基于人的因素的驾驶舱资源管理

赵 麟

(中国国际航空股份有限公司西南分公司 飞行部，四川 成都 610202)

近年来，民用航空业取得了前所未有的大发展，但是在民用航空业蓬勃发展的同时，民用航空安全问题逐渐凸显出来。随着航空技术的进步，飞机的软硬件设施设备不断得到升级，飞机的自动化系统不断得到完善，飞机的运行环境、运行程序、导航方法和适航标准不断得到改善和提升，从而使得航空安全得到了较大的保障，但航空安全问题仍需我们关注。[1]

驾驶舱是驾驶员操纵飞机的座舱，是飞机的首要元件，它的设计或构造要尽可能满足飞行员的操控舒适感，并且舱内装备的先进导航及各种操控系统要满足安全飞行的需求。在飞机飞行过程当中，有效地对驾驶舱中机组成员、软硬件设施设备和操控资源进行合理分工和协调使用，是驾驶舱资源管理的主要任务。[2]驾驶舱资源管理是民航业内飞行安全管理的一门新兴学科，许多学者已经对其开展深入的研究。

传统飞行机组一般由驾驶舱内的驾驶员(飞行员)、领航员、通讯员和机械员组成。随着现代化大型飞机的投入使用，驾驶舱内先进的自动化电子设备代替了领航员、通讯员、机械员的全部工作，故现今飞行机组主要以驾驶员为主，驾驶员成了驾驶舱的唯一主导。从飞行机组的角度出发，提高人对驾驶舱资源的合理利用，能更好地保障飞行安全，提高航空公司的经济效益。

一、SHEL模型简介

SHEL模型(图1)是爱德华教授在1972年首次提出的，直到1975年经霍金斯教授图表化。[3]SHEL模型由4类模块组成：Software(软件)、Hardware(硬件)、Environment(环境)和Liveware(人)。

针对现代飞机驾驶舱资源管理工作，SHEL模型包含的4类模块和界面分别表示的含义如下：S是指关于飞行员规范化、准确化操作的飞行手册，民航专业规章，公司内部规章等；H是指操控飞机所运用的软件和设备，公司开发的新技术、新程序等；E是指飞行环境，包括内部环境和外部环境，内部环境包括驾驶舱内的各类飞行仪表、软硬件设施设备等辅助飞机正常飞行的工具，外部环境包括起降机场的基础设施、空管设施、空域资源以及气象条件等影响安全飞行的因素；Liveware是SHEL模型的核心，在飞行系统中是最重要的模块；模型中位于中间的L是指飞行机组成员，下方L指参与工作的其他人员，如签派员、运行控制人员等。

图1 SHEL模型

SHEL模型通常是描述飞行过程中“人”的因素的概念模型，它将人的因素置于核心位置，建立了人与人、人与驾驶舱内的软硬件设施和环境等要素之间的关系，给出包括各要素、各要素之间的相互关系及相互配合界面的形象图形。该模型广泛应用在航空人的因素的分析中。在SHEL模型中，各要素间的界面凹凸不平，不完全匹配，这一方面表明了各模块内部的耦合动态变化，也反映了各界面之间存在着冲突、磨合以及配合的过程，需要谨慎配合才能避免系统的断裂和解体。要素内部的动态协调以及要素之间的协调配合共同实现驾驶舱资源的合理充分利用，从而保证飞机安全飞行。

二、人的因素在驾驶舱资源管理中的体现

航空技术的日新月异，使飞机驾驶舱内的软硬件设施设备得到不断完善，飞行事故的比例逐年降低，但飞行安全受人的因素的影响却逐渐增加。驾驶员和飞机安全飞行的关系最为复杂，他们之间的不安全行为直接影响飞机飞行事故的发生率。对以往飞行事故案例的调查分析显示，人的因素产生的飞行事故在所有案例中占比达到了75%左右，说明人在飞行安全中起到核心作用。[4]

驾驶舱资源管理通常也被称作机组资源管理，是每一位飞行机组成员必须掌握的技能。目前，民航发展过程中基于人的因素来协调驾驶舱内的人与人、人与各要素之间的相互协作关系，有效控制因人的行为引起的飞行事故发生率，确保飞行安全是飞机驾驶舱资源管理研究的主流趋势。[5]

随着民用航空业的快速发展，现有的驾驶舱资源管理已不能满足航空业务的发展需求，因此世界各大航空公司都致力于完善对飞机驾驶舱资源的有效管理，开始从人的因素来分析研究，建立以人为核心的驾驶舱资源管理模型(SHEL模型)，从而有效地对飞行事故发生情况进行识别和分析。

在SHEL模型中，人的因素在驾驶舱资源管理中主要表现在以下四个界面：L-S(人-软件界面)、L-H(人-硬件界面)、L-E(人-环境界面)和L-L(人-人界面)。

1.L-S(人-软件界面)

飞行机组的安全飞行工作需要大量的信息进行支撑，这些信息通常是飞行机组做出正确的判断决策、保证飞行安全的前提和基础。人与软件之间的关系是发生飞行事故的显著影响因素，主要体现在以下三个方面：人的遗忘特性、信息查询能力以及人的信息加工与应用能力。

人受自身因素的限制，具有遗忘特性，飞行机组对飞行手册、民航专业规章、公司内部规章的记忆痕迹会随时间的推移逐渐衰退。信息查询能力主要体现在飞行中遇到问题时，需要以飞行手册为准，若无法搜索到正确的信息或不能及时查询到相关规则，则可能会错过最佳解决问题的时间点。人的信息加工与应用能力受多种因素限制，这些因素相互限制可能会导致飞行机组遗漏或疏忽重要信息，产生错误的分析和判断。限制因素的存在既可能会导致飞行过程中对相关信息不能进行准确的加工处理，也可能会出现对加工处理后的信息无法充分合理应用的现象。

2.L-H(人-硬件界面)

随着航空技术的快速发展，飞行机组在驾驶舱中的工作任务正在逐渐简化，现在的主要任务是对飞机设施设备的运行状态进行监控以及根据从设备中获取的信息做出决策。驾驶舱中自动化系统的升级和完善是现代飞机设计的一大亮点，可以最大程度地减轻飞行机组的操纵负荷，进而对飞机的安全飞行提供保障。

驾驶舱资源管理中核心工作是操纵飞机，对舱内的操作资源做出正确识别和控制。人在驾驶飞机时遇见问题会产生应激反应，应激反应具有双重作用。一方面会使飞行机组以较好的状态应对飞行问题，但另一方面对应激反应管理失效则会损害飞行机组的身心健康，直接影响工作效率，降低对飞机设施设备的操纵能力，产生安全隐患。

人具有适应人与硬件之间不匹配的主观特性。航空技术的进步促使驾驶舱硬件设施不断得到完善，自动化程度越来越高，但由于人的主观特性，飞行机组会容易忽略设施设备的缺陷，从而埋下安全隐患。同时，飞行机组会对设施设备产生依赖，以此来减轻自身的工作负荷，并处于放松状态，这也容易导致一系列飞行问题的出现。

3.L-E(人-环境界面)

在驾驶舱资源管理中，人-环境界面包括工作空间、设备的配置和人机界面等，对人存在着不可忽视的影响。人-环境界面具体分为人-内部环境与人-外部环境。人-内部环境，是指人与环境存在感知差错，驾驶舱内部工作环境中多个设备同时运作时可能会导致飞行机组注意力不集中，容易遗忘重要信息。人-外部环境，是指由于参考物不固定容易使飞行机组成员视觉错乱，对飞机运行带来一定的风险；恶劣的气象条件可能导致飞行机组成员产生飞行视觉上的错觉；跑道的宽窄及坡度等因素在飞机起降时同样可能为飞行机组成员带来飞行错觉。情景意识(Situational Awareness，SA)一般是指人对信息进行加工处理时，根据自身的理解和判断，正确感知环境变化和预知未来发展的能力。[6]在民航业内，情景意识是飞行机组在驾驶舱内对影响飞机飞行的各种因素、各种条件的正确感知，是飞行机组安全飞行的基本保障。在飞行工作中，安全性取决于其周围环境信息形成的情景意识，飞行机组由于工作疲劳和工作态度等因素可能会失去SA，导致灾难性的事故。

4.L-L(人-人界面)

飞行中相关部门人员之间的协调沟通是人与人界面的核心。安全飞行是机组人员体力和脑力共同作用的结果，是在第一机长领导下的飞行机组团队合作的结果。[7]飞行机组内各成员间以及与签派员等工作人员能否协调工作，尤其是遇到飞行事故时，全体飞行工作人员井然有序地处置各种突发问题的协调能力是保证安全飞行的关键。

在飞机运行的整个过程中都存在飞行机组与签派员、管制员、地服和气象等工作人员的沟通，以及飞行机组内部成员的交流，这些信息的流通形成闭环系统。但是在实际的工作过程中，由于信息沟通人员双方的脾性、思想、态度等存在差异以及身体疲劳程度不同等因素都可能会影响信息沟通的时效性。同时，工作人员的客观心理状态、通话用语不规范、内容不清晰以及通话用语无反馈复诵等因素也会导致信息流通各个阶段的衔接工作出现问题，进而给飞行过程带来安全问题。

三、基于人的因素的驾驶舱资源管理对策

人总是要犯错误的，而且往往遵循墨菲定律：一切可能发生错误的事必定会发生错误。人作为驾驶舱内工作的核心，必定有这样的可能：即通过合理的航空资源配置和管理，人可以预防和纠正人为错误。[8]只要有人的存在，就有人的因素的存在，因此，提高人认识、分析、解决各类问题的能力，是基于人的因素提高驾驶舱资源管理效率的最有效的办法。

1.提高飞行人员专业知识和技能是驾驶舱资源管理的基础

现代化飞行器的投入使用一方面减轻了飞行机组的体力负荷，另一方面对飞行机组人员的专业知识和技能水平要求却提高了。机组人员只有保持专业知识和技能水平同时稳步提升，才能为安全飞行打下坚实的基础。

机组人员的综合能力提高需要经过长期工作经验累加和学习中的积累，不能期望通过短暂的学习就可以达到质的飞跃。第一，航空公司要定期开展对机组人员的模拟机等复训工作，这样有助于建立和加强飞行员技能的信息痕迹，防止其逐渐消退，出现遗忘。同时，根据遗忘理论安排飞行机组的学习，增设考核频次。第二，加强理论学习，并通过模拟机练习飞行程序，让专业知识形成长时记忆。训练飞行机组长时记忆中的信息，让其成为有组织的知识系统。第三，提升知识系统的组织程度，加快记忆的提取速度，才能在飞行工作中迅速调用各类相关信息，确保飞行过程的安全性。

2.增强飞行人员身体素质是驾驶舱资源管理的保障

无论飞机驾驶舱内控制系统多么先进，归根结底都是现实社会中的人研究设计出来的，都需要人来进行控制，人是驾驶舱中一切行动指令的操纵者。增强机组人员身体素质是飞机驾驶舱资源管理的重要保障。

由于飞行机组职业的特殊性，飞行任务要求高、工作责任大以及突发的设备故障等都会引起机组人员产生应激反应，还要随时使用适当程度的自动化飞行程序，因此，要求机组人员必须拥有强大的应激心理素质。航空公司要合理安排飞行机组的工作时间，提供充足的休息时间。飞行机组要合理安排饮食并保证充足的睡眠，强健自己的体魄，修养身心，全面增强自身的心理素质，以保证对飞行过程中突发事故的有效应对。

3.加强情景意识训练是驾驶舱资源管理的重要环节

情景意识是机组人员在驾驶舱内对飞行器所属环境的感知和判断，是一个持续地对情景状态掌控的过程。飞行机组只有对飞行器当前所处变化的情景有准确的了解，才能在动态和变化的环境中进行有效的计划或做出正确的决策。飞行机组人员应该在训练的初始阶段就建立起良好的飞行习惯和培养自身的情景意识状态，学会评估飞行环境对安全飞行的影响，加强飞行训练中飞行决策和驾驶舱资源管理的有效沟通，进而再综合考虑其他因素的情景变化调整飞行过程中的决策。

飞机驾驶舱内飞行计算机系统自动化设施设备的不断完善，有效地减轻了机组人员的工作负荷，让机组人员能够从容地操纵和监控飞机，同时提高了机组人员的情景意识。通常把驾驶舱内这种自动化系统看作是机组成员中的“第三位”。作为驾驶舱资源管理的重要成员之一，航空公司要特别重视培养飞行机组对“第三位飞行员”的掌控能力，培养飞行机组多学习多思考的意识，努力攻克专业技术知识盲区。飞行机组要掌握飞行自动化的行为逻辑与模式和飞行自动化机械的动力来源与基本构造，以保证飞行机组在“第三位飞行员”的行为出现问题时能够快速有效地进行更正，避免产生无法估量的后果。

航空公司对情景意识训练主要着重于群体情景意识的训练，通过团队技巧训练增加飞行机组的战术意识，在团体讨论中采用开放式的问题来提高飞行机组的信息获得与处理能力；进行案例学习培训，利用计算机提供视觉化演示，让飞行机组了解其潜在的和主动的差错，并依据工作经验制定自己的战略战术；同时，有效的交流也是提高情景意识的重要方法。

4.强化机组人员团队合作是驾驶舱资源管理的重要手段

飞行过程中信息的沟通是全体飞行人员通力合作的过程，要求机组人员在第一驾驶员的组织和协调下，充分发挥每个人的优势和长处，有效地依据信息做出准确的决策，并充分利用驾驶舱资源，以保证飞行过程的安全性。

机组人员在飞行工作中的交流方式主要是面对面口头交流、无线电陆空通话、信号或手势交流、报文交流等，因此航空公司要定期加强对机组人员该方面的培训和考核，杜绝语言歧义、模糊和文化差异，正确使用飞行用语，将交流过程标准化、简单化，最大程度减少信息沟通障碍；定期对信息沟通进行模拟培训，增强飞行机组协调沟通能力，提高信息传递的处理水平；从思想上树立人人有责的观念，创建价值一致的机组文化，培养有利于信息传递的团队精神。

四、结 语

驾驶舱资源管理既是一门艺术，也是一门科学，对舱内各种资源充分运用及有效的管理有助于提高驾驶舱资源管理效率。SHEL模型体现了人在驾驶舱各因素中的重要性，明确了人是各个要素的核心。

从人的角度出发对驾驶舱资源进行有效管理，能够更好地保障飞行安全。航空公司应加强监管力度，对已经存在的问题建立规章制度，加强飞行机组制度培训考核，对未出现的问题未雨绸缪。 通过模拟机训练收集飞行机组各项指标，认真分析人的因素在飞行中可能造成的各种特殊情况，采取积极有效的预防措施，并在飞行过程中予以落实，以做到让飞行机组以最好的状态操纵飞机的目的。