飞行疲劳风险综合评价量化研究

飞行员疲劳会降低对情境意识的觉知,导致判断能力和操作能力下降,威胁飞行安全。对飞行员的疲劳状况进行综合量化评价可以为控制和缓解飞行疲劳风险提供有效依据。通过综合分析飞行疲劳影响因素,在确立飞行疲劳风险综合评价指标体系的基础上,采用证据理论解决评价过程中遇到的不确定性问题,结合MATLAB软件进行算例仿真验证,实现对飞行疲劳风险的量化。结果表明:证据理论方法可以有效利用影响疲劳的各种评价指标综合判断飞行员的疲劳状况,实现评价结果量化。结合MATLAB软件计算可以作为飞行员自我评价的有效工具,也可以作为管理人员进行疲劳风险管理的工具。     

民航飞行员非技术技能评价模型的研究

为了准确地掌握飞行员的非技术技能,提高安全培训效能和飞行机组排班的科学性,对飞行员非技术技能的评价模型进行了研究,从飞行员的机组交流与合作能力、自动化系统意识、情境意识与决策、领导与管理、应激能力5个方面构建了飞行员非技术技能评价指标体系,运用灰色关联分析-因子分析相结合的方法建立了飞行员非技术技能评价模型。运用此模型对某航空公司5名不同背景的飞行员的非技术技能实施了评价。研究结果表明:此模型可以定量地判定飞行员非技术技能的高低,并能够识别飞行员非技术技能的薄弱环节。     

基于综合素质的飞行员安全风险评价模型的构建

如何预防由飞行员自身原因所导致的航空事故,一直是全球航空系统乃至全球性公共安全重大课题。通过对飞行员综合素质,即飞行员的认知能力、人格特征以及心理健康状况的研究,分析整理出了影响飞行员飞行安全的关键素质,基于这些素质指标,构建出飞行员风险评价模型,为航空安全系统性、区域性保障提供参考。     

航空救生装备史话

航空救生装备的发展迄今已有二百多年历史,从简单的防护,发展到成为目前空勤人员生命保障系统的一个重要组成部分。随着航空事业的发展,空中事故不断增加,成功地拯救飞行员和旅客的生命,成为航空业界的工作宗旨和努力目标之一。战时飞行员的应急救生,对航空弹射救生装备提出了更高的要求。而航空个体防护装备(头盔、抗     

组织定向的人因失误因果模型及影响关系研究

为了更好地从源头上预防人因失误,首先,基于系统理论发展一个组织定向人因失误的"结构-行为"因果模型,包括组织子模型、情境状态子模型、个体因素子模型以及人因失误子模型。然后,分析模型中各子模型之间以及其因素类别之间的直接和间接影响关系,如模型中各层级之间的因果关系:组织因素→情境状态因素→直接触发人因失误的个体因素→人的认知行为失误。最后,基于事件报告分析、专家意见和文献资料,并依据建立的4种影响类型(I,C,A,N)识别具体情境环境与人因失误或认知行为之间的影响关系。分析结果表明,情境环境因素对人因失误的影响非常复杂,不同的情境环境因素对同一人因失误可能产生不同类型的影响,同一情境环境因素对不同的人因失误可能产生不同类型的影响。     

组织情境下基于证据理论的航空维修安全评估

考虑组织情境下组织因素对航空维修安全的深层次影响,将D-S证据理论引入航空维修安全评估中,以解决评估过程中组织因素导致的不确定性问题,从而为开展航空维修安全管理提供手段和方法。依据Frank Bird的事故因果连锁理论和James Reason的"瑞士奶酪"模型,通过对影响航空维修安全的主要因素进行分析,构建了航空维修安全评估指标体系,并采用层次分析法对指标权重进行了量化;在对基本可信度分配函数重新定义的基础上,通过对证据合成法则进行修正,给出了基于证据理论的航空维修安全评估模型和算法,并结合具体实例对评估模型的可行性和实用性进行了验证。结果表明,考虑组织因素对航空维修安全的影响符合客观实际,建立的评估指标体系和评估模型是可行的、有效的和实用的。     

我国航空个体防护救生装备发展纪实

1 艰苦创业绘蓝图 1962年5月,原三机部批准成立了我国航空密闭头盔和高空代偿服厂,即现在的中航一集团公司汉江机械厂,它是我国目前唯一研制生产航空个体防护救生装备的专业厂。汉江机械厂自它诞生以来,就把飞行员在高空各种环境下的安全性和舒适性作为自己的奋斗目标,为在几秒钟里同死神争夺飞行员的生命,40年如一日,仿制、研制和生产了一代又一代新装备,成了飞行员的保护神。     

飞行安全技术影响因素及其作用机制研究

为通过管控飞行安全技术的影响因素提高飞行员飞行技术水平,从信息感知、信息处理、判断决策和反应行动4个方面分析了影响飞行安全技术的因素,并对影响作用做出假设。采用问卷调查获取数据,并应用结构方程模型定量分析各因素对飞行安全技术的作用。研究结果表明:判断决策相关因素、信息处理相关因素、反应行动相关因素、信息感知相关因素对飞行安全技术的影响程度依次递减;平衡觉、运动觉、视觉、震动觉、听觉通过作用于飞行员的信息感知进而影响飞行安全技术且影响程度依次递减;飞行经验、注意、理论知识、记忆通过作用于飞行员的信息处理进而影响飞行安全技术且影响程度依次递减;空间定向、风险感知、逻辑推理、快速运算通过作用于飞行员的判断决策进而影响飞行安全技术且影响程度依次递减;动作协调性、动作准确性、动作及时性通过作用于飞行员的反应行动进而影响飞行安全技术且影响程度依次递减。     

航空装备事故的灰色时序组合预测模型

为提高航空装备事故预测水平,提出一种基于灰色和时间序列分析模型的航空装备事故组合预测模型。先构建灰色模型,提取历史数据中承载的趋势信息。然后进行模型选择、阶数识别和参数估计,建立灰色残差的时间序列分析模型,用以刻画历史数据中的随机波动特征。最后,将2个模型的预测值相加,得到所求的组合预测结果。实例中,以美国空军1996—1999年的A级飞行事故10万时率数据为基础,建立灰色时序组合模型,模型中短期预测精度优于单一灰色模型,平均相对误差控制在5%以内,预测结果能够反映航空装备安全的实际状况。     

模拟SPO情境中的飞行员脑力负荷测量与分析*

为探究单一飞行员驾驶模式（SPO）下飞行员的脑力负荷水平,设计并实施模拟单人驾驶情境中的非正常任务场景处置实验。首先,基于准5级模拟驾驶舱,设计飞行任务场景;其次,招募20名航线飞行员被试,开展模拟飞行实验,记录被试的生理数据心率变异性指标及眼动数据;最后,结合客观生理数据以及主观量表进行脑力负荷分析,记录单发失效故障处置时间并进行任务绩效分析。研究结果表明:与双人制机组相比,单人驾驶情境中飞行员的脑力负荷增幅并不显著,处于可接受范围;单人制驾驶舱的任务设计及智能辅助系统使用对于降低飞行员工作负荷,提升飞行绩效至关重要。研究结果可为单一飞行员驾驶模式实施提供理论支持,并为未来单人制驾驶舱及机载自动化系统设计提供指标参考。     

Are pilots at risk of accidents due to fatigue?

PROBLEM: There is concern in the aviation community that pilot schedules can lead to fatigue and increased chance of an aviation accident. Yet despite this concern, there is little empirical analysis showing the relationship between pilot schedules and commercial aviation accidents. This study attempts to demonstrate an empirical relationship between pilot schedules and aviation accidents. METHOD: Data for human factors-related accidents and pilot work patterns were identified. The distribution of pilot work schedule parameters for the accidents was compared to that for all pilots using a chi-square test to determine if the proportions of accidents and length of duty exposure were the same. If the distributions are the same, then one could infer that pilot human factor accidents are not affected by work schedule parameters. RESULTS: The proportion of accidents associated with pilots having longer duty periods is higher than the proportion of longer duty periods for all pilots. DISCUSSION: There is a discernible pattern of increased probability of an accident as duty time increases for commercial aircraft pilots in the United States. IMPACT ON INDUSTRY: The analysis suggests that establishing limits on duty time for commercial pilots would reduce risk. Such a rule is likely to be expensive and could substantially impact the commercial airlines. In return, there is likely to be a reduction in the risk of commercial aviation accidents due to pilot fatigue.     

民航飞行员工作自主性研究

为探讨民航飞行员工作自主性的现状,分析影响民航飞行员工作自主性的因素,进而提出有针对性的管理措施,以期达到提高飞行安全与效益的目的。采用自编的民航飞行员工作自主性问卷对中国民航253名飞行员进行测试,并对取得数据进行T检验和多因素方差分析以研究影响工作自主性的因素。结果发现,民航飞行员的工作自主性主要受到3个因素的影响,即婚姻状况、现在职位和工作年限。可采用合理引导、完善考核方式、加强教育培训、构建良好的职业认同感与成就感来提高民航飞行员的工作自主性。     

Effects of controller-pilot communication medium,flight phase and the role in the cockpit on pilots’ workload and situation awareness

This study explores the effects of communication medium, flight phase, and the role in the cockpit on pilots’ workload and situation awareness. Eight pilots with the experience of Controller-Pilot Data Link Communications (CPDLCs) participated in this simulated experiment. Two types of communication medium (voice and datalink), three types of flight phase (departure, cruise, and arrival), and two types of role (pilot flying and pilot non-flying) were investigated in the experiment. The results indicated that flight phase is a significant factor and cruise is the most suitable phase for datalink use on pilots’ acceptance, workload, and situation awareness performance. Both medium and role were not the significant factors. Since there is no significant difference on medium when no extra tasks and interferences involved in a normal flight, that the use of CPDLC can be justified during all phases of a no-event flight. In addition, the results of usability indicated that the simulated CPDLC with command selection functions proposed in this study provides good utility for the participants. In order to use the CPDLC for all phases of flight in the future, adding more command selection functions in place of typing messages by pilots and accommodating appropriate interfaces for different phases are recommended to enhance the usability of the CPDLC unit.     

我国民航飞行员个性特征及影响因素研究

采用卡特尔16种个性因素量表(16PF)对我国民航飞行员的个性特征进行测试与分析,为探讨与飞行员操作特征之间的联系,保证飞行安全提供依据。运用基本数据统计分析、单一样本T检验、因素分析、多变量方差分析等方法对我国民航飞行员的个性特征进行分析。统计分析结果表明飞行员所具有的基本个性特征有稳定性、恃强性、兴奋性、有恒性和敢为性以及敏感性、怀疑性和独立性。年龄、职务和飞行时间对飞行员的个性特征有显著性影响。利用因素分析提取的7种主要因素,包含了飞行员较为全面的个性特征,且具有一定的客观性和代表性。     

提高协和飞机事故的安全性研究

为提高民航系统的安全性,研究典型的协和飞机事故的发生过程,采用案例比较法,对当时的安全情况进行研究;提出假如协和飞机采取中断起飞的决定,安全性比继续起飞的要高,生存率会提高。该结论对完善民航的系统安全有促进作用。笔者所选的案例都是与协和飞机处境相似的情况,提出具体的改善方法,即让安全规定适应多变的情况,全面涵盖变化着的系统安全边界。如果驾驶员处于走停的两难境地,允许声明进入更安全的紧急状态;在危险时刻塔台空管员应该给出更有利的指挥。     

A comparison of general aviation accidents involving airline pilots and instrument-rated private pilots

Introduction: The extremely low accident rate for U.S air carriers relative to that of general aviation (∼1 and ∼60/million flight hours respectively) partly reflects advanced airman certification, more demanding recurrency training and stringent operational regulations. However, whether such skillset/training/regulations translate into improved safety for airline pilots operating in the general aviation environment is unknown and the aim of this study. Methods: Accidents (1998–2017) involving airline pilots and instrument-rated private pilots (PPL-IFR) operating non-revenue light aircraft were identified from the NTSB accident database. An online survey informed general aviation flight exposure for both pilot cohorts. Statistics used proportion testing and Mann-Whitney U tests. Results: In degraded visibility, 0 and 40% (χ² p = 0.043) of fatal accidents involving airline and PPL-IFR airmen were due to in-flight loss-of-control, respectively. For landing accidents, airline pilots were under-represented for mishaps related to airspeed mismanagement (p = 0.036) relative to PPL-IFR but showed a dis-proportionate count (2X) of ground loss-of-directional control accidents (p = 0.009) the latter likely reflecting a preference for tail-wheel aircraft. The proportion of FAA rule violation-related mishaps by airline pilots was >2X (7 vs. 3%) that for PPL-IFR airmen. Moreover, airline pilots showed a disproportionate (χ² p = 0.021) count of flights below legal minimum altitudes. Not performing an official preflight weather briefing or intentionally operating in instrument conditions without an IFR flight plan represented 43% of airline pilot accidents involving FAA rule infractions. Conclusions: These findings inform safety deficiencies for: (a) airline pilots, landing/ground operations in tail-wheel aircraft and lack of 14CFR 91 familiarization regulations regarding minimum operating altitudes and (b) PPL-IFR airmen in-flight loss-of-control and poor landing speed management. Practical Applications: For PPL-IFR airmen, training/recurrency should focus on unusual attitude recovery and managing approach speeds. Airline pilots should seek additional instructional time regarding landing tail-wheel aircraft and become familiar with 14CFR 91 rules covering minimum altitudes.     

基于信息处理和事故链原理的结构化飞行员差错模型

为了对民航飞行员人为差错进行系统分析,研究民航业中常见人为差错的分析方法,指出其局限性。基于信息处理过程和事故链原理,从微观的认知过程和宏观的HFACS框架2个层面构建一种新的飞行员人为差错分析模型,并对模型中的情景分析、差错模式与分类、认知机理、差错恢复、差错成因、反馈机制和防御机制等几大核心模块进行阐述,重点介绍认知机理在差错形成中产生的关键影响因素,提出结构化差错分析方法的思路与步骤。该模型为民航飞行员人为差错的产生机理、差错分类和差错成因的分析提供一种新思路,但模型的进一步应用还有待于通过案例分析来验证。     

基于TEM模型的民航不安全事件关联规则挖掘与分析*

为了预防民航不安全事件的发生,应用机组威胁与差错管理（TEM）模型分析2014—2020年民航事故/征候的航空安全报告资料,提取事件里存在于民航运行风险中潜在的情况、威胁、机组差错等因素,通过改进的关联规则方法挖掘其中的关联关系,包括挖掘与事件严重程度有关的因素,找到TEM模型中的关键因素和影响航空器结束状态的致因因素,并进行关联网络图分析。研究结果表明:手动操纵/飞行控制差错、缺少/不足的飞行培训和安全管理、飞行员之间沟通差错与程序执行错误是造成事故/征候的显著因素;关联规则能够有效利用航空安全报告信息,通过定量的方法挖掘事故/征候的特征,找到影响民航不安全事件的强关联因素,为民航安全管理人员提供决策依据。