李永利

(首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué) 管理工程學(xué)院,北京 100070)

0 引言

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是航空安全運(yùn)行必不可少的環(huán)節(jié),對(duì)規(guī)避航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn),保證航空安全具有重要意義。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展,旅客開始重視出行的安全性與便捷性。目前,大多航空公司為了保證乘客安全,飛行前要對(duì)航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面評(píng)估,將航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低。國(guó)內(nèi)航空相比于西方發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚,發(fā)展速度尚未達(dá)到國(guó)際水平,仍處于初步發(fā)展階段。無論是運(yùn)行安全管理政策還是安全管理政策的實(shí)際使用都缺乏豐富的經(jīng)驗(yàn),因此如何對(duì)航空運(yùn)行安全進(jìn)行快速、有效地評(píng)估與分析,制定完善的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系,成為國(guó)內(nèi)航空發(fā)展需要突破的困局。

近年來,航空運(yùn)行安全問題受到研究領(lǐng)域的關(guān)注,相關(guān)學(xué)者與專家開展一系列研究,針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估問題提出一些思路與方法。包隨義等[1]結(jié)合民航業(yè)安全工作特點(diǎn),提出了航空安全六要素及六要素模型,將航空安全的基本要素人、機(jī)、設(shè)、環(huán)、技和規(guī)6個(gè)方面;谷倩倩[2]利用SHELL模型為架構(gòu)分析航空安全影響因素,采用層次分析法和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)評(píng)估與診斷航空安全風(fēng)險(xiǎn)模型;國(guó)外學(xué)者采用模糊層次分析[3]、粗糙集理論模型[4]等對(duì)航空安全風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行研究,建立航空安全風(fēng)險(xiǎn)管理模型。

航空運(yùn)行過程中安全風(fēng)險(xiǎn)因素較多,開展安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的實(shí)踐具有較大難度,國(guó)內(nèi)該方面的研究起步較晚,相關(guān)技術(shù)與理論還不夠成熟?，F(xiàn)行的評(píng)估方法存在評(píng)估指標(biāo)單一、指標(biāo)體系不夠科學(xué)等問題,導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果與實(shí)際情況嚴(yán)重不符,一致性系數(shù)較低。而且現(xiàn)行方法計(jì)算量較大,評(píng)估過程較復(fù)雜,導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)間周期較長(zhǎng),現(xiàn)行方法已無法滿足實(shí)際需求?；诖?本文提出基于層次分析法的航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。

1 基于AHP的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

1.1 建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

航空運(yùn)行安全主要風(fēng)險(xiǎn)因素包括人、機(jī)、環(huán)境及管理4個(gè)方面[5]。人,主要是指參與航空飛行的人員(包括機(jī)務(wù)等人員),飛行員是航空運(yùn)行的主體,由于其特殊性及不穩(wěn)定性等相關(guān)因素,導(dǎo)致航空運(yùn)行過程中存在安全風(fēng)險(xiǎn);機(jī),是指航機(jī),航機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,并且發(fā)動(dòng)機(jī)種類及零部件較多,航機(jī)器材的完備性、適航性及可靠性都會(huì)影響航空運(yùn)行安全;環(huán)境主要指航空運(yùn)行環(huán)境,包括飛行過程中的影響環(huán)境,如雷暴、風(fēng)雪等不良天氣環(huán)境,以及地面工作中的保障環(huán)境,如低空通信狀況等,只有保證航空運(yùn)行具有良好的環(huán)境條件,才能確保航空運(yùn)行安全;管理是指航空運(yùn)行管理,該因素是決定航空運(yùn)行安全的關(guān)鍵,對(duì)航空飛行人員的培訓(xùn)管理、充足的監(jiān)督檢查以及對(duì)安全隱患工作的排查管理等,都是保障航空運(yùn)行安全的關(guān)鍵[6]。綜合上述航空運(yùn)行安全影響因素,建立安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系,如圖1。人的因素選取了飛行員身體狀況、資質(zhì)與能力及違規(guī)操作情況;機(jī)械的因素包括航機(jī)健康狀態(tài)、維修工作管理及工裝設(shè)備與器材;環(huán)境因素主要為航線運(yùn)行環(huán)境保障;管理因素有安全教育與培訓(xùn)、運(yùn)行控制、飛行天氣以及監(jiān)督檢查。并以此作為安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo),建立指標(biāo)體系。

圖1 航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系Fig.1 The risk index system for the aviation operation safety

1.2 基于AHP的安全風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估

由于指標(biāo)對(duì)于航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)影響程度不同,為保證評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性,采用層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)對(duì)指標(biāo)體系中的指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)度,從指標(biāo)體系中隨機(jī)選擇2個(gè)指標(biāo),分別記為指標(biāo)A和指標(biāo)B,將2個(gè)指標(biāo)對(duì)比,根據(jù)表1確定指標(biāo)標(biāo)度值。

表1 基于層次分析法的指標(biāo)標(biāo)度表Tab.1 Indicator scale based on AHP

根據(jù)指標(biāo)標(biāo)度值計(jì)算出指標(biāo)權(quán)重系數(shù),其計(jì)算公式為:

(1)

式中:

i—指標(biāo)體系中評(píng)估指標(biāo)的個(gè)數(shù),i=1,…,n;

xi—第i個(gè)指標(biāo)的標(biāo)度值;

ei—第i個(gè)指標(biāo)的專家評(píng)分值[7]。

利用評(píng)估函數(shù)對(duì)航空運(yùn)行安全定量評(píng)估,計(jì)算出安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),計(jì)算公式為:

(2)

式中:

μ—航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù);

y—指標(biāo)向量[8]。

利用上述公式計(jì)算出安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)越高,則表示運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)越大。

1.3 運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)

根據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估結(jié)果,對(duì)航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性評(píng)估,分別為非常高、比較高、一般、比較低、非常低5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),見表2。風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)的定性評(píng)估準(zhǔn)則為:如果安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)在0～0.2之間,則表示航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)非常低,不需要采取防御措施或保護(hù)措施;如果在0.2～0.4之間,則表示航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)比較低,不影響航空正常運(yùn)行,無須采取保護(hù)措施;如果在0.4～0.6之間,則表示航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)一般,對(duì)航空正常運(yùn)行具有一定影響,需要采取一些簡(jiǎn)單的安全保護(hù)措施;如果在0.6～0.8之間,則表示航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)比較高,對(duì)航空正常運(yùn)行具有較大影響,需要對(duì)飛行方案與計(jì)劃作出一定的調(diào)整;如果在0.8～1之間,則表示航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)非常高,對(duì)航空正常運(yùn)行具有非常大的不良影響,需要取消航空運(yùn)行[9-10]。根據(jù)以上準(zhǔn)則確定安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),以此完成基于層次分析法的航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

表2 風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)分級(jí)Tab.2 Risk coefficient grading

1.4 實(shí)際應(yīng)用

以某航空公司2020年一季度數(shù)據(jù)運(yùn)用提出的評(píng)估方法進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果,見表3。

表3 指標(biāo)權(quán)重集Tab.3 Indicator weight set

將上述權(quán)重進(jìn)行歸一化處理,隨機(jī)選擇同一架飛機(jī)的6個(gè)航班作為評(píng)估樣本,通過對(duì)航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)綜合分析,評(píng)估結(jié)果,見表4。

表4 航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果Tab.4 Risk assessment results of the aviation operation safety

本文設(shè)計(jì)的方法基本可以完成航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估任務(wù)。

2 與傳統(tǒng)方法的對(duì)比

2.1 一致性系數(shù)的對(duì)比

一致性系數(shù)是衡量評(píng)估方法準(zhǔn)確性的重要指標(biāo),一致性系數(shù)值越大,則表示評(píng)估結(jié)果與實(shí)際情況越相符。在應(yīng)用中將評(píng)估結(jié)果與實(shí)際安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)值作商,求出一致性系數(shù)[10]。選擇2種目前常用的方法與本文提出的方法進(jìn)行對(duì)比。其中一種(稱為傳統(tǒng)方法1)是基于AHP和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的模型對(duì)航空安全進(jìn)行評(píng)估[11];另一種(稱為傳統(tǒng)方法2)是基于民航運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)分類矩陣建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[12]。筆者以評(píng)估樣本數(shù)量為變量,對(duì)比3種方法一致性系數(shù)。3種方法在一致性系數(shù)方面表現(xiàn)出明顯差異,設(shè)計(jì)方法平均一致性系數(shù)為0.92,數(shù)值非常接近1,說明設(shè)計(jì)方法評(píng)估結(jié)果與實(shí)際情況非常相似。傳統(tǒng)方法1平均一致性系數(shù)比設(shè)計(jì)方法低0.32,傳統(tǒng)方法2平均一致性系數(shù)比設(shè)計(jì)方法低0.39,因此證明在評(píng)估精度方面設(shè)計(jì)方法優(yōu)于2種傳統(tǒng)方法,如圖2。

圖2 一致性系數(shù)對(duì)比Fig.2 The comparison of the consistency coefficients

2.2 評(píng)估時(shí)間對(duì)比

通過4組實(shí)驗(yàn)對(duì)比3種方法的評(píng)估時(shí)間。結(jié)果顯示,設(shè)計(jì)方法評(píng)估時(shí)間明顯短于2種傳統(tǒng)方法,最短評(píng)估時(shí)間僅為0.56s,說明設(shè)計(jì)方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)評(píng)估,如圖3。通過以上比較分析,無論是評(píng)估結(jié)果一致性系數(shù)還是評(píng)估時(shí)間,設(shè)計(jì)方法均表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì),與2種傳統(tǒng)方法相比更適用于航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

圖3 評(píng)估時(shí)間對(duì)比Fig.3 The comparison of the assessment times

3 結(jié)論

(1)通過使用AHP開展航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,為航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了新的思路,為實(shí)踐提供了理論支撐。

(2)從評(píng)估結(jié)果可知,航機(jī)健康狀態(tài)、航機(jī)維修安全管理、航機(jī)維修工作實(shí)施是航空運(yùn)行安全的重要風(fēng)險(xiǎn)源。

(3)通過對(duì)比,本文設(shè)計(jì)的評(píng)估方法在一致性系數(shù)和評(píng)估時(shí)間方面具有優(yōu)勢(shì),提高了評(píng)估結(jié)果與實(shí)際情況相符程度及評(píng)估效率。