生時所導(dǎo)致的結(jié)果越嚴(yán)重，此點(diǎn)在表2中不難發(fā)現(xiàn)。所以飛行員心理素質(zhì)的測量與選拔尤為重要，相對心理素質(zhì)較好的飛行員在飛機(jī)發(fā)生意外報警時能保持良好的狀態(tài)處理問題，對民航安全運(yùn)行起著重要的作用。法航447事故除人為因素原因外，皮托管的設(shè)計(jì)也存在一定問題，皮托管結(jié)冰導(dǎo)致不能測量空速。同時A330的駕駛艙操縱側(cè)桿也有一定的缺陷，沒有反驅(qū)裝置，無法實(shí)現(xiàn)左、右側(cè)桿的聯(lián)動，因此更容易出現(xiàn)疊加操縱，從而引起航空事故。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孟華，莊多多.由法航AF447空難引發(fā)的對民用客機(jī)駕駛艙側(cè)桿技術(shù)的探討[J].江蘇科技信息，2014（13）：28-29.

[2]張良.“消失”的法航AF447航班[J].生命與災(zāi)害，2014（04）：12-15.

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[4]李林，王鐳.采用被動側(cè)桿的民機(jī)設(shè)計(jì)中的人為因素考慮[J].民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究，2012（2）.

[5]羅曉禮，陳德賢.人因工程學(xué)研究方法：工程與設(shè)計(jì)實(shí)用指南（第二版）[M].西南師范大學(xué)出版社，2017：137-140.