基于数据分析的民航安全管理体系影响因素

唐金环，杨 芳，盛 卓，徐家旺

(沈阳航空航天大学 经济与管理学院，沈阳 110136)

在贸易自由化步伐加快、国际运输市场逐步一体化的国际背景下，我国的民航运输产业得到了迅猛发展,我国的航线密度和客流量日益增大,同时贸易和物流等行业也使我国民航里程得到空前提升[1]。在贸易、客流、物流等多因素的影响下，我国近年来的运输总周转量增长速度处于国际领先水平,这也使我国民航运输在世界航空市场领域的地位不断提升。但由于我国航线密度高、客流量大、运输总周转量高，我国民航的安全形势复杂，此外人们航空安全意识逐渐提高，现行传统安全管理方法具有局限性，在国际民航安全管理体系不断完善的大背景下，健全民航安全管理体系是当前亟待解决的问题。

自20世纪90年代以来,已有学者对民航安全管理体系(SMS，Safety Management System)进行早期理论探索和实际应用，并形成了比较完善的理论体系[2-3]。在民航行业内，应建立企业安全文化，用企业文化带动行业安全意识。Wiegmanm等[4]对航空行业安全文化的内涵、评估方法、安全文化、安全气氛的区别进行了相关论述,为该领域的研究者与安全人员提供认知安全文化的平台。程程等[5]通过社会网络分析法分析了国内航空安全管理体系研究现状，并提供了客观定量的分析。安全管理系统与其他航空指标间具有紧密联系。Li[6]找出了影响飞行安全的组织因素，并根据组织绩效的差异确定组织因素可能存在的差异，为中国民航业安全研究提供了管理学启示。Cacciabue等[7]认为在实际操作环境中引入安全管理系统(SMS)已成为飞行安全中的重要因素，并给出了直接实施风险评估过程的方法，以解决实际问题。Chen等[8]从航空专家和航空公司管理者的角度出发，编制了一个用于评价公司安全管理体系绩效的SMS量表，还讨论了该量表对实践者和未来研究的启示。Lee[9]认为安全风险管理在航空运输中具有重要意义。综合多种原理和方法，建立了航空安全风险因素定量评估模型，以提高安全风险管理系统的有效性。民用航空系统与企业结合需进行进一步改进。王清晨[10]以东航云南分公司安全管理体系为研究对象,对该系统进行了深入详细的研究,系统介绍了云南分公司实施SMS的经验并指出需要改进和注意的一些问题。Gerede[11]研究质量管理体系(QMS)和维修机构工作的SMS专家的看法，探讨土耳其飞机维修组织实施SMS面临的挑战。民航安全受诸多因素影响，薛宇敬阳等[12]运用事故统计、案例分析、案例列举方法对我国民用航空飞行事故中的不安全动作原因进行了统计,归类分析了不安全动作发生的原因,并列举其对其他事故致因的作用路径,为民用航空企业纠正和控制不安全动作提供了应对策略。王永刚等[13]为了减少民航维修人员不安全行为,探讨了组织因素对民航维修人员安全行为的影响机理。刘军凯等[14]通过组合赋权法，计算着陆冲出跑道事故影响因素的权重大小,对防范着陆冲出跑道事故的发生以及改善民航安全现状有一定的指导意义。周唯杰等[15]建立了多态贝叶斯网络系统安全分析模型，实现了定性与定量相结合的民航安全分析。

综上所述，我国在民航安全管理体系领域研究尚处于完善阶段，综合数据分析的方法给研究带来了难度。本文在现有基础上以我国民航安全管理体系为研究对象，将数据分析与风险管理相结合，运用SPSS、Excel数据分析软件，从民航安全运行情况、民航事故、民航安全信息三个角度进行数据分析，根据分析结果指出我国民航安全管理体系长期存在的问题，并提出了改善和促进我国民航安全管理体系的对策和建议。

1 民航安全管理系统分析

民航安全生产系统主要由人员、设备、环境、管理和信息构成，在子系统中管理系统最具综合性，在民航安全生产系统中，民航安全管理系统作用于人员、设备和环境子系统使其相互联系，协调发挥作用,具有十分重要的全局性作用。因此在民航生产过程中，构建健全的民航安全管理系统是使整个民航系统达到安全生产总目标的必不可少的条件。

在民航生产系统中,由于各要素之间的特殊关系,要求民航安全管理系统对民航安全生产的各个要素进行全面的管理,在安全的基础上对风险进行识别和分析评估，明确系统存在的风险,对事故进行预判及分析。从系统的功能结构来看,安全管理系统是保障民航生产系统正常运行的具有基础和前提作用的关键性子系统。

1.1 安全管理系统核心要素

安全管理系统包括安全政策、风险管理、安全保证和安全促进，如图1所示。各国民航在民航安全管理系统的建设上既有国际民用航空组织(ICAO)的统一要求，又有适应本国国情的不同作法。民航安全管理系统有其核心要素。我国结合实际确定了民航安全管理基本要素为组织子系统、法规子系统和监管子系统。

图1 安全管理系统构成图

1.2 安全管理系统实施原则

为实现提高系统安全性的目标，必须遵守以下安全管理系统实施原则：(1)安全目标与对策满足运输安全水平；(2)民航企业安全管理系统实施由上而下；(3)安全管理系统的实施全体参与；(4)安全管理系统每一环节采用“过程”方法；(5)安全管理工作突出系统性；(6)安全管理的持续改进；(7)深化安全管理变革；(8)民航部门相互合作原则。将安全管理实施系统原则作为安全管理系统实施的基础。

1.3 安全管理系统实施过程

通常建立安全管理体系需要4个步骤：建立组织体系、建立安全管理系统文件体系、认证收集和整理安全信息、以及建立安全审核(内审、外审)与内部监察系统。在安全管理系统实施过程中需要保障民航系统安全有效运行，各部门之间必须进行相互配合，协调生产。安全管理系统过程顺利实施使本组织可以通过风险评估，对潜在安全风险进行量化分析，开发风险控制方法和有效的风险管理，最大程度保障民航系统的安全性。

2 民航安全综合数据分析

伴随民航运输业的快速发展，随之而来的是逐渐上升的民航安全事故率和多类型的安全征候，同时也带来了民航安全风险，这无疑对安全管理系统的构建造成了巨大挑战。如何准确把握民航安全影响因素对构建完善的安全管理系统至关重要。

2.1 民航安全影响因素

影响民航安全的因素主要包括人为因素、设备因素和环境因素，其中人为因素包括机组人员、维修人员、空管人员和机场工作人员，人为因素的多变性是民航安全体系构建需要克服的关键影响因素。设备因素对民航安全产生直接影响，这种影响既有设计与制造的因素，又包括运行与控制的因素，设备的可靠性将直接影响民航生产安全。环境因素按照人为干涉可分为自然环境和人工环境。自然环境主要指与民航活动相关的天气情况、地形情况等。人工环境主要指人为建造的机场，规划的航线，通信条件等，两种环境对民航安全体系的构建均具有不确定性。

(1)人为因素

人为因素也就是通常情况下的人因差错，其实质是由人的个体原因使系统发生的非正常运作。一般情况下，人因差错是违背设计初衷和操作规范的。在可靠性角度上，人因差错是个体主观改造客观事物的过程中没有达到预期，使整个系统非正常运行而产生故障的行为。人因差错具有不确定性，受到多方面因素的影响人因差错具有重复性、潜在性、突变性和频繁性等特点。民航安全生产中人的因素主要体现在机组人员、维修人员、空管人员和机场工作人员等群体。

(2)设备因素

按功能可将民航设备系统分为两类，一类直接用于民航生产运行，另一类保障民航生产安全。设备系统对民航安全生产的影响，既有设计、制造的因素，又有运行与控制的因素，设备的可靠性直接影响民航生产安全。近年来设备方面导致我国民航不安全事件的主要原因依次表现为:飞机故障、飞机结构腐蚀、飞机疲劳损坏和飞机零部件质量问题。

(3)环境因素

环境因素根据人为干涉分类可分为自然环境和人工环境，自然环境主要指与民航活动相关的天气情况、地形情况等,而天气情况受所在地区的地形影响。人工环境主要指人为建造的机场、规划的航线、通信条件等。通过运行环境分类可分为社会、行业、企业环境。社会环境包括国家和地区的政治、经济环境对民航业发展和生产的影响。行业和企业环境因素主要包括管理体制、规章制度、经济运行、行业和企业文化建设等。

2.2 民航安全综合数据收集

本文通过引用相关统计年鉴数据及参考民航安全相关文献，对2018年1～6月我国民航安全信息数据进行整合及分析。数据来源于民航资源网，总结了影响我国民航安全的各大主要因素，通过SPSS、Excel数据软件构建数据模型，进一步研究民航安全影响因素。

2.3 民用航空安全运行情况分析

对统计数据中民航事业单位进行民航飞行小时排名，得到民航飞行小时排名前十位的运营单位，如表1所示。统计发现，中国民用航空飞行学院以145 415飞行时长、223 119起降架次位于飞行排行首位，但通过对比，西安航空基地企胜通用航空有限公司表现出了较高的同比增长速度。相反地，海南航空学校有限责任公司与河北蔚蓝国际航空学校股份有限公司出现同比下降的趋势。在运营单位统计中，绝大多数航空事业单位的飞行小时及起降架次均呈现同比快速增长的趋势，仅有个别单位呈现同比下降的情况。

表1 2018年1～6月民航飞行小时排名前十位的运营单位统计

2.4 民用航空事故分析

通过对民用航空公司责任事故征候和征候原因的分析发现，民用航空业的交通事故、民用飞机的地面事故和重大民用飞机事故均为零，民用航空一般飞行事故和民用航空较大飞行事故各发生一起。在运行类别事故征候方面，相对于民用航空类，运输航空类发生事故的频率更高。而按照严重程度事故征候分析，发生事故多为一般事故，严重事故发生概率较低。在所有事故中，恶劣天气是事故的主要致因，管理问题导致事故的概率最低。

表2 2018年1～6月我国民用航空公司责任事故征候

航空运营中影响民航安全的因素种类较多，个别影响因素之间存在关联性，如表3所示，对航空安全影响因素进行相关性分析发现，对于大部分影响因素来说Ri<0.2，具有较弱的相关性。仅有管理因素与空管因素之间存在0.7>Ri>0.4，两者关系紧密。分析影响因素之间的显著性则发现普遍存在Pi<0.05。在统计学意义上，航空安全影响因素之间相关性较弱，且这种较弱的相关性可能是偶然因素引起，并不具有统计学意义。因此本文在探讨航空安全影响因素中不考虑影响因素之间的相关性问题。

表3 民航安全影响因素相关性分析

续表3

图2 2018年1～6月事故征候原因组成

2.5 民用航空安全信息分析

航空安全信息分析通常包括安全指标分析和安全风险分析，安全指标分析包括民用航空事故万架次率分析、民用航空死亡事故万架次率分析、民用航空事故征候万架次率分析和民用航空一般事件分析。安全风险分析包括安全风险指数与趋势指数分析、不同事件类型安全风险分析、不同事件原因安全风险分析。在分析中采用对比分析法、交叉分析法作为对民用航空安全信息数据分析的方法。

(1)安全指标分析

(a)民用航空事故万架次率

由图3可知，2009-2018年期间，民用航空万架次数大致呈上升趋势，民用航空事故架次率在3年到10年里逐年上升，2018年民用航空事故万架次率明显高于之前年度。短时间内民用航空事故万架次率具有季节性，但长时间观察发现民用航空事故架次率呈现小幅波动的平稳增长态势。

图3 民用航空事故万架次率

(b)民用航空死亡事故万架次率

根据图4可知，2009-2018年期间，随着民用航空万架次增长，飞行事故的平均死亡人数在3年到10年里逐年上升，民用航空死亡事故万架次率波动幅度较大，2018年民航死亡事故发生率与近三年、近十年平均水平相比略高。对比十年前，民航死亡事故率水平相对较高。航空安全危机问题愈加严重，如何建立民航安全体系控制民航死亡事故对航空安全至关重要。

图4 民用航空死亡事故万架次率

(c)民用航空事故征候万架次率

由图5可知，2018年1～6月，民用航空事故征候万架次率虽有短暂增长，但整体保持逐月降低趋势，并在1月和4月分别达到峰值和谷值。民用航空事故征候万架次率分别对比2017年和2010-2014年，同期指标值明显偏高，对比2016年同期指标值，总体呈现偏高状态。民用航空事故征候万架次率总体水平处于偏高位置。

图5 民用航空事故征候万架次率按月累计指标值

图6为2018年1～6月民用航空事故征候按照类型、原因交叉分析图。由图可知在2018年上半年，机组因素最易导致飞行事故，民用航空事故共发生9起，是2018年上半年发生事故最多的类型，同比2017年增加了5起，由于其他原因和飞机冲出跑道占比将近一半。其次机械原因也容易导致飞行事故，航空事故的类型主要有飞机冲出跑道、航空器撞障碍物，且各发生1起，同比2017年事故总数减少，外载荷相关事件并未发生。有关地面保障原因并未发生事故，天气意外导致的民用航空事故较少，发生事故2起，同比2017年增加1起，其他原因和责任待定事故各发生1起。应注意降低机组因素、机械因素和天气意外对民用航空安全的影响。

图6 2018年1～6月民用航空事故及事故征候按原因/类型交叉同比分析

(d)民用航空一般事件分析

由图7可知，针对民航不安全时间分析，对比2015-2017年1～6月，2018年1～6月民航一般事件数量大幅上升，一般事件数量高达436，且增长的幅度具有季节性，在1月和5月达到数量最高值43。

图7 2018年1～6月民航不安全事件数量按月同比分析

由图8可知，2018年1～6月内占一般事件中比例最高的是机械原因一般事件，分布在1月和5月，占比达到37.29%，最高峰时高达18起。事件的高峰在4月和6月，均来自机械因素，各发生了13起机组原因一般事件。天气意外原因发生民航事件的高峰在1月份，其中，由于季节性导致的不良天气将会对民航航空安全产生很大影响，累计发生8起。航空事业单位应通过人为增加维修力度投入来控制机械和机组对民航航空安全的不良影响。

图8 2018年1～6月各月民航一般事件按照原因占比分析

(2)安全风险分析

(a)安全风险指数与趋势指数分析

根据图9，2011-2018年安全风险指数与风险趋势指数呈现大幅波动趋势，2018年1～6月民用航空安全水平总体达到近年最高。安全风险趋势指数显示2018年1～6月民用航空安全风险水平上升，应迅速采取措施进行风险控制管理。

图9 2011-2018年1～6月民用航空安全风险指数与趋势指数对比分析

(b)不同事件类型安全风险分析

根据图10对2018年1～6月民用航空安全风险进行分析。

图10 2018年1～6月我国民航安全风险指数按类型二维分析

A区的事件严重度和风险总值较高。在外载荷相关事件类型中，一般事故征候3起(4月23日AS332L直升机外挂吊桶脱落；5月14日AS332L直升机发生吊桶脱落；5月17日Ka-32飞机导致一段高压线组受损)。在可控飞行撞地/障碍物类型中，较大飞行事故1起(6月16日AS350B3飞机途中坠毁)，一般飞行事故1起(6月2日EC120飞机坠毁)，未定1起，一般事件3起。在冲/偏出跑道类型中，一般事故征候3起(2月26日塞斯纳172飞机偏出跑道接地侧翻；5月20日G200飞机偏出跑道；6月28日AT-504飞机偏出跑道螺旋桨受损)，一般事件5起。

B区的事件风险总值较高，但平均严重度不高的事件类型有：系统失效/故障/卡阻类型一般事故征候1起，一般事件29起；其他类型一般事故征候2起，一般事件13起。

C区的事件平均严重度较高，风险总值不高，这代表事件发生的数量虽然不多，但比较严重。未放起落架或部分起落架着陆类型中，一般事故征候1起(5月10日DA-42飞机未放起落架着陆事件)。该事故风险总值不高，但该类型事件具有量少但事故严重的特点，因此需总结该类事件规律，采取措施降低该类安全风险。

(c)不同事件原因安全风险分析

计算航空综合事件，根据不同分类计算总安全风险和平均风险，绘制出反映不同原因的二维安全风险图，并对图11进行分析。

图11 2018年1～6月我国民航安全风险指数按原因二维分析图

A区事件机组原因风险总值与平均严重度都较高，根据机组人员安全因素对安全风险特性进行研究，统计发现，2018年1～6月民航机组原因造成的可控飞行撞地/障碍物安全风险较高，占78.90%，发生较大飞行事故1起(6月16日AS350B3飞机坠毁)，一般飞行事故1起(6月2日EC120飞机坠毁)，未定1起，一般事件1起。民航机组原因造成的冲/偏出跑道事件占总风险的4.99%，一般事故征候2起(2月26塞斯纳172飞机偏出跑道接地侧翻；6月28日AT-504飞机执偏出跑道螺旋桨受损)，一般事件5起。

处于D区的事件发生原因包括机械原因、地面保障原因、天气意外原因、机务原因、空管原因、军方原因和“其他”。

3 安全风险预警

根据对民航安全综合数据的全面分析，民航安全面临的压力愈加严重，如何在民航快速发展的背景下降低民航安全事故是当前的主要任务，民航安全影响因素与民航安全事故关系紧密，季节性安全风险预警将会削弱民航安全影响因素对民用航空安全的影响，进而更有利于民航安全管理体系的完善。

7月和8月是民航的成批生产时期，也是发生雷暴和持续不断台风的季节，此阶段，安全风险指数达到峰值，发生严重的不安全事故的可能性更高。航空公司要作好准备防止发生冲偏出跑道、重着陆等事件发生。加强训练，防止鸟鸣、风切变、闪电和颠簸，提高机组人员的基本飞行技能;同时，飞机维修和监测需要加强投入力量，以防止严重的机械故障，以此来保障飞行的安全性；对于空管部门来说，应特别注意复杂天气状况观察和预测两个方面以及管理它们的标准;机场应该在防止洪水和防雷设施方面发挥作用，需要加强对大型飞机制动装置的处理。在机场和运输等领域，为了确保飞机的安全和准备着陆，强烈建议改进航空公司与机场之间的飞行准备协议，以确保在恶劣天气下飞行顺利。

9月和10月将由秋季向冬季过渡，部分地区出现低云低能见度天气，且次数频繁，早晚温差大。

11月和12月是民航生产淡季。在寒冷恶劣天气条件下，需要防止冰冻和冰块以及作好安全生产各类工作，如相关设备、维修和储存材料，增强和提高运营能力等，提供安全工作以保障冬季安全运行。

4 存在问题与相关建议

4.1 民航安全管理体系存在的问题

民航飞行能保持较高安全水平在一定程度上依赖于现有民航安全管理体系的不断改革和创新。改革的目的性和动力机制的先进性使我国现有体系在整体上优于改革前体系。虽然我国民航安全管理体系取得一些成果，但现行的安全管理仍存在一定问题，还需要在以下几方面进行深化改革与完善：(1)改革措施在推进中未能完全实施；(2)国家、地区和省市监管局之间的监管责任划分不够清晰；(3)实施机场属地化改革中各利益集团博弈使问题复杂化；(4)规范航空运输的市场准入和竞争规则还需进一步完善；(4)空中交通管制一体化改革实质性进展缓慢；(5)空中警察队伍建设面临诸多实际问题。

4.2 相关建议

目前，民航安全管理机制仍需进一步完善，我国民航安全管理系统处于起步阶段，民航单位借鉴了国外的民航安全管理经验，但仍需进一步调整和完善。

(1)健全安全管理机制

在安全工作中，注意改进安全管理系统工作场所安全责任。合理确定民航企业的安全管理机制，包括执行和维护风险管理系统、内部审查和执行等。

(2)完善风险管理流程

安全管理系统的核心是风险管理。在民航领域，与美国等发达国家对比，我国风险管理理论相对滞后，主要由于风险管理流程不完善。因此，将风险管理流程合理应用于航空系统安全流程中是风险管理中至关重要的一环。

(3)加快民航安全管理的信息化建设

需要加快民航业信息化建设。首先，民航管理局必须确保民航安全保障规范，使民用航空部门有权处理安全信息。其次，完善员工安全信息报告系统。最后，加强国内航空公司有关专家的培训。

(4)加强安全文化建设

结合实际经验,民航安全管理依赖民航企业安全文化体系的建设高效安全关键在于民航企业员工安全行为是否受安全文化引导,同时,航空企业安全文化是安全系统能否有效发挥作用的重要因素。因此，当中国民航安全管理系统建立时，应特别注重加强安全文化建设。

5 结论

本文针对我国民航安全管理体系，将数据分析与风险管理方法相结合，对我国民航安全综合信息的统计数据进行整合分析。从民航安全运行情况、民航事故、民航安全信息3个角度进行数据分析，探索了我国民航安全领域几年的发展趋势。研究发现，随着民航快速发展，民航安全事故呈现出增长态势，影响民航安全的诸多因素具有不确定性。研究表明，我国民航安全管理体系还需要在深化改革中继续完善，并解决当前亟需解决的问题，分别包括健全安全管理机制、完善风险管理流程、加快民航安全管理的信息化建设。在风险管理流程完善的情况下将事故概率降到最低，在信息化建设全面的条件下使民航安全管理系统在多方位协同作业下保证民航安全，在良好的安全文化氛围下运作民航安全管理系统。实现高质量管理水平的艰巨任务，我国民航还需以优化系统功能为目标，进一步完善安全管理系统。