第1章　研究概述

1.1　研究背景

近年来，随着我国逐步开放低空空域及连续出台鼓励政策，通用航空产业进入快速发展轨道，成为重要的经济增长点。国务院办公厅于2016年5月印发《关于促进通用航空业发展的指导意见》，明确了通航产业的战略目标和发展路径，为其快速发展提供了政策支持，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（以下简称“中国民航局”，CAAC）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%[1]。随着低空空域管理改革的深入，我国通用航空将迎来新一轮发展热潮，水上机场的建设将和其他通用机场一样，在我国焕发出新的活力。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[2]。在我国土地资源日益紧缺的今天，20世纪30年代曾经辉煌一时的水上飞机重新迎来了春天。

水上飞机与其他固定翼飞机相比，不需要占用大量土地资源的陆地机场；与旋翼机相比，具有较高的经济性和安全性；与船舶运输相比，具有不可比拟的高速性。因此，在临海和水资源丰富的地区有着不可替代的地位和广阔的发展空间。近年来，继美国、澳大利亚、加拿大、泰国、印度尼西亚、马尔代夫等旅游业发达的国家之后，中国成为大力开展民用水上飞机项目的国家。美国、澳大利亚、加拿大、马尔代夫等国水上飞机市场已经相当成熟，需求不会有明显的增长。而中国作为一个新兴市场，对水上飞机的需求强烈。我国海岸线达18000公里，流域面积在1000平方公里以上的河流近1500条，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。国内美亚航空、幸福通航、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上百个，自主研发的大型水上飞机AG600业已首飞成功，都标志着我国水上飞机的发展进入快车道。

综上，随着中国经济的快速发展，开拓发展水上飞机具有广阔的市场，因此必须加快水上机场的建设，为水上飞机的发展提供保障。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。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[3-4]。据中国民航局统计，2014—2017年国内通用航空事故数依次为6起、12起、23起和38起（不包括各类黑飞及瞒报事故），呈逐年递增态势。水上飞机是指能在水面操纵的航空器，是利用水面起飞、降落与停靠的飞机，分为浮筒型、船身型和水陆两栖型，其运行安全风险错综复杂[5]。2015年5月10日，湖北荆门一架A2C水上运动飞机起飞阶段在漳河水库发生侧翻，致使2名游客溺水身亡。2016年7月20日，幸福通航一架塞斯纳208B型水上飞机执行上海金山飞往浙江舟山的任务，在起飞阶段发生撞桥事故，致使机上5人死亡、5人受伤。2018年7月4日，美亚航空一小型水上飞机在海南万宁进行例行训练时，在水库中发生倾覆事故，致使机上1人死亡、1人失踪。这些事故使水上飞机运行安全问题备受社会各界关注，亟须对我国水上机场建设情况及运营安全风险等相关问题进行系统研究。

场务保障对水上机场安全运行至关重要。海上、内河、湖上等不同选址条件下的水上机场标准不同；水上飞机大小类型的差异对水上机场的建设及管理也提出不同的要求；水上飞机在起降航道中容易与航行船只产生冲突；水上飞机相关专业技术人员紧缺，各种因素都对水上机场场务保障的工作质量和效率提出了高要求。尤其是在执行飞行任务期间，确保水上飞机飞行安全，将使水上机场场务保障面临很大的压力。因此，现阶段水上机场场务保障的风险管理能力亟待提高，以便更好地适应内外部环境的变化。

水上跑道侵入风险亟须研究。首先，跑道侵入是陆基机场最重要的危险源之一，水上机场因其位于江河、湖泊、海港等开放水域，往来船舶及漂浮物不确定性强，致使跑道监管难度大，发生跑道侵入事件的概率更高。例如，海南三亚、广州番禺的水上机场都紧邻游艇码头，游艇上下客频繁，水上飞机与游艇交叉作业，形成异质交通流，游艇极易侵入水上飞机起降跑道；类似广州番禺的内河水上机场紧邻主航道，往来作业船舶通行繁忙，极易形成航道冲突。其次，水面交通事故发生率较高，据交通运输部《2014年交通运输安全事故报告》，该年度国内船舶碰撞事故涉及船舶1285艘，占事故船舶总数的71.5%，且船舶下沉快、船员自救难度大，加之气象水文条件复杂，船舶碰撞事故致死率较高。最后，相对于陆基通航机场，水上机场安全管理难度更大：起降水域开放、与船舶等异质交通混杂、气象水文环境复杂、接受海事／空管双重调度等，其运行风险管控难度更大。水上飞机在起降水域滑行阶段，受横风／斜流、风浪／涌浪、能见距离等环境因素影响，容易与过往船舶、漂浮物或其他障碍物的会遇距离过近，进而形成水上航道冲突，若飞行员没有及时采用合理有效的避碰措施，会导致水上飞机倾覆或者与船舶等障碍物的碰撞、剐蹭[5-6]。

基于通航水上飞机发展的现实需要，本研究首先介绍美国、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。以此为基础，综合运用安全科学、系统科学、风险管理等多学科理论，研究了场务保障安全风险预警指标体系，以及水上跑道侵入风险演化机理及预警模型。通过理论性研究和现场调研，分析在执行飞行任务期间影响水上机场场务保障安全风险的各类因素，识别水上机场场务保障安全风险，从而构建出符合水上机场场务保障实际的安全风险预警指标体系。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、组织管理、安全监管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，并整合子系统模型实现侵入风险的动态预警，提出风险管控对策。