中国民航运输航空器偏_冲出跑道统计分析

1、第 8 卷 第 7 期中 国 安 全 生 产 科 学 技 术 Vol 8 No 72012 年 7 月Journal of Safety Science and TechnologyJuly 2012文章编号: 1673 193X( 2012) 07 0127 06中国民航运输航空器偏 / 冲出跑道统计分析 霍志勤1，2( 1 中国民航局航空事故调查中心，北京 100028) ( 2 南京航空航天大学 民航学院，南京 210016)摘 要: 为了查找民航运输航空器偏 / 冲出跑道事件的共性特点及成因，对比了国外不同研究机构的相关数据，统计分析了 1996 年至 2010 年间中国民航偏 / 冲

2、出跑道事件。结果表明，6 月、7 月、8 月因常常伴有降水、雷暴等复杂天气现象，事件数量最为集中; 着陆阶段航空器偏出跑道是本类事 件中最突出的问题。驾驶术欠缺、CRM 失效、复杂气象条件、违反 SOP、夜航或受灯光不利影响是 促成着陆阶段偏出跑道的主要因素。当两种或两种以上风险因素同时存在时，因耦合效应着陆偏 出跑道事件的发生概率会明显增加。关键词: 航空器; 偏 / 冲出跑道; 安全; 事故; 事故征候中图分类号: X928 03文献标识码: AStatistical analysis on runway excursion of transport aircraft in ChinaHU

3、O Zhi-qin1，2( 1 Aviation Accident Investigation Center，Civil Aviation Administration of China，Beijing 100028，China) ( 2 School of Civil Aviation，Nanjing University of Aeronautics Astronautics，Nanjing 210016，China)Abstract: In order to find the common features and causes of runway excursion toward tr

4、ansport aircraft，relevantdata from different abroad research institutes were contrastively studied，and runway excursion events in China from1996 to 2010 were also statistically analyzed The result showed that there are more runway excursion events due to precipitation and thunderstorm or other compl

5、icated weather occurred in June，July and August Veer off during landing phase is the prominent issue The major contributing factors include deficiency of piloting technology，fail- ure of crew resource management，complex weather conditions and violation of standard operation procedure，night operation

6、 or adverse influence from lights When simultaneity of two or more risky factors occurs，the probability of this kind event will significantly increase due to coupling effectKey words: aircraft; runway excursion; safety; accident;accident indication2007 年美国联邦航空局发布了咨询通告防止冲出跑道( AC91 79) 1，向运营人提供了标准操作程

7、序。2008 年澳大利亚运输安全局发布了 题 为偏 /冲出跑道2 的 安 全 报 告，分析了原因提出了防范 措施。2009 年国 际航空运输协会和飞行安全基金 会联合推出“降 低 偏 / 冲出跑道风险工具包”，同 年 霍尼韦尔公司针对偏 / 冲出跑道对机载电子设备进 行了升级。冲出跑道、偏出跑道、跑道外接地也俗称0引言为了减小偏 / 冲出跑道事件的发生概率 并 降 低其 严 重 程 度，国际民航界一直在研究应对策 略。收稿日期: 2012 01 09作者简介: 霍志勤，高级工程师，博士研究生。·128·中 国 安 全 生 产 科 学 技 术 第 8 卷为“冲”、“偏”、“掉

8、”。在我国，针对偏 / 冲出跑道进行创新型专题研究尚不多见。王浩锋、谢孜楠3 对1997 年至 2006 年我国 民 航 发 生 的 7l 起 偏 / 冲 出 跑 道和场外接地事故征候的发生原因和规律进行了研 究并提出了 防 范 措 施。孔 祥 骏4 统 计 分 析 了 2003 年至 2008 年我国民航发 生 的 36 起 偏 / 冲 出 跑 道 事 件，提 出 了 预 防 对 策。 周 易 之、舒 平5 对 1990 至2007 年中国民航在起飞阶段发生的偏 / 冲出跑道事 件进行了统计分析，提出其防范措施应从加强飞行 员培训入手。以上文章皆有一定参考价值，但诸多 深层次的问题有待继续研

9、究。本研究目的就是掌握 我国民航这类事件的危害，查找共性特点和成因，为 制定防范对策奠定基础。由于运输航空是民航业关 注的焦点，在此不考虑其它类别的飞行任务。3结果与分析3. 1航空器偏 / 冲出跑道的总体情况根据国际航空运输协会对全球商业航空运行自2004 年至 2008 年的统计，世界各地区在偏 / 冲出跑道方面表现出的安全水平相差甚远。从该类事故的 数量上看，亚太地区最多; 从百万离场偏 / 冲出跑道 事故率来看，最好的是北亚地区，最差的是非洲。中 国位于北亚地区，在该时间段在偏 / 冲出跑道层面处 于世界领先水平。该机构统计指出，2008 年全球航 空事故中偏 / 冲出跑道位列第一，占

10、到所有事故数量 的 25% ; 2009 年全球航空事故中偏 / 冲 出 跑 道 位 列 第二，占到所有事故数 量 的 26% ; 2010 年 全 球 航 空 事故中偏 / 冲出跑道位列第一，占到所有事故数量的21% 。飞行安全基金会统计了 1995 年至 2008 年间 商业运输航班事故6，发现 1429 起重大和严重损害 事故中有 431 起事故与跑道有关，而 这 431 起 事 故 中的 417 起是偏 / 冲出跑道事件，即平均每年发生约30 起偏 / 冲出跑道事件。14 年期间因为航空器偏 / 冲出跑道 导 致 712 人 死 亡。澳 大 利 亚 统 计 了 1998 年 1 月 1

11、 日至 2007 年 12 月 31 日期间的 141 起偏 / 冲出跑道事故，其 中 120 起发生在着陆阶段，21 起 发生在起飞阶段。发生在着陆阶段的事故，72 起是 冲出跑道，48 起是偏出跑道7。英国民航局( CAA) 偏 / 冲出跑道专题小组对英国相关致命事故和强制 报告事件进行了研究8 9。结果表明，在偏 / 冲出跑道致命事故中，机组的操作失误是其最主要的因素， 其主要因素按事故统计次数排序依次 为“机 组 ”、 “飞机”、“天气”、“跑道”和“ATC”。在强制报告事 件数据库中，“天气”是出现频率最高的因素。跑道 因素则位居第二。空中客车公司按照国际民航组织 的事故分类方 法

12、统 计 了 近 20 年 ( 截 止 到 2010 年) 全球所有飞机全损事故数 据10，偏 / 冲 出 跑 道 事 故 的数量位列 第 一，约占所有事故类别的三分之一。 波音公司统计了从 2001 年至 2010 年全球全重 6 万 磅以上的商用喷气( 涡轮风扇发动机) 飞机( 不包括 苏联 / 独联体制造的飞机以及从事军事服务的商用 飞机) 相 关 事 故11。 其中致命事故 数、死 亡 人 数( 包括 机 上 和 外 部 ) 居 于前三位的都是偏 / 冲 出 跑 道、失去 控制和可控飞行撞地。1980 2008 年 期1研究范围目前，不同机构对航空器偏 / 冲出跑道的界定并不完全一致。国

13、际民航组织的事故 / 事故征候数据报 告 ( Accident / Incident Data Reporting，ADREP) 系 统、飞行安全基金会和国际航空运输协会将偏 / 冲出 跑道定义为: 跑道上的航空器从侧方偏出跑道( run- way veeroff ) 或从末端冲出跑道 ( runway overrun ) 。 航空器偏 / 冲出跑道一般是无意行为，但也可能是有 意行为，例如为了减少损失而有意偏出跑道。按照 该定义，偏 / 冲出 跑 道 包 括 4 种 情 况: ( 1 ) 起 飞 航 空 器在到达跑道末端前不能离 地或不能完成中断起 飞; ( 2) 着陆航空器在到达跑道末端前

14、 不 能 停 止;( 3) 起飞、中断起飞的航空器偏出跑道; ( 4 ) 着 陆 航 空器偏出跑道。2研究方法本研究采用的方法有: ( 1 ) 通过文献综述，了解国际民航界关于偏 / 冲出跑道事件的最新状况以及防范策略; ( 2 ) 基 于中国民用航空安全信息网 ( ht- tp: / / safety caac gov cn / ) 的 数 据 库，统 计 自 1996 年 1 月 1 日至 2010 年 12 月 31 日期间偏 / 冲出跑道 事件的数据，明确这类问题常见的发生阶段和主要 表现形式以及年度、月度分布情况; ( 3) 通过案例分 析、专家咨询、文献综述等方法归纳应给予关注的重

15、 点问题的主 要 风 险 因 素; ( 4 ) 查 找 风 险 因 素 间 的 耦合关系，推导事件原因，初步提出改进思路。第 7 期中 国 安 全 生 产 科 学 技 术 ·129·间，全球民航飞机偏 / 冲出跑道百万航班( 包括起和降) 事故 ( 不包括事故征候 ) 率12 统 计 显 示，全 球 偏 / 冲出跑道事故率总体略有下降。最近 10 年起飞 冲出跑道和起飞偏出跑道事故率变化平缓，无显著 升降趋势。着陆冲出跑道事故率有一定下降，而着 陆偏出跑道事故率则呈现上升态势。根据民用航空安全信息网的数据，自 2005 年 1 月 1 日至 2010 年 12 月 31 日

16、，中 国 民 航 发 生 87 起 运输严重事故征候，其中 25 起是偏 / 冲出跑道，不仅 位列第一而且远远高出其它 类别严重事故征候数 量，如图 1 所示。跑道关闭中断运行。虽然只有 19. 8% 的偏 / 冲出跑道事件涉及到跑道关闭中断运行，但是应注意到这 类事件波及面大，对运输系统往往造成深远的影响。 通过加强应急管理，可以提高突发事件处置能力，减 少损失。3. 2. 2按照年度统计1996 2010 年，中国民航平均每年发生 6. 1 次民航运输航空器偏 / 冲出跑道事件，百万架次事件率 为 2. 19。1996 1997 年的数据大大高于平均数，两 条对数趋势线具有显著相似性，事件

17、数量和百万架 次率均呈连续下降态势，说明我国民航在防范偏 / 冲 出跑道方面的安全管理效能持续提高。3. 2. 3按照月份统计从月份统计数据看，偏 / 冲出跑道事件在全年当中并非呈均匀分布，以 6 8 月发生的事件数量最集 中，峰值出现在 8 月份，其它月份波动幅度不大。它 与这些月份中常常伴有的降水、多云、雷暴等复杂天 气现象不无关系。3. 2. 4 按照飞行阶段统计中国民 航 91 起 偏 / 冲 出 跑 道 ( 加 上 跑 道 外 接 地) 事件中，82 起发生在着陆阶段，9 起发生在起飞 阶段。发生在起飞阶段的 9 起偏 / 冲出跑道事件中， 冲出 1 起，偏出 8 起。发生在着陆阶段

18、的 82 起偏 / 冲出跑道事件中，偏出跑道 63 起，冲出跑道 11 起， 跑道外接地 8 起。由此可见，航空器偏 / 冲出跑道从 飞行阶段讲，主要发生于着陆阶段; 对于着陆阶段而 言，主要表现为偏出跑道。这一特点与相关文献13 的统计结果存在差别，与国际航空运输协会( IATA)( 起飞占 18% ，着 陆 占 82% ) 以 及飞行安全基金会 ( FSF ) ( 起 飞 占 21% ，着 陆 占 79% ) 的 结 果 高 度吻合6。图 1 中国民航运输飞行严重事故征候分类统计综上，国外机构统计的侧重点不尽相同，但是都反映出偏 / 冲出跑道是一类高危事件，不仅事件发生 频率高而且人员死亡

19、率高，偏 / 冲出跑道事故率表明 该类别事故的防范没有明显改进，应该引起高度关 注。我国民航的统计数据表明，偏 / 冲出跑道是严重 事故征候中最显著类别，因此对此进行研究具有较 强的现实意义。3. 23. 2. 1我国民航偏 / 冲出跑道事件统计分析偏 / 冲出跑道事件损失统计3. 2. 5按照风险因素统计据国际 航 空 运 输 协 会 ( IATA) 统 计，每 年 因 为偏 / 冲出跑道导致的平均经济损失在 5 亿美元左右， 它包括人员伤亡、航空器受损、跑道关闭、旅客延误、失去公众信任 等。1996 2010 年，我 国 民 航 发 生 1 起冲出跑道运输事故，飞机严重受损; 1 起跑道外

20、接 地，2 人受伤，飞机严重受损; 91 起偏 / 冲出跑道事件 ( 加上跑道 外 接 地) ，造 成 了 不同程度的后果，直 接损失包括: 道 面 受 损、航 空 器 ( 机 身、机 翼、起 落 架、着陆阶段偏出跑道事件的促成因素很多，不同文献的视角不同，观点和结论均不尽相同。本文通 过案例归纳、专家咨询、文献综述等方法，将着陆阶 段偏出跑道事件的主要风险归纳为 23 个因素，分别 是机组资源管理( Crew Resource Management，CRM) 失效、违反标准操作 程 序 ( Standard Operating Proce- dure，SOP) 、驾 驶 术 欠 缺、跑道未刻

21、槽或 未 及 时 除 胶、积 水、积 冰 积 雪、刹 车 系 统 故 障、反 喷 减 速 板 故 障、爆胎、前轮转弯卡阻、大侧风或风切变、复杂气象发动机) 受 损，间 接 损 失 包 括: 当 事 航 班 发 生 延 误、·130·中 国 安 全 生 产 科 学 技 术 第 8 卷条件、空中 交 通 管 制 员 ( Air Traffic Controller，ATC)指挥不当、机组做“小航线”、飞行程序不合理、低于 标准进近、ATC 对 航 行诸元不当限制、安 全 政 策 不 合理、无评估天气或道面的程序、隧道效应、非精密 进近、无 跑 道 中 线 灯、夜航或受灯光不利影

22、响。以63 起着陆偏出 跑 道 为 统 计 对 象，在 15 个 风 险 因 素 方面采集到统计数据。着陆阶段偏出跑道事件的风 险因素中，首当其冲的是驾驶术欠缺。驾驶术是指 在正常情况下的飞行员的动作技能和心智技能，其 欠缺主要表现为机组偏差修正能力较弱、操纵错误、目测偏差 大 等。提高我国民航飞行员的基本驾驶 术，应该从提高飞行员的准入门槛入 手，归 结 到 训练。系统与系统之间存在非线性相互作用，多种因素 也常常出现交互促进、叠加的耦合效应。在航空安全 管理领域，安全活动过程中各种风险之间的依赖和影 响关系不同。不同风险因素间的依赖和影响程度越 大，则风险耦合度越大，越易于促成事件的发生。

23、表1 和图 2 分别是取前 7 项因素考虑二者共存时的数据 和取前 5 项风险因素考虑三者共存时的数据。表 1 两个不同风险因素共存时的统计数据两因素共存时诱发事件数量驾驶术欠缺CRM失效复杂气象条件违反SOP夜航或受灯光不利影响隧道效应积水驾驶术欠缺CRM 失效 复杂气象条件违反 SOP夜航或受灯光不利影响 隧道效应积水20161716181015121481089771077454RO23 / DHC6 / DHC8 / SAAB340 / MA60 / Y7 / Y8 / EMB190 / EMB145) ，分别统计出不同机型系列发 生 的 事 件数以及不同风险因素对应的事件数，计算出彼

24、此 之间的相关系数。如表 2 所示。统计学理论认为，相关系数 | r | 0. 8 即可视为 高度相关。由于上表已剔除一些影响较小的因素， 因此彼此之间的相关度普遍都大。对于着陆阶段偏 出跑道而言，不同风险因素的影响程度从大到小依 次为: 复杂气象条件、积水、驾驶术欠缺、CRM 失效、 违反 SOP、隧道效应、夜航或受灯光不利影响。针对 r0. 95 的几组因素而言，复 杂 气 象条件与驾驶术 欠缺( r = 0. 969201 ) 、驾驶术欠缺与违反 SOP ( r =0. 965107) 、驾 驶 术 欠 缺 和 积 水 ( r= 0. 946602 ) 、CRM 失效与隧道效应( r =

25、 0. 979958) 、CRM 失效与积水 ( r = 0. 979958 ) 、复 杂气象条件与积水 ( r =0. 958279) 、违反 SOP 与夜航或受灯光 不 利 影 响 ( r= 0. 946762) ，这几组因素之间存在显 著 的 正 相 关 关系，建议予以重点关注。本研究拟对事件及其风 险因素进行多元线性回归分析，但模型无法通过检 验。在此不再赘述。图 2 三个不同风险因素共存时的统计数据按 照 4 类 机 型，即 波 音 系 列 ( B737 / B747 /B757) 、空 客 系 列 ( A320 / A319 / A300 / A330 / A340 ) 、麦 道

26、系 列 ( MD82 / MD90 / MD11 ) 以 及 其 它 系 列( TY154 / YAK42 / IL86 / D328 / BAe146 / ATR72 / MET-第 7 期中 国 安 全 生 产 科 学 技 术 ·131·表 2变量间相关系数矩阵驾驶术欠缺CRM失效复杂气象条件违反SOP夜航或受灯光不利影响隧道效应事件数积水事件数驾驶术欠缺 CRM 失效 复杂气象条件 违反 SOP夜航或受灯光不利影响 隧道效应积水10. 9781910. 9436150. 9890370. 9109940. 8015320. 86287110. 8638680. 969

27、2010. 9651070. 8483020. 76189910. 9060270. 7231020. 5819140. 97995810. 9346330. 8707710. 80371810. 9467620. 57977110. 40824810. 9879250. 9466020. 9799580. 9582790. 8406680. 6998540. 9285711表 3 重复双因子方差分析结果( 交互作用)既然复杂气象条件与驾驶术欠缺呈现显著正相关的关系，r = 0. 969201，对这两个因素进行双因子 方差分析。将复杂气象条件细分为雷暴 / 降水、低云 和低能见度，将驾驶术欠缺

28、细分为偏差修正能力较 弱、操 纵 错 误、目 测 偏 差 大。 除了以上采集到的 1996 年至 2010 年间的数据，还重复采集了 1996 年 之前可用的 数 据。显 然，复 制 个 数 为 2。方 差 分 析 结果如表 3 所示。由表可见，交互作用的 F 值为 5， 大于临界值 F0. 05 ( 4，9 ) = 3. 63，表明复杂气象条件 与驾驶术欠缺对发生着陆偏出跑道事件有显著交互 作用。航空器在进近着陆阶段，在不同环节或条件下， 风险因素的 出 现 概 率、影 响 程 度、影响范围不尽相 同。风险通过特定的传导机理累积、放大甚至突发， 一旦跨越可控阈值后就可能引发非期望状况。由于

29、航空器不可避免地受到内部和外部不确定因素的干 扰和影响，使得初始时刻在某一阶段或环节的微小 差错或威胁依附于各种传导载体以各种形式被传递 和扩散到后续一系列的点及面，进而导致偏离正常 运行目标甚至发生事故。个别风险因素的发生及其 影响力依赖于其它风险的发生及影响程度，一旦形 成强耦合的关系即“1 + 1 2”，则对安全极为不利。 风险耦合的影响既与机组自身抗风险能力有关，也 与航空公司的风险免疫力相关。如果机组的抗风险 能力强，就能很好地规避、应对风险，反之风险对运 行影响大。如果航空公司的风险免疫力强，当航班 面对不确定影响因素时，公司通过适当的管理手段 来进行风险 防 范 与 控 制，提

30、供 后 台 支 持，可 以 缓 解偏差修正能力较弱操纵错误目测偏差大SUMMARY总计雷暴、降水观测数求和 平均 方差2630252. 50. 524206152. 50. 3低云观测数求和 平均 方差2630231. 50. 522106111. 8333330. 966667低能见度观测数求和 平均 方差24202420252. 50. 56132. 1666670. 166667总计观测数求和 平均 方差6162. 6666670. 26666761220. 46111. 8333330. 566667方差分析差异源SSdfMSFP valueF crit样本列 交互 内部1. 3333

31、332. 3333333. 3333331. 522490. 6666671. 1666670. 8333330. 1666674750. 057157 4. 2564950. 014666 4. 2564950. 021206 3. 633089总计8. 517·132·中 国 安 全 生 产 科 学 技 术 第 8 卷nal of Civil Aviation Flight University of China，2008，19( 3) : 3-14孔祥骏 冲 偏 出跑道事件预防研 究J 中 国 民 用 航 空，2009，( 9) : 34-36KONG Xiang-j

32、un Study on preventing runway excursionJ China Civil Aviation，2009，( 9) : 34-36周 易 之，舒 平 起飞阶段冲偏出跑道事故预防分析 J 中国安全科学学报，2009，19( 1) : 38-44ZHOU Yi-zhi，SHU Ping Analysis on prevention of run- way overrun / excursion accident during takeoffJ China Safety Science Journal，2009，19( 1) : 38-44Jim Burin Aviati

33、on Safety 2009，The Year In Review The FSF 62nd Annual International Air Safety Seminar ( IASS) ，Beijing，November 2-5，2009Australian Transport Safety Bureau Runway excursionsR 62 Northbourne Ave，Canberra City，AustralianCapital Territory 2008CAA“CAA Significant SevenTask Force Reports ” CAA paper 2011

34、 /03. March 2011. : / / www caa co uk / application aspx? catid = 33pagetype = 65appid =11mode = detailid = 4452MORs，Described in U K CAA Publication CAP 382， The mandatory Occurrence Reporting Scheme: Informa- tion and GuidanceEB / OL : / / www caa co uk / application aspx? catid = 33pagetype = 65a

35、ppid =11mode = detailid = 214Yannick Malinge Introduction CAAC，Airbus CAAC / Airbus Safety Conference 12th -13th July 2011，Sanya BOEING Statistical Summary of Commercial Jet Air- plane Accidents Worldwide Operations 1959-2010，Se- attle JUNE 2011EUROCONTROL A Study of Runway Excursions from aEuropean PerspectiveR Brussels，Belgium: 2010，3，19-20李小燕 近 十 年 全 球