西安区域使用临时航路X18安全风险评价与经济性分析

杜岸洲 首都经济贸易大学

2021年4月22日在全球气候分会上，习近平总书记向世界庄严承诺，我国将力争在2030年前实现碳达峰、在2060年前实现碳中和。随着国家经济的快速发展，民航业也蓬勃发展，近5年里航班量以每年10%以上的速度增长，其中每年全国使用的燃油数量、成本和碳排放也相应增长。民航运输是全社会碳排放的重要组成部分，减少民航运输的碳排放，既可以为减少国家碳排放做贡献又可以为国家节省大量的燃油成本。通常情况下，空中交通管制单位通过在固定区域缩减航班的航程和飞行时间，是最直接也是最有效的方法。为了达到缩短航程的目的，国家划设了很多条临时航路，但是临时航路的使用往往伴随着风险，如发生民航运输机与军航训练机之间的飞行冲突等。因此，在保证安全的前提下使用临时航路，既能达到减少燃油使用成本的目的又能达到减少碳排放的目的，是一项利国利民的重要措施。

一、临时航路X18的概况和使用风险分析

西安区域管制中心是中国八大区管中心之一，承担着我国由南至北和由东到西的航班调度任务，是我国空中交通保障的一支重要力量。由图一可知，X18航路是西安区域的重要临时航路之一，其东起点为OMBON，西至西宁上空。它的作用是连接两条重要国际航路，分别为B330和B215，B330在西安区域为南北走向，B215在西安区域为东西走向。按照航路走向相关规定，从西南方向即成都及以远去往乌鲁木齐及以远的航班，通常经B330、B215往返，在西安区域内飞行约699KM。在空域容许的情况下可以使用X18从OMBON直飞点P434，这样飞行的航程约为548KM。比计划航路少飞约151KM，飞行时间约11分钟。

图一 X18 航路示意图

通过西安区域专家组评议，使用X18航路有以下风险：1.X18航路上向东飞行的航班与B330、Y1航路航路上向东飞行的航班在OMBON汇聚，容易造成飞行冲突；2.X18航路上向西飞行的航班与B215航路航路上向西飞行的航班在P434汇聚，容易造成飞行冲突；3.当有空军活动的情况下，X18航路上的航班容易与空军飞机发生冲突。

二、使临时航路X18的经济性分析

同样条件下，飞行距离减少，飞行时间也会减少，因此燃油的消耗相应减少。虽然不同的机型每小时耗油量不尽相同，但是在同级别的航空器间的差值不大[1]。目前国际上主要的运输客机为波音B737系列和空客A320系列。为了便于计算，本文将选取B737-200机型为标的，计算其节省燃油的情况。

飞机的飞行速度通常在一个区间里，不同机型速度有所不同，B737-200的马赫数通常在0.73—0.80之间，为了便于计算，本文选取其常用马赫数0.785，即速度V为853KM每小时。其燃料航空煤油的价格是随着国际油价走势波动的，文章选取近日平均价格为6 170元每吨。根据测定，B737-200每小时耗油约为2 500升。根据以上数值，可计算得出B737-200每小时耗油成本为。根据B737-200每公里耗油成本为。

由前文可知，使用X18航路比计划航路少飞约151KM，该航段的航班量约为163架次/天，假设所以航班都使用X18，预计每年可节省的燃油费M为：

18.083×151×163×365≈1.62 亿元

三、风险评价方法介绍

风险评价的方法，从量化程度的角度出发，风险评价可划分为定性评价、半定量评价和定量评价。从推理过程的角度出发，风险评价可划分为归纳推理和演绎推理评价法。从评价目的的角度出发，风险评价可划分为事故致因评价、事故后果评价和风险分级评价。以下是几种常用的风险评价的方法：人工神经网络法[2]，事件树分析(ETA)，事故树分析(FTA)，灰色系统理论[3]，风险指数评价法等。各种评价方法有其自身的优点和缺点，由于风险指数评价法直观、可以实现定量评估和便于应用等特点，本文将应用该方法对使用X18航路的风险进行定量分析与风险管控。通过风险管控，可以保证X18航路在安全的前提下使用。

对于风险矩阵进行定性风险估算主要利用风险评估指数法(RiskAssessment Code，RAC)这一方法。风险评估指数的目的是加权的方法计算风险的大小，即就是从影响风险的可能性和严重程度两个方面出发，划分成不同的等级，在对各个层级进行定量赋值。通常对事件发生概率有低到高分为1,2,3,4,5级。对严重性的划分通常按严重程度从轻到重分为1,2,3,4,5级。风险等级根据严重程度和发生概率加权计算值从大到小分为：不可接受的风险、可容忍和可接受。

四、风险评价和管控

风险矩阵模型的建立是评估的关键部分之一，可以参考概率模型[4]等方法来确定模型中的各个因素。

(一)“可能性”与“严重性”评估

按照指数评估法的原则，对可能性进行以下量化：

极不可能=1近5年未发生；不太可能的=2平均每年统计发生1—2次；偶然的=3平均每月统计发生1—3次；经常的=4平均每周统计发生1—4次；频繁的=5平均每天统计发生1次(含)以上。

按照指数评估法的原则，对严重性进行以下量化：

可忽略的=1安全不受影响；轻微的=2工作受到影响，但并未造成不良后；严重的=3造成工作差错；危险的=4造成事故征候；灾难性的=5造成事故。

(二)风险指数确定

确定了可能性和严重性的值后，确定风险指数。本文选取风险指数=可能性*严重度，可根据风险矩阵进行风险评估。风险指数的确定可以根据所评估对象的不同，选取不同的函数来确定。

(三)风险等级划分

在得出风险指数并进行评估，可参考下表确定相应的风险可接受程度，划分风险等级(见表1)：

表1 风险等级划分表

(四)使用X18航路的风险评价

西安区域专家组评议，对使用X18航路风险的可能性和严重性评估如下：

1.X18航路上向东飞行的航班与B330、Y1航路航路上向东飞行的航班在OMBON汇聚，容易造成飞行冲突：可能性4，严重性3，风险等级12；2.X18航路上向西飞行的航班与B215航路航路上向西飞行的航班在P434汇聚，容易造成飞行冲突：可能性4，严重性2，风险等级8；3.当有空军活动的情况下，X18航路上的航班容易与空军飞机发生冲突：可能性5，严重性3，风险等级15；对照表2，使用X18航路风险无空军活动时为可容忍，有空军活动时为不可接受。

(五)风险管控后使用X18航路风险评价

1.X18与B330、Y1航路汇聚风险控制：X18主用高度9 500米，B330、Y1航路不使用9 500米。控制后的可能性2，严重性2，风险等级4；2.X18与B215航路汇聚风险控制：X18主用高度9 200米，B215航路不使用9 200米；控制后的可能性2，严重性2，风险等级4；3.X18航路上的航班容易与空军飞机发生冲突风险控制：当空军活动时不使用X18。控制后的可能性3，严重性1，风险等级3。对照表2，通过风险管控后，使用X18航路风险为可接受。

五、风险管控后的经济性分析

根据前文计算可知，在理想状态下使用X18航路可以每年节省约1.62亿元，但是未经过风险管控有可能造成灾难性的后果，经过分析管控后，空军活动期间不使用X18，据统计，空军活动的时间约为3.3小时/天，因此风险管控可节约的成本R为。这是一个相当可观的数字，在保障航空安全的基础上能为国家节省一笔不小的费用，同时还节省了能耗，减少了碳排放。

据统计，截止2020年底，全国共有临时航路120多条，占全国航路航线总数的20%左右。虽然每条临时航路节省的航程不尽相同，但是其累计节约的能量和成本是相当可观的。因此，增加使用临时航路，是一项一举多赢的措施。

六、结语

经济和安全是相辅相成的，只追求经济而不顾安全会导致灾难性的后果，相反只追求安全而不顾经济会导致破产。只有在安全的基础上追求利益的最大化才是可持续的发展道路。经过以上分析，西安区域在空军无活动，向东主用9 500米，向西主用9 200米的前提下使用临时航路X18可以为国家节约1.4亿元左右的燃油。在风险管控后的经济效益是可观的，该措施是安全可行的，因此在在风险管控后使用临时航路是安全可行的。