民用飞机飞行安全评价指标体系研究

民用飞机飞行安全评价指标体系研究

0评价指标体系的建立近年来，我国航空工业快速发展。为了提高航空安全水平，有必要提高行业的安全管理能力。飞行运行系统是航空公司的核心部分,其安全水平直接影响整个航空公司的安全状况。对飞行运行系统进行综合安全评价,可掌握系统的安全状况,了解其不足和潜在风险,并针对这些问题提出改进措施,从而提高航空公司系统安全的管理水平。目前,国内外已有多种运作成熟的航空安全评价系统,如国际航空运输协会(IATA)的运行安全审计(IOSA)、美国联邦航空局(FAA)的航空运输监察系统(ATOS)、国内航空公司安全评估系统和中国民航安全审计(CASAP),这些系统均包含对航空公司飞行运行系统的评价。IOSA在对飞行人员资格进行审核时,缺少对其心理素质的评价,同时由于该审核方法未考虑指标权重,使各指标没有主次之分,以致无法对飞行运行系统的总体安全水平进行评价。ATOS侧重于发现问题和解决问题,而不注重组织安全水平的评价,且在安全监察时忽略了管理要素。航空公司安全评估系统侧重事后管理,即从已经发生的事故和事故征候着手,侧重人为因素的检查而较少涉及风险管理。中国民航安全审计属于“规章符合性检查”,该评价方法注重规章、程序的遵守情况,但忽略了飞行运行的风险管理和飞行员的心理素质,以总符合率作为最终评价结果。中国民航安全审计要求所有指标的重要性一致(即各指标没有主要和次要之分),具有一定的局限性。本文通过分析2002—2006年发生的民航事故及事故征候,结合专家意见并采用层次分析法确定各指标权重,从人、机、环境和管理4个方面建立飞行安全评价指标体系。同时,根据模糊数学理论建立飞行安全模糊综合评价模型。1飞行安全评价的主要因素首先利用历史数据,即针对2002—2006年由机组原因引发的130起事故和事故征候,找出机组通常出现的问题并分析飞行运行系统中影响飞行安全的主要因素。同时,咨询专家(政府部门安全管理人员2名、从事安全管理工作的资深飞行员2名、安全理论研究者1名)意见,确定影响飞行安全但未造成不安全事件的潜在因素。从人、机、环境和管理4方面建立飞行安全评价指标体系A(表1)。1级指标记为B,包括飞行员B1、飞机B2、环境B3和管理B4;2级记为C(C1,C2,C3,…,C13),3级记为C11,C12,C21,…,C134。2飞机安全模糊综合评价模型2.1模糊综合评判模糊综合评价方法的基本思想是在确定评价因素的评价等级标准和权值基础上,根据模糊集合变换原理,以隶属度描述各因素的模糊界限,构造模糊评判矩阵,再通过多层复合运算,最终确定评价对象的所属等级。模糊综合评价包括单层次模糊评价和多层次模糊评价,其中单层次模糊评价是多层次综合模糊评价的基础。本文算例采用多层次模糊评价,即先对底层各指标进行模糊综合评价,再对较高层次指标进行模糊综合评价,最后对各顶级指标进行模糊综合评价,通过加权平均得到最终定量评价结果。2.2模糊综合评价的数学模型2.2.1指标重要性评价采用层次分析法(AHP)确定各指标权重。先构造判断矩阵,判断矩阵元素值反映了人们对飞行安全评价各指标重要性的认识;专家对各指标的重要程度进行两两比较,逐层判断评分;计算判断矩阵的特征向量以确定下层指标对上层指标的贡献程度,从而得到各变量层指标对目标层指标重要性的排列结果;将判断矩阵代入AHP计算软件,即可算得上级指标的权重W。2.2.2评价结果的等级评价集是评价者对评价因素作出的各种评价结果的集合。本文将评价集分为4个等级(v):很好、好、一般和差,这4个等级构成评价集V={v1,v2,v3,v4},而指标的最终评价结果也相应分为4个等级。2.2.3评价集中说采用专家调查法建立评价矩阵R。由专家综合判断各指标所属的安全等级,根据评价者对各指标的评价结果计算出各指标在各个评价等级所占的比重,从而得到该指标在评价集中的隶属度。2.2.4评价综合矩阵采用加权平均模糊算子M(·,♁)对各指标进行评价,该方法适用于通过综合考虑所有因素的权重来求得总体指标的情况。根据指标权重矩阵W和评价矩阵R进行综合评价,得到综合评价矩阵B=W。R(“。”表示模糊矩阵的合成运算)。根据加权平均原则和等级得分,对B的分量进行处理,得出定量指标值,即可判断最终评价结果所属的安全等级。2.2.5测试结果对最终评价向量B=(r1,r2,r3,r4),分别对4个等级赋以95、80、70和50分,由公式G=95r1+80r2+70r3+50r4,可得最终评价结果。其中,95、80、70和50这4个分值是根据“很好、好、一般、差”4个等级,经过小组讨论和专家咨询,在中确定的最能表示每个等级特性的点。由于这4个点间的中点(即87.5、75和60)的隶属性比较模糊,将这些中点作为边界点,可得4个评价区间,分别对应4个等级(表2)。3实例分析对某航空公司的飞行运行系统进行模糊综合评价,建立的指标体系见表1。3.1计算软件的一致性检验根据层次分析法计算各层指标的权重。以4个2级指标为例,首先构造判断矩阵;专家采用9级标度法对各指标的重要程度进行评分(表3);将判断矩阵代入AHP计算软件,并进行一致性检验(CI=0.048,RI=0.900,CR=0.053)。由于CR<0.1,一致性检验通过,得WA=[0.460,0.188,0.059,0.294]。同理,可求得WB1=(0.503,0.080,0.113,0.206,0.098),WC1=(0.5,0.5),WC2=(0.581,0.109,0.310),WC3=(1),WC4=(0.333,0.570,0.097),WC5=(0.423,0.312,0.265)。3.2根据评价结果确定标所属各评价等级的比例由10名专家(主要为航空公司飞行部人员)评判各指标所属的安全等级(很好、好、一般、差),根据评价结果计算各指标在各评价等级所占的比重,从而得到该指标在评价集中的隶属度。以B1层指标为例,评价矩阵为3.3多安全综合评价根据B=W。R进行综合评价,得同理,可求得BB2=(0.0321,0.4225,0.3546,0.1908);BB3=(0.0491,0.2932,0.5673,0.0903);BB4=(0.0501,0.4232,0.4319,0.0952),从而计算出飞行运行系统的综合评价矩阵为根据评价向量的处理公式G=95r1+80r2+70r3+50r4,可得到该航空公司飞行运行系统的综合评价值为G=72.57分,即该航空公司飞行运行系统的安全等级为“一般”。通过对该公司近期安全业绩和不安全事件的统计和分析发现,该公司的安全水平在整个行业中处于中等水平(2007全行业运输飞行事故征候的万时率为0.30,其中,该公司运输飞行事故征候的万时率为0.29),还有许多地方需要完善和改进。4基于模糊综合评价模型的实例验证本文从人、机、环境和