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民航飛行員疲勞風險評估

2021-02-02
來源:首都經濟貿易大學管理工程學院 肖超 中國民航管理干部學院 唐歷華 作者:


   近年來,中國民航運輸量持續快速增長,民航一線人員尤其是飛行員工作負荷持續增加,導致疲勞現象十分普遍。事實上,由于飛行人員職業性質特殊、任務繁雜、重復性高、工作時間漫長不固定,飛機駕駛成為一項易產生心理生理疲勞的職業。疲勞已在世界范圍內嚴重威脅著飛行安全,如1997年大韓航空飛行事故的錄音中,可以聽出機長“十分困倦”,導致操作不當引發了飛行事故,造成228人遇難。據美國國家運輸安全委員會統計,全世界大約15%~20%的航空事故與疲勞有關,飛行員疲勞已成為航空領域涉及安全的重大問題。本文通過構建科學的飛行員疲勞評估指標體系,建立合適的評估模型方法,以解決民航飛行員疲勞風險評估問題。

 

飛行疲勞風險評估指標

 

  民航飛行員評價指標體系主要通過文獻分析、專家訪談法、問卷調查法等構建而成。國際民航組織發布的疲勞風險管理文件指出導致飛行機組成員疲勞的主要原因為:(1)夜間飛行為疲勞度最大的階段;(2)白天睡眠質量較差,睡眠時間不足,疲勞狀態不易恢復。與飛行相關的疲勞因素有:(1)額外飛行任務多;(2)飛行值勤時間過長;(3)公司培訓和行政任務多。

  飛行疲勞影響因素中的排班、飛行、環境、生理、心理5個因素指標可以確立為飛行疲勞評估體系的一級指標,構成準則層,每一個準則層下又包含若干個二級指標,構成指標層。排班因素(F1)的二級指標包括適應輪班制(F11)、飛行小時(F12)、休息時間(F13);環境因素(F2 的二級指標包括飛行疲勞的管理措施(F21)、疲勞報告機制(F22)、企業安全文化(F23)、飛行疲勞的相關培訓(F24)、人力資源(民航飛行員數量和質量)(F25);飛行因素(F3 的二級指標包括工作負荷(F31)、跨晝夜值勤(F32)、跨時區飛行(F33)、運行類型(F34);生理因素(F4 的二級指標包括睡眠(F41)、醫療因素(藥物/酒精濫用等)(F42)、晝夜節律(F43)、健康狀況(F44)、年齡與性別( F 4 5 ; 心理因素(F5)的二級指標包括應激反應力(F51)、自信心(F52)、機組關系(F53)、協作能力(F54),共確定21個二級指標。這些一級指標和二級指標將用到后續的飛行疲勞風險評估模型應用研究中。

 

飛行疲勞風險評估方法

 

  現有比較流行的綜合評價方法主要包括模糊綜合評價法、灰色綜合評價法、人工神經網絡評價法、層次分析法、數據包絡分析法等,以及這些方法的有效結合。這些方法均考慮了被評價對象的多個因素、多個指標,通過這些因素和指標來反映評價對象的實際水平。本文采用G1法和模糊綜合評價方法進行飛行疲勞風險評估。

  G1法是通過對AHP(層次分析法)進行改進,避開了AHP中的缺點。G1法通過對影響因素的排序確定因素的權重,適用于影響因素不能完全量化的模糊賦值。G1法的優點是它的每一步都能充分體現專家的意愿,過程清晰明確,方法簡單實用,無需判斷矩陣,更無需一致性檢驗。但是G1法需要滿足強一致性和弱一致性,需要提出要求評價指標滿足弱一致性的改進型序關系分析法。

  模糊綜合評判法是應用模糊關系合成原理、用多個因素對被評價事物隸屬度等級狀況進行綜合評價的一種方法。由于評價因素較多,采用多層次模糊評價法進行。根據模糊數學理論,此模型及評價過程是確定評語集、確定評價指標的隸屬度、模糊綜合評價。本文確定評語集為5個等級,小、較小、一般、較大、大。指標對評語集的隸屬度建立模糊綜合評價矩陣。然而飛行疲勞的影響因素大多無法定量化,因此需要采用模糊統計法來確定隸屬度。由隸屬度可得到模糊評價矩陣,模糊矩陣的合成算子采用加權平均型算法。

  評價結果的處理是綜合評價矩陣以隸屬度的形式表征了綜合評價結果,各數值為可能性評價等級臨界值的中值,可判斷最終評價結果所屬的可能性等級。

 

飛行員疲勞案例分析

 

  選取某航空公司某執行任務的飛行員為研究對象,對其飛行疲勞風險進行定量評估。設有6個民航飛行員參與疲勞風險評估,據上述改進的G1法計算各層指標的權重,對5個準則層指標進行重要性排序。

  確定指標權重。對于準則層,用極值處理法對評價指標做無量綱化處理。依據以上的思路和方法,分別對各二級指標的權重進行評估計算,得到二級指標值。

  評價指標隸屬度的確定。根據每個專家對每個民航飛行員的實際調查數據,根據模糊統計分析法,確定各指標的綜合評判隸屬度。針對飛行疲勞風險評價指標,本文聘請8位專家對評判指標進行評價,這8位專家是從事飛行及相關管理以及培訓工作的專家。計算各指標隸屬度(v1,v2,v3,v4,v5),統計整理結果如表1所示。




  多層次模糊綜合評判。對準則層指標進行模糊綜合評判,飛行疲勞發生的可能性綜合值為4.6905,介于46之間,評價結論是機組飛行疲勞發生的可能性處于一般水平。

結論

  確定排班因素、飛行因素、環境因素、生理因素、心理因素5個指標為民航飛行員疲勞風險影響因素中的一級指標,采用改進的G1法和模糊綜合評判過程作為飛行員疲勞評估模型可進行定量評估。通過案例驗證了飛行疲勞風險評估體系、評估方法的可行性。

【責任編輯:cheng】
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