■ 段亞/中國飛行試驗研究院

0 引言

進入21世紀，航空業(yè)快速發(fā)展，航空安全愈發(fā)顯得重要。早在20世紀70年代中期，人們就逐漸注意到由機械、電子等設(shè)備故障所引起的飛行事故的概率已有了明顯的下降，而由于機組人為差錯所導(dǎo)致的飛行事故或事故征候卻在逐年增加，占到事故成因總體的60%～80%[1]。因此，如何有效地開展人因差錯事件的分析，進而開展針對性的預(yù)防成了必須要面對的問題。

為了減少人因差錯事件發(fā)生的概率，學術(shù)研究者對人為差錯問題開展了一系列的研究工作。眾多人為因素分析理論模型相繼出現(xiàn)，包括多米諾模型[2]、Reason模型[3]、SHEL 模型[4]、HFACS模型[5-7]、STAMP模型[8]及 FRAM 模型等。國內(nèi)外眾多學者應(yīng)用上述理論進行了大量研究，在航空領(lǐng)域特別是民航領(lǐng)域取得了一定的突破，但鮮有針對試驗機試飛過程中出現(xiàn)的人因差錯事件進行的理論分析和研究。

試驗機試飛是指利用現(xiàn)有飛機平臺，進行關(guān)于眾多航空電子設(shè)備的演示驗證航空類飛行試驗項目。由于試驗機試飛過程是一項有人參與、涉及流程眾多、系統(tǒng)工程性強的試驗，如何減少在試驗機試飛過程中出現(xiàn)的人因差錯事件就成了飛行試驗環(huán)節(jié)中的重要任務(wù)。

為了減少試驗機試飛過程中出現(xiàn)的人因差錯事件，本文在HFACS理論模型基礎(chǔ)上，結(jié)合試驗機試飛過程特點，提出一套適用于試驗機試飛過程中的人因差錯事件分析方法，并將該方法進行了系統(tǒng)集成化，以通過技術(shù)的手段減少人因差錯事件的發(fā)生。

1 試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架

航空界從20世紀70年代開始便對人為因素進行了大量理論研究。形成了SHEL模型理論、FTA模型理論、Reason模型理論和HFCAS模型理論等不同理論。HFACS模型是在Reason模型基礎(chǔ)上提出的，它可以從影響人因差錯事件發(fā)生的顯現(xiàn)條件到隱性條件、宏觀角度到微觀角度逐層進行細致的剖析。SHEL模型可以很好地分析人與系統(tǒng)中硬件、環(huán)境等界面間的關(guān)系和存在的缺陷，但對人的認知機理原因分析有局限性，常用于事故調(diào)查。FTA模型直觀明了、邏輯性強，可用于定性和定量分析，但很難分析組織因素等深層次原因。

試驗機試飛過程中的人因差錯事件涉及的致因因素種類繁多，試飛工程師們觀察到的是最基礎(chǔ)的顯性致因因素，難以對隱性致因因素進行詳細歸類系統(tǒng)分析，會忽略隱性的核心致因因素，造成人因差錯事件不斷重復(fù)發(fā)生。HFCAS模型可挖掘出組織層面的差錯誘因，可以找出人為差錯最深層、最隱形和微觀的因素，較適用于試驗機試飛人為因素分析。結(jié)合試驗機試飛過程的特點，利用HFACS模型挖掘深層次人為致因因素的優(yōu)點，建立適用于試驗機試飛領(lǐng)域的專業(yè)性人為因素分析框架，如圖1所示。

圖1 試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架圖

2 試驗機試飛人因差錯事件系統(tǒng)解析與控制

試驗機試飛人因差錯事件系統(tǒng)解析與控制流程分為人因差錯事件概述、尋找人因差錯事件發(fā)生的顯性原因、形成人為致因因素展示鏈、總結(jié)分析四個環(huán)節(jié)。

1）人因差錯事件概述

對試驗機試飛過程中發(fā)生的人因差錯事件進行大致的描述，確定當日飛行的相關(guān)狀態(tài)，排除影響人因差錯事件發(fā)生的干擾因素。

2）尋找人因差錯事件發(fā)生的顯性原因

面對復(fù)雜的工作流程，應(yīng)用試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架，結(jié)合流程分析法，找出影響人因差錯事件發(fā)生的顯現(xiàn)因素，即不安全行為子層級。

3）形成人為致因因素展示鏈

應(yīng)用試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架，結(jié)合現(xiàn)有試驗機試飛的工作流程，逐層剖析，挖掘出影響人因差錯事件發(fā)生的眾多隱性因素，即不安全行為的前提條件子層級、不安全的監(jiān)督子層級、組織影響子層級三個方面；依次挖掘，探求出最核心、最隱性的條件。將導(dǎo)致人因差錯事件發(fā)生的眾多致因因素在試驗機試飛專業(yè)性人因事件展示圖中展現(xiàn)。同時，將人為致因因素以表格形式進行相應(yīng)的展示，以清晰的脈絡(luò)展現(xiàn)影響人因差錯事件發(fā)生的流程。

4）總結(jié)分析

對上述分析過程進行總結(jié)分析，為人因差錯事件的預(yù)防做準備。

3 試驗機試飛人因差錯事件具體分析

運用試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架對2017年10月及2018年4月發(fā)生的兩起試驗機試飛人因差錯事件分別進行具體分析。

3.1 某型探測系統(tǒng)試飛人因差錯事件

1）人因差錯事件概述

2017年10月，一架小型運輸機于當日上午執(zhí)行某探測系統(tǒng)試飛任務(wù)。全程試飛任務(wù)共計1小時10分鐘。整體試驗機試飛過程中天氣狀況良好。飛行中某一時刻，空中機械師發(fā)現(xiàn)飛機出現(xiàn)異常振動現(xiàn)象，引發(fā)飛行風險，飛機返航；同時，空中機械師要求試飛工程師立即關(guān)掉與被試探測設(shè)備直接相關(guān)的所有后艙航電設(shè)備，試飛工程師誤將某配試導(dǎo)航設(shè)備也一同關(guān)閉，造成該設(shè)備核心器件受損。事后調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，飛機機頭安裝結(jié)構(gòu)件與被試探測系統(tǒng)機掃頻率在同一區(qū)間范圍內(nèi)，因而引起飛機異常振動。因飛機出現(xiàn)異常振動，導(dǎo)致飛機緊急返回，造成試驗未能完全開展；由于本次試驗機試飛任務(wù)未獲取完整數(shù)據(jù)，因而試飛工程師不能完成試飛報告，造成架次浪費。

氣象條件：能見度大于5km，風速5m/s，風向40°，氣溫13.5℃。

飛行員及工程師狀態(tài)：該型運輸機空勤人員狀態(tài)均良好，上機工程師證件齊全。

飛機基本狀態(tài)：飛機狀態(tài)良好，滿足當日飛行要求。

2）顯性原因挖掘

影響本次試驗機試飛人因差錯事件發(fā)生的顯性原因共有兩類，如下所示。

a.由于試飛工程師對本次試驗機試飛的相關(guān)知識了解不夠深入，安全防范意識不強，未能做好安全合理的試飛前期準備工作，試飛過程中選取被試探測系統(tǒng)工作頻率時，未考慮到可能與原機產(chǎn)生共振，是造成本次人因差錯事件發(fā)生的一個直接顯性原因，即決策差錯（選擇不當）/技能差錯（注意不當）。

b.飛機出現(xiàn)異?，F(xiàn)象后，試飛工程師由于緊張等原因，誤將需獨立供電的某配試導(dǎo)航設(shè)備一同關(guān)閉，導(dǎo)致該設(shè)備核心慣性陀螺受損，造成一定損失。試飛工程師在緊急情況下的錯誤選擇是本次人因差錯事件的一個直接顯性原因，即決策差錯（選擇不當）。

3）形成人因差錯事件致因因素展示鏈

結(jié)合本次試驗機試飛人因差錯事件的經(jīng)過歷程，應(yīng)用試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架，在顯性原因挖掘清晰的基礎(chǔ)之上，對影響人因差錯事件發(fā)生的深層次隱性原因進行了細致的剖析，形成兩條人為致因因素展示鏈，如表1所示。

4）總結(jié)分析

本次試驗機試飛人因差錯事件共有兩條致因因素展示鏈，每條致因因素展示鏈包含試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架中的若干人為致因因素。

本次人因差錯事件不安全行為層級中涉及的人為致因因素主要有決策差錯及技能差錯；不安全行為的前提條件層級中涉及的人為致因因素主要有合作資源管理、身體[精神]限制、個人的準備狀態(tài)；不安全的監(jiān)督層級中涉及的人為致因因素主要為監(jiān)督不充分；組織影響層級中涉及的人為致因因素為組織過程。

由于試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架為鏈式分析框架，只要消除兩條致因因素展示鏈4個層級中的某1個層級中的全部致因因素，該致因因素展示鏈就不會發(fā)生。如果兩條致因因素展示鏈都沒有發(fā)生，那么本次試驗機試飛人因差錯事件也就不會發(fā)生。

3.2 某型導(dǎo)航系統(tǒng)試飛人因差錯事件

1）人因差錯事件概述

2018年4月，一架中型運輸機于當日上午執(zhí)行某導(dǎo)航系統(tǒng)試飛任務(wù)。全程試飛任務(wù)共計4小時10分鐘。整體試驗機試飛過程中天氣狀況良好。因本次試驗機任務(wù)緊急，上機試飛工程師未按照流程要求對相應(yīng)的測試設(shè)備進行檢查，飛行過程中某總線采集記錄器和GPS記錄設(shè)備指示燈均未亮，該試飛工程師憑印象認為上一次執(zhí)行任務(wù)設(shè)備工作正常，本次可能是設(shè)備指示燈有故障，沒有想到試飛數(shù)據(jù)因此記錄失敗，飛行結(jié)束后進行試飛數(shù)據(jù)分析時才發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)未記錄。經(jīng)過排查，確認是儀器設(shè)備供電模塊長期工作后出現(xiàn)問題而導(dǎo)致數(shù)據(jù)記錄失敗。由于本次試驗機試飛任務(wù)未獲取到數(shù)據(jù)，因而試飛工程師不能完成試飛報告，造成架次浪費。

氣象條件：氣象條件符合飛行任務(wù)的要求。

飛行員及工程師狀態(tài)：該型運輸機空勤人員狀態(tài)均良好，上機工程師證件齊全。

飛機基本狀態(tài)：飛機狀態(tài)良好，滿足當日飛行要求。

2）顯性原因挖掘

影響本次試驗機試飛人因差錯事件發(fā)生的顯性原因共1類，如下所示。

該試飛工程師未在飛行前對測試系統(tǒng)進行檢查試驗，未能發(fā)現(xiàn)儀器設(shè)備供電情況異常，隨后的試飛中，又冒險、大膽地認為是儀器指示燈故障而并不是設(shè)備采集功能故障，是造成本次人因差錯事件發(fā)生的一個顯性原因，即技能差錯（注意不當）/偶然性違規(guī)（冒險違規(guī)、孤立性違規(guī)）。

3）形成人因差錯事件致因因素展示鏈

結(jié)合本次試驗機試飛人因差錯事件的經(jīng)過歷程，應(yīng)用試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架，在顯性原因挖掘清晰的基礎(chǔ)之上，對影響人因差錯事件發(fā)生的深層次隱性原因進行剖析，形成1條人為致因因素展示鏈，如表2所示。

4）總結(jié)分析

本次試驗機試飛人因差錯事件共有1條致因因素展示鏈，該致因因素展示鏈包含試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架中的若干人為致因因素。

本次人因差錯事件中不安全行為層級中涉及的人為致因因素主要有技能差錯和偶然性違規(guī)；不安全行為的前提條件層級中涉及的人為致因因素主要有技術(shù)環(huán)境、精神狀態(tài)、合作資源管理及個人的準備狀態(tài)；不安全的監(jiān)督層級中涉及的人為致因因素主要為監(jiān)督不充分和運行計劃不適當；組織影響層級中涉及的人為致因因素主要為組織過程。

由試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架為鏈式分析框架可知，只要消除該條致因因素展示鏈中4個層級中的某1個層級中的全部致因因素，該致因因素展示鏈就不會發(fā)生。如果該條致因因素展示鏈都沒有發(fā)生，那么本次試驗機試飛人因差錯事件也就不會發(fā)生了。

表1 2017.10 人因差錯事件致因因素展示鏈表

表2 2018.4 人因差錯事件致因因素展示鏈表

4 結(jié)束語

本文在HFACS模型的基礎(chǔ)之上，結(jié)合試驗機試飛的特點，提出了試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架。結(jié)果表明，試飛工程師應(yīng)用試驗機試飛專業(yè)性人為因素分析框架，可以有效、準確地辨識出影響試驗機試飛人因差錯事件發(fā)生的致因因素，并能準確描述人因差錯事件的形成過程。該人為因素分析框架的成功應(yīng)用，有助于降低人因差錯事件發(fā)生的概率，提升試驗機試飛的安全。