- 通用航空水上机场安全风险管理研究
- 张攀科等
- 2449字
- 2024-05-22 15:31:18
前言(1)
国务院办公厅于2016年发布《关于促进通用航空业发展的指导意见》，明确指出要加快通用机场建设，基本实现地级以上城市拥有通用机场或兼顾通用航空服务的运输机场。根据中国民用航空局统计，截至2020年末，全国在册通用航空机场339个，通用航空飞行量106.5万小时，年均增长8.2%。水上机场将和其他通用机场一样，在我国焕发出新的活力。我国海岸线辽阔，内陆河流密集，兼之拥有诸多大型湖泊，为发展水上飞机提供了良好的条件。地处东南沿海的长三角地区经济基础较好，大型天然湖泊、河流和人工水库众多，加上沿海岛屿星罗棋布，这些水域都为建造水上机场提供了极好的天然条件。
水上飞机和水上机场因其依赖资源少，成为我国通用航空业的重点发展领域。相比其他通用航空器，水上飞机只需要开阔的水面便可起降，有利于节省稀缺的土地资源，适用于水域资源丰富的内陆和沿海地区。作为通用航空中较为特殊的一类，水上机场的建设要求也具有一定的独特性，不仅需要空军和民航管理部门对低空空域资源的共同审批，又由于涉及水路，水上机场的建设还需要海事部门的审批。国内美亚航空、幸福运通航、华彬通航、宗申天辰通航等已投入水上飞机商业运营，规划在建的水上机场达到上百个，自主研发的大型水上飞机AG600业已经过多轮次多场景试飞，都标志着我国水上飞机的发展进入快车道，水上机场的建设运营有着广阔的前景。
由于我国民用水上通用航空的发展相对比较滞后，目前国内的水上机场数量不多。为加快培育水上机场市场，释放市场潜力，根据有关单位的调研，国家民航局组织编制了《加拿大水上机场建设与运营》（IB-CA-2016-02）和《美国水上飞机运营经验与案例》（IB-CA-2017-04）两则信息通告，并于2017年1月颁发了《水上机场技术要求（试行）》（AC-158-CA-2017-01）的咨询通告，供国内相关部门、单位和企业在水上机场规划、建设、运营等阶段参考。通用航空水上机场建设规范的研究和制定，对于机场建设过程有很强的指导意义，对建成投入运营后的安全风险防控具有基础性作用。由于从业人员素质参差不齐、安全管理体系不健全、安全资源投入匮乏、飞行器可靠性弱、通航保障条件和作业环境复杂等原因，我国通用航空的飞行事故率和事故征候率远高于运输航空，运行安全面临着严峻挑战。同时，持续的新冠肺炎疫情也对通航企业的运营造成很大负面影响，各类事故频发使水上飞机运行安全问题备受社会各界关注。
本书围绕通用航空水上机场安全风险管理问题，从机场建设和运营实务视角，关注我国通用航空水上机场建设的现状及问题诊断；从安全风险演化机理视角，以水上机场场务保障及跑道侵入为研究对象，研究水上机场场务保障风险预警指标体系，以及水上跑道侵入风险预警模型。首先，介绍美国、加拿大、印度尼西亚、马尔代夫等国家水上机场建设及运营管理经验，全面调研我国水上机场建设的现状，通过深度访谈和问卷调查分析我国民用水上机场建设的问题，并分析问题的成因。其次，以国内外学者对于水上机场场务保障、预警模型、安全管理措施等方面的研究为基础，结合在广东某海事局及湖北某水上机场的深度调研，识别水上机场场务保障的安全风险，并构建风险预警指标体系。最后，选择典型风险情景水上跑道侵入作为研究对象，基于风险管理、扎根理论、事故树分析、贝叶斯网络、系统动力学、演化博弈论等理论和方法，分析水上飞机起降作业流程及特点，识别、归纳、整理水上跑道侵入风险因素，构建风险因素概念模型；从起降作业层、组织管理层、安全监管层等三个层次分别构建混合概率风险分析模型、组织风险演化模型以及安全监管演化博弈模型，并整合子系统模型以实现侵入风险的动态预警，提出风险管控对策。涵盖以下内容：
（1）运用扎根理论方法识别了水上跑道侵入风险因素并构建概念模型。梳理和分析水上飞机起降作业流程、各参与主体职责划分以及起降作业特点，结合安全会遇距离模型、信息处理模型、SHEL模型分析风险影响因素；基于扎根理论，识别飞行员、管制员、机场客观环境、气象水文、设备设施、安全管理等主范畴及所属风险因素，以此为基础构建风险因素体系概念模型。
（2）集成事故树（FTA）／贝叶斯网络（BBN）、关系向量机（RVC）和模糊集理论等多种方法构建了水上跑道侵入作业层风险演化模型。构建了水上跑道侵入事故树模型，并定性分析模型的最小割集、最小径集，确定各底层事件的结构重要度。利用RVC和模糊集理论确定BBN的先验概率和条件概率，按照风险接受准则构建风险评估矩阵，为决策者提供相应的风险管控参考。
（3）应用系统动力学（SD）构建了水上跑道侵入组织风险演化模型。通过识别组织安全文化、安全管理系统（SMS）和安全绩效三者之间的相互关系建立了水上跑道侵入组织风险演化模型，对安全、生产（业务量）和财务三个绩效目标互相作用下的组织管理系统进行了定性建模和定量仿真分析。
（4）结合演化博弈论和SD方法分析水上机场安全监管策略。为了探究水上跑道侵入风险控制中安全监管机构、水上机场及作业层员工等博弈参与主体的稳定策略选择，基于策略组合下的各主体收益函数矩阵，构建了三方演化博弈模型，并对演化博弈过程进行SD建模仿真分析。
（5）整合上述子系统构建动态预警模型。通过整合水上机场运行的起降作业、组织安全管理、外部安全监管等各子系统分析模型，构建了水上跑道侵入风险动态预警模型，以某水上机场为例进行预警仿真分析。
本书的创新点体现在以下方面：
（1）针对作业层风险特点，基于风险在系统中的传播过程，集成FTA/BBN构建了混合概率风险分析框架。
（2）针对水上机场风险管理的组织子系统，探讨了组织因素是如何影响系统的安全绩效，以系统动力学作为建模工具对组织安全文化、组织安全实践、个人安全绩效三个子系统分别建模并进行模型整合和仿真分析。
（3）将系统动力学与博弈论相结合，围绕外部监管机构、水上机场和作业层员工的安全策略选择，构建了基于收益函数矩阵的三方演化博弈模型，并运用系统动力学对演化博弈过程进行仿真分析。
（4）整合作业层、管理层、监管层子系统模型，实现风险动态预警。
(1) 国家自然科学基金项目“机场飞行区安全风险演化机理及预警仿真系统研究”（项目批准号：71271163）。