民用飛機飛行安全評價指標體系研究

0評價指標體系的建立近年來，我國航空工業(yè)快速發(fā)展。為了提高航空安全水平，有必要提高行業(yè)的安全管理能力。飛行運行系統(tǒng)是航空公司的核心部分,其安全水平直接影響整個航空公司的安全狀況。對飛行運行系統(tǒng)進行綜合安全評價,可掌握系統(tǒng)的安全狀況,了解其不足和潛在風險,并針對這些問題提出改進措施,從而提高航空公司系統(tǒng)安全的管理水平。目前,國內(nèi)外已有多種運作成熟的航空安全評價系統(tǒng),如國際航空運輸協(xié)會(IATA)的運行安全審計(IOSA)、美國聯(lián)邦航空局(FAA)的航空運輸監(jiān)察系統(tǒng)(ATOS)、國內(nèi)航空公司安全評估系統(tǒng)和中國民航安全審計(CASAP),這些系統(tǒng)均包含對航空公司飛行運行系統(tǒng)的評價。IOSA在對飛行人員資格進行審核時,缺少對其心理素質(zhì)的評價,同時由于該審核方法未考慮指標權(quán)重,使各指標沒有主次之分,以致無法對飛行運行系統(tǒng)的總體安全水平進行評價。ATOS側(cè)重于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,而不注重組織安全水平的評價,且在安全監(jiān)察時忽略了管理要素。航空公司安全評估系統(tǒng)側(cè)重事后管理,即從已經(jīng)發(fā)生的事故和事故征候著手,側(cè)重人為因素的檢查而較少涉及風險管理。中國民航安全審計屬于“規(guī)章符合性檢查”,該評價方法注重規(guī)章、程序的遵守情況,但忽略了飛行運行的風險管理和飛行員的心理素質(zhì),以總符合率作為最終評價結(jié)果。中國民航安全審計要求所有指標的重要性一致(即各指標沒有主要和次要之分),具有一定的局限性。本文通過分析2002—2006年發(fā)生的民航事故及事故征候,結(jié)合專家意見并采用層次分析法確定各指標權(quán)重,從人、機、環(huán)境和管理4個方面建立飛行安全評價指標體系。同時,根據(jù)模糊數(shù)學理論建立飛行安全模糊綜合評價模型。1飛行安全評價的主要因素首先利用歷史數(shù)據(jù),即針對2002—2006年由機組原因引發(fā)的130起事故和事故征候,找出機組通常出現(xiàn)的問題并分析飛行運行系統(tǒng)中影響飛行安全的主要因素。同時,咨詢專家(政府部門安全管理人員2名、從事安全管理工作的資深飛行員2名、安全理論研究者1名)意見,確定影響飛行安全但未造成不安全事件的潛在因素。從人、機、環(huán)境和管理4方面建立飛行安全評價指標體系A(chǔ)(表1)。1級指標記為B,包括飛行員B1、飛機B2、環(huán)境B3和管理B4;2級記為C(C1,C2,C3,…,C13),3級記為C11,C12,C21,…,C134。2飛機安全模糊綜合評價模型2.1模糊綜合評判模糊綜合評價方法的基本思想是在確定評價因素的評價等級標準和權(quán)值基礎(chǔ)上,根據(jù)模糊集合變換原理,以隸屬度描述各因素的模糊界限,構(gòu)造模糊評判矩陣,再通過多層復合運算,最終確定評價對象的所屬等級。模糊綜合評價包括單層次模糊評價和多層次模糊評價,其中單層次模糊評價是多層次綜合模糊評價的基礎(chǔ)。本文算例采用多層次模糊評價,即先對底層各指標進行模糊綜合評價,再對較高層次指標進行模糊綜合評價,最后對各頂級指標進行模糊綜合評價,通過加權(quán)平均得到最終定量評價結(jié)果。2.2模糊綜合評價的數(shù)學模型2.2.1指標重要性評價采用層次分析法(AHP)確定各指標權(quán)重。先構(gòu)造判斷矩陣,判斷矩陣元素值反映了人們對飛行安全評價各指標重要性的認識;專家對各指標的重要程度進行兩兩比較,逐層判斷評分;計算判斷矩陣的特征向量以確定下層指標對上層指標的貢獻程度,從而得到各變量層指標對目標層指標重要性的排列結(jié)果;將判斷矩陣代入AHP計算軟件,即可算得上級指標的權(quán)重W。2.2.2評價結(jié)果的等級評價集是評價者對評價因素作出的各種評價結(jié)果的集合。本文將評價集分為4個等級(v):很好、好、一般和差,這4個等級構(gòu)成評價集V={v1,v2,v3,v4},而指標的最終評價結(jié)果也相應(yīng)分為4個等級。2.2.3評價集中說采用專家調(diào)查法建立評價矩陣R。由專家綜合判斷各指標所屬的安全等級,根據(jù)評價者對各指標的評價結(jié)果計算出各指標在各個評價等級所占的比重,從而得到該指標在評價集中的隸屬度。2.2.4評價綜合矩陣采用加權(quán)平均模糊算子M(·,?)對各指標進行評價,該方法適用于通過綜合考慮所有因素的權(quán)重來求得總體指標的情況。根據(jù)指標權(quán)重矩陣W和評價矩陣R進行綜合評價,得到綜合評價矩陣B=W。R(“?！北硎灸：仃嚨暮铣蛇\算)。根據(jù)加權(quán)平均原則和等級得分,對B的分量進行處理,得出定量指標值,即可判斷最終評價結(jié)果所屬的安全等級。2.2.5測試結(jié)果對最終評價向量B=(r1,r2,r3,r4),分別對4個等級賦以95、80、70和50分,由公式G=95r1+80r2+70r3+50r4,可得最終評價結(jié)果。其中,95、80、70和50這4個分值是根據(jù)“很好、好、一般、差”4個等級,經(jīng)過小組討論和專家咨詢,在中確定的最能表示每個等級特性的點。由于這4個點間的中點(即87.5、75和60)的隸屬性比較模糊,將這些中點作為邊界點,可得4個評價區(qū)間,分別對應(yīng)4個等級(表2)。3實例分析對某航空公司的飛行運行系統(tǒng)進行模糊綜合評價,建立的指標體系見表1。3.1計算軟件的一致性檢驗根據(jù)層次分析法計算各層指標的權(quán)重。以4個2級指標為例,首先構(gòu)造判斷矩陣;專家采用9級標度法對各指標的重要程度進行評分(表3);將判斷矩陣代入AHP計算軟件,并進行一致性檢驗(CI=0.048,RI=0.900,CR=0.053)。由于CR<0.1,一致性檢驗通過,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根據(jù)評價結(jié)果確定標所屬各評價等級的比例由10名專家(主要為航空公司飛行部人員)評判各指標所屬的安全等級(很好、好、一般、差),根據(jù)評價結(jié)果計算各指標在各評價等級所占的比重,從而得到該指標在評價集中的隸屬度。以B1層指標為例,評價矩陣為3.3多安全綜合評價根據(jù)B=W。R進行綜合評價,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),從而計算出飛行運行系統(tǒng)的綜合評價矩陣為根據(jù)評價向量的處理公式G=95r1+80r2+70r3+50r4,可得到該航空公司飛行運行系統(tǒng)的綜合評價值為G=72.57分,即該航空公司飛行運行系統(tǒng)的安全等級為“一般”。通過對該公司近期安全業(yè)績和不安全事件的統(tǒng)計和分析發(fā)現(xiàn),該公司的安全水平在整個行業(yè)中處于中等水平(2007全行業(yè)運輸飛行事故征候的萬時率為0.30,其中,該公司運輸飛行事故征候的萬時率為0.29),還有許多地方需要完善和改進。4基于模糊綜合評價模型的實例驗證本文從人、機、環(huán)境和