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民航飞行员疲劳风险评估

2021-02-02
来源:首都经济贸易大学管理工程学院 肖超 中国民航管理干部学院 唐历华 作者:


   近年来,中国民航运输量持续快速增长,民航一线人员尤其是飞行员工作负荷持续增加,导致疲劳现象十分普遍。事实上,由于飞行人员职业性质特殊、任务繁杂、重复性高、工作时间漫长不固定,飞机驾驶成为一项易产生心理生理疲劳的职业。疲劳已在世界范围内严重威胁着飞行安全,如1997年大韩航空飞行事故的录音中,可以听出机长“十分困倦”,导致操作不当引发了飞行事故,造成228人遇难。据美国国家运输安全委员会统计,全世界大约15%~20%的航空事故与疲劳有关,飞行员疲劳已成为航空领域涉及安全的重大问题。本文通过构建科学的飞行员疲劳评估指标体系,建立合适的评估模型方法,以解决民航飞行员疲劳风险评估问题。

 

飞行疲劳风险评估指标

 

  民航飞行员评价指标体系主要通过文献分析、专家访谈法、问卷调查法等构建而成。国际民航组织发布的疲劳风险管理文件指出导致飞行机组成员疲劳的主要原因为:(1)夜间飞行为疲劳度最大的阶段;(2)白天睡眠质量较差,睡眠时间不足,疲劳状态不易恢复。与飞行相关的疲劳因素有:(1)额外飞行任务多;(2)飞行值勤时间过长;(3)公司培训和行政任务多。

  飞行疲劳影响因素中的排班、飞行、环境、生理、心理5个因素指标可以确立为飞行疲劳评估体系的一级指标,构成准则层,每一个准则层下又包含若干个二级指标,构成指标层。排班因素(F1)的二级指标包括适应轮班制(F11)、飞行小时(F12)、休息时间(F13);环境因素(F2 的二级指标包括飞行疲劳的管理措施(F21)、疲劳报告机制(F22)、企业安全文化(F23)、飞行疲劳的相关培训(F24)、人力资源(民航飞行员数量和质量)(F25);飞行因素(F3 的二级指标包括工作负荷(F31)、跨昼夜值勤(F32)、跨时区飞行(F33)、运行类型(F34);生理因素(F4 的二级指标包括睡眠(F41)、医疗因素(药物/酒精滥用等)(F42)、昼夜节律(F43)、健康状况(F44)、年龄与性别( F 4 5 心理因素(F5)的二级指标包括应激反应力(F51)、自信心(F52)、机组关系(F53)、协作能力(F54),共确定21个二级指标。这些一级指标和二级指标将用到后续的飞行疲劳风险评估模型应用研究中。

 

飞行疲劳风险评估方法

 

  现有比较流行的综合评价方法主要包括模糊综合评价法、灰色综合评价法、人工神经网络评价法、层次分析法、数据包络分析法等,以及这些方法的有效结合。这些方法均考虑了被评价对象的多个因素、多个指标,通过这些因素和指标来反映评价对象的实际水平。本文采用G1法和模糊综合评价方法进行飞行疲劳风险评估。

  G1法是通过对AHP(层次分析法)进行改进,避开了AHP中的缺点。G1法通过对影响因素的排序确定因素的权重,适用于影响因素不能完全量化的模糊赋值。G1法的优点是它的每一步都能充分体现专家的意愿,过程清晰明确,方法简单实用,无需判断矩阵,更无需一致性检验。但是G1法需要满足强一致性和弱一致性,需要提出要求评价指标满足弱一致性的改进型序关系分析法。

  模糊综合评判法是应用模糊关系合成原理、用多个因素对被评价事物隶属度等级状况进行综合评价的一种方法。由于评价因素较多,采用多层次模糊评价法进行。根据模糊数学理论,此模型及评价过程是确定评语集、确定评价指标的隶属度、模糊综合评价。本文确定评语集为5个等级,小、较小、一般、较大、大。指标对评语集的隶属度建立模糊综合评价矩阵。然而飞行疲劳的影响因素大多无法定量化,因此需要采用模糊统计法来确定隶属度。由隶属度可得到模糊评价矩阵,模糊矩阵的合成算子采用加权平均型算法。

  评价结果的处理是综合评价矩阵以隶属度的形式表征了综合评价结果,各数值为可能性评价等级临界值的中值,可判断最终评价结果所属的可能性等级。

 

飞行员疲劳案例分析

 

  选取某航空公司某执行任务的飞行员为研究对象,对其飞行疲劳风险进行定量评估。设有6个民航飞行员参与疲劳风险评估,据上述改进的G1法计算各层指标的权重,对5个准则层指标进行重要性排序。

  确定指标权重。对于准则层,用极值处理法对评价指标做无量纲化处理。依据以上的思路和方法,分别对各二级指标的权重进行评估计算,得到二级指标值。

  评价指标隶属度的确定。根据每个专家对每个民航飞行员的实际调查数据,根据模糊统计分析法,确定各指标的综合评判隶属度。针对飞行疲劳风险评价指标,本文聘请8位专家对评判指标进行评价,这8位专家是从事飞行及相关管理以及培训工作的专家。计算各指标隶属度(v1v2v3v4v5),统计整理结果如表1所示。




  多层次模糊综合评判。对准则层指标进行模糊综合评判,飞行疲劳发生的可能性综合值为4.6905,介于46之间,评价结论是机组飞行疲劳发生的可能性处于一般水平。

结论

  确定排班因素、飞行因素、环境因素、生理因素、心理因素5个指标为民航飞行员疲劳风险影响因素中的一级指标,采用改进的G1法和模糊综合评判过程作为飞行员疲劳评估模型可进行定量评估。通过案例验证了飞行疲劳风险评估体系、评估方法的可行性。

【责任编辑:cheng】