CC BY
133
УДК 629.735.015
ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ БАЗ Д АННЫХ ДЛЯ ОЦЕНКИ РИСКОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВИАПРОИСШЕСТВИЙ В АВИАКОМПАНИЯХ
Г.Н. МАТВЕЕВ
Статья представлена доктором технических наук, профессором Куклевым Е.А.
В статье представлено методическое и научное обоснование схемы построения информационной базы безопасности полетов (БП), необходимой для оценивания уровня рисков авиапроисшествий. Адекватность результатов подтверждена опытом работы Департамента безопасности полета ОАО "Аэрофлот".
Ключевые слова: информационная база, безопасность полетов, оценка рисков, матрица рисков.
Информационные базы данных по безопасности полетов (ИБД БП) воздушных судов (ВС) необходимы для формирования обоснованных управляющих воздействий на деятельность авиакомпаний, включая производство полетов, для предотвращения нежелательных последствий при наличии угроз и проявления опасных факторов разного рода. К опасным факторам можно отнести такие, как отклонения в технике пилотирования (ОТП), отказы в полете различных агрегатов, двигателя, механизмов выпуска и уборки шасси, тормозных устройств при движении по взлетно-посадочной полосе (ВПП) и другие, которые могут стать причинами серьезных инцидентов, возникающих при эксплуатации ВС и превращающихся в угрозы нарушения условий безопасного полета.
Известно [1], что в соответствии с рекомендациями ИКАО в системе управления безопасности полетов (СУБП) ВС в авиакомпании рекомендуется использовать для оценки степени опасности прогнозируемых ситуаций так называемые матрицы анализа рисков. Общей особенностью таких матриц является использование нечетких оценок риска, которые обычно задаются значениями некоторых индикаторных функций, находящихся в клетках матриц.
При этом возникает проблема использования матрицы рисков в реальной практике эксплуатации ВС в конкретной авиакомпании. По этому поводу имеются рекомендации, представленные в РУБП [1], но эти указания носят самый общий характер, поскольку все необходимые сведения должны быть получены в каждой авиакомпании самостоятельно в процессе своей деятельности.
Постановка задачи
Решение сформулированной проблемы может быть получено в соответствии с опытом деятельности ОАО "Аэрофлот". Суть идеи состоит в том, что одна и та же матрица (по ИКАО, например, из [1]) накладывается на множество элементов типа "множества угроз" или "перечня опасностей". Далее путем экспертной оценки каждому элементу сопоставляется свой индекс риска. По существу, это обозначает создание набора листов - таблиц матриц для конкретной ситуации. Набор таких листов составляет портфель матриц анализа рисков, что позволяет производить проактивный контроль и анализ состояния БП в течение регламентируемых периодов наблюдения и инспектирования. В конечном итоге удается осуществлять мониторинг условий эксплуатации систем и отслеживать тенденции развития опасных ситуаций в соответствии с согласованной практикой построения "моделей опасности" по РУБП [1] в конкретной авиакомпании.
Используется гипотеза [2] о возможности физической трактовки понятия риска как "меры количества опасности" в избранном состоянии. Величина риска Я как физической категории оценивается через совокупность 2-мерных показателей в виде:
Я = {Ц1,на |Ео}, (1)
где т1 - мера риска 1-го рода (неопределенность появления негативного результата - степень риска); НЯ - мера последствий или ущерба (цена или тяжесть риска); Х0 - условия опыта или ситуация при эксплуатации системы при заданном классе опасности или в соответствии с принятой "моделью опасности" по ИКАО [1].
В качестве типовой принимается матрица анализа риска ("шаблон"), включающая пять классов (кл. 1 - кл. 5) для тяжести последствий (серьезности опасности) и пять категорий значимости по частоте проявления тех опасных событий или угроз, которые могут быть обнаружены или уже подтверждены (на основе прошлого опыта) статистикой явлений, характеризующих деятельность авиакомпаний за определенный промежуток времени [3]. Введение подобных классов обозначает, что с помощью (1) должны быть определены некоторые индексы
1к = ^к(Я I Х0) значимости рисков для соответствующей матрицы рисков, к - номер индекса в
клетке матрицы.
Возможные способы назначения 1к описаны в [1], формула для 1к дана в [2]. Назначение индекса (риска) из матрицы тому или иному прогнозируемому (возможному) событию или угрозе осуществляется на основе имеющейся четкой или нечеткой информации об особых условиях эксплуатации ВС. При этом структура матрицы и набор индексов в ней, т.е. значений некоторых величин, находящихся в клетках, является неизменным независимо от того, какой процесс - событие или угроза - рассматривается.
Задача состоит в том, чтобы с помощью данного образца ("шаблона") сделать набор или портфель соответствующих листов-матриц с пояснениями и указаниями о применимости прилагаемых листов в конкретной повседневной деятельности авиакомпании по разделам:
- расследование инцидентов и авиапроисшествий и выработка мер по предупреждению нарушений при производстве полетов;
- проактивное прогнозирование последствий по конкретным видам угроз;
- прогностическое управление деятельностью авиакомпании и производством полетов на основе упреждающих управляющих воздействий на деятельность авиакомпании заранее, до того, как прогнозируемое опасное событие может произойти [3].
Реализация изложенного подхода осуществлена в ОАО "Аэрофлот" на основе схемы накопления данных и управления рисками [4, 5], представленной на рис. 1.
При разработке схемы были учтены рекомендации и замечания, сформулированные в [2] профессором Куклевым Е.А., по поводу некорректности ряда первичных формулировок, взятых специалистами по БП Г А РФ из исходного документа РУБП (ИКАО) [2] при построении моделей рисков и структуры СУБП. Следует признать, что СУБП не может трактоваться как "упорядоченный подход", поскольку это, как вытекает из сущности структуры рис. 1, классическая система управления некоторыми процессами с обратными связями и регулятором, формирующим корректирующие управляющие воздействия. Новый взгляд открывает перспективы улучшения управления и оптимизации систем СУБП на основе строгих математических подходов, что отражено в данной статье.
Способы анализа и методика исследования причин возникновения инцидентов на примере деятельности ОАО "Аэрофлот"
Практические результаты ОАО "Аэрофлот" по анализу статистики авиапроисшествий явились основой для разработки скорректированных матриц анализа рисков в периоды 2008 - 2009 гг. За отчетный период произошло 10 авиационных событий, связанных с ошибками в технике пилотирования. Зафиксировано 2 предельных отклонения и 8 типовых отклонений, 6 из них связаны с жесткими посадками. Выяснилось, что общее число событий на 4 больше, чем за тот же период прошлого года. Имевшие место случаи посадки с перегрузкой 2,11 в 2009 г. (23.05.09.) были связаны с сильным сдвигом ветра в момент приземления, тогда как все жесткие приземления в 2008 году произошли в результате ошибок экипажей ВС. Часть событий типа инцидентов произошла с ВС А-320, что дало повод искать возможные угрозы. Выяснилось, что в подразделении ВС А-320 профессиональная подготовка части летного состава была недостаточной из-за малого опыта работы вновь прибывающих специалистов и возрастающего оттока опытных пилотов. Итоговые результаты анализа природы инцидентов, представленные в табл. 1 - 4, позволили создать методику накопления исходных данных в ИБД, в том числе на основе анализа полетной информации (АПИ) - табл. 2.
Таблица 1
Индексирование рисков по предельным отклонениям
№ Вид события Кол- во Индекс риска Примечание
1 Перегрузка при посадке (2в < N < 2,6в) 1 1В2 Мониторинг и управление для дальнейшего усовершенствования
2 Поздний выпуск шасси (начало 630 й, конец - 370 й) 1 1В2 Мониторинг и управление для дальнейшего усовершенствования
Таблица 2
Индексирование рисков по замечаниям
№ Вид события Кол- во Индекс риска Примечание
1 Д/У (двойное управление) 90 1Б5 Мониторинг и управление дальнейшего усовершенствования
2 Нестабилизированные заходы 7 1С3 Мониторинг и управление для дальнейшего усовершенствования
Таблица 3
Индексирование рисков по ОТП
№ Вид события Кол- во Индекс риска Примечание
1 Перегрузка при посадке (1.88 < Ку < 28) 5 1C3 Мониторинг и управление для дальнейшего усовершенствования
2 Тангаж на взлете (8° < 0 < 8, 5°) 1 1B2 Мониторинг и управление для дальнейшего усовершенствования
3 Поздний выпуск механизации крыла в посадочное положение 2 1C3 Мониторинг и управление для дальнейшего усовершенствования
Таблица 4
Пример обобщенного анализа АПИ за 2008 - 2009 годы
№ Основные параметры Тенденция Примечания
1 Отклонения Увеличение Допущено 8 отклонений: 3 на А-320, 2 на В-767, 3 на Ту-154. (в 2008 году - 4).
2 Предельные отклонения Остались на прежнем уровне Допущено 2 предельных отклонения на А-320 (в 2008 году - 2).
3 Количество полетов на одно событие Существенное снижение общего числа полетов экипажей ВС на одно событие Вследствие увеличения числа авиационных событий выполненных рейсов, (5928 полетов в 2008г. и 4160 полетов в 2009г.)
Общая схема анализа изменения степени рисков в ИБД БП
Общая схема первоначально связана со статистикой в авиакомпании и направлена на выявление нежелательных динамик возрастания числа произошедших событий. Например, за первое полугодие 2008 года в подразделении эксплуатации ВС произошло 7 негативных событий, а за этот же период 2009 года уже 10, причем шесть из них связаны с жесткими посадками. Результаты проведенного анализа показали, что произошло резкое снижение качества выполнения полетов, особенно на конечном этапе полета, при заходе на посадку и при посадке. Часть событий была связана с факторами нестабилизированного захода (выпуск механизации, шасси, спойлеров ниже высоты 1000 ft и даже ниже 500 ft), в результате возникали сходы с глиссады, грубые посадки, двойные управления и уход на второй круг. Поскольку в ряде событий пилотирование ВС происходило при участии вторых пилотов, имеющих налет на данном типе ВС до 1300 часов, а средний налет этих же пилотов составлял до 1000 часов, то, следовательно, опасным фактором оказывался малый летный опыт молодых специалистов. Эксперты указали, что уменьшение риска возможно за счет управляющего воздействия в виде повышения требования к уровню профессиональной подготовки летного состава [4].
В качестве иллюстрации разрабатываемой схемы анализа статистических данных ограниченного объема в авиакомпании ОАО "Аэрофлот" представлены некоторые графики на рис. 2 - 5.
За период 2005 - 2007 гг. уменьшилось число событий, связанных с повреждением ВС на земле на 30 %, что указывает на эффективность мер проактивного прогнозирования последствий от различных угроз, сопровождающих деятельность авиакомпании. По категориям SAFA авиакомпания
"Аэрофлот" сохраняет свое место в белой зоне списка с показателем 0,8, что не хуже, чем в других известных авиакомпаниях: "Люфтганза" - 0,6; "Эр Франс" - 0,8; "Бритиш Эрувэйз" - 0,9.
Распределение уровня безопасности полетов в 2003-2007 годах с указанием диапазонов допустимых значений
Рис. 2
Распределение общего и среднего налетов на один инцидент в рассматриваемом периоде 2005-2007 гг.
Рис. 3
Распределение уровня безопасности полетов в 2003-2007 годах с указанием диапазонов допустимых значений
Распределение общего среднего налетов на один инцидент в рассматриваемом периоде 2005-2007 гг.
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
о
і 1
Ї7<5 840
4 302
1
1ППП -2301 ¿>623
3005 год
Средний налет на один инцидент по ГА РФ в 2005-2007 гг.
2006 год
2007 г:д
Рис. 5
Итоговые результаты. Портфель матриц анализа рисков
Адаптация исходной матрицы рисков по ИКАО [1] дает форму, показанную на рис. 6, где представлен лист БД из полного портфеля сведений.
Матрица рисков
Категория А Категория В Категория С Категория О Категория Е
Повреждения ВС в загранаэропортах, ОАО «МАШ», КНОП
Надежность систем шасси ВС А-320
Надежность топливной системы ВС А-320
Нарушения техники пилотирования ВС А-32СГ
Влияние внешних активных воздействий (ВС семейства А-320)
Надежность СУ Ту-154
Надежность СУ ВС Ил-96
Надежность систем шасси ВС В-767
15 20 25
Надежность системы управления механизацией крыла ВС Ту-154
Замечания по технике пилотирования А-320
— Оказание медицинской помощи на борт/ ВС
Нарушение пассажирами правил поведения
Класс 1 Класс 2 Класс 3 Класс 4 Класс 5
Рис. 6
Таким образом, фактически типовая матрица ИКАО [1] с учетом [5] дополняется гипертекстом [4], как показано на рис. 6, например, для случая анализа некоторых множеств из факторов риска, но для разных типов ВС, таким образом, что индикаторы риска численно одни и те же и взяты из типовой матрицы, но присвоены разным событиям. Портфель подобных матриц, разумеется, с подробным обоснованием частоты и возможного ущерба составляет информационную базу данных подразделения ОАО "Аэрофлот" по анализу БП в авиакомпании в соответствии с принятыми стратегиями для определенных периодов наблюдения.
При выполнении условия того, что ИБД БП пополняется непрерывно и в авиакомпании производятся соответствующие корректирующие воздействия, можно обеспечить в авиакомпании производство полетов с приемлемым уровнем риска проактивно. Процесс управления безопасностью полетов ВС в ОАО "Аэрофлот" отражен в отдельных документах с использованием рекомендаций РУБП.
Выводы
Успешный опыт построения СУБП по рекомендациям ИКАО в ОАО "Аэрофлот" показал, что методические указания ИКАО имеют научное обоснование, но вместе с тем, на взгляд автора статьи и рекомендаций [2], возможно внести некоторые корректировки в практические процедуры (как в ОАО "Аэрофлот").
Надо также признать, что недопустимо применять (без оговорок) ранее распространенную формулировку [1] в виде "...существуют риски, влияющие на безопасность полетов...". Дело в том, что при данном сочетании терминов происходит подмена логической связи и физического смысла понятий, которые введены в первоисточниках ИКАО [1]. В российской литературе подобные трактовки появились вследствие некорректности переводов РУБП с английского языка [1 - 5] и при игнорировании того положения, что по ИКАО [5] "...безопасность полетов трактуется как состояние." и далее по тексту [1]. Действительно, критикуемая формула не соответствует базовому определению безопасности и концепции риска, из которых вытекает, что риск
- мера количества опасности в состоянии, в котором возможно или прогнозируется возникновение рискового (опасного) события в связи с проявлением факторов опасности. Более правильно будет трактовать, что на безопасность влияют факторы, например, по типу отклонения в технике пилотирования, отказы техники и пр. Таким образом, риски - количественная мера, т.е. это оценка (например, в виде числа), но никак не фактор влияния степени воздействия и т.п. [6].
ЛИТЕРАТУРА
1. Руководство по обеспечению безопасности полетов (РУБП) (пер. с англ.) - Doc. 9859, AN/460 - ИКАО (Монреаль). - М.: Минтранс РФ, 2007.
2. Куклев Е.А. Оценивание безопасности сложных систем на основе моделей рисков // Труды ХУ Межд. конференции. Часть 1. "Проблемы управления безопасностью сложных систем" / ИПУ РАН, МЧС. - М., 2007. - С. 93 - 97.
3. АС No-120-92. Введение в системы управления безопасностью полетов для эксплуатантов воздушного транспорта. Разработан Службой летных стандартов FAA США AFS-800.
4. ISO/IEC Guide 73 "Risk management-Vocabulary-Guidelines for use in standards".
5. РУБП. Doc 9859 AN/460; РУБП Doc 9859 AN/474 (2 издание).
6. ГОСТ Р 51897-2002. Менеджмент риска. Термины и определения.
CREATING THE DATE BASE OF AVIACOMPANIY FOR HIGH SAFETY LEVEL PROVIDING BASED ON RISK MESURING LEVEL OF ANY HAZARDS
Matveev G.N.
The article considers the concept of creating the flight safety control system based on procreative approach or ICEO. Key words: infobase, safe aviation, risk assessment, risk matrix.
Сведения об авторе
Матвеев Георгий Николаевич, 1953 г.р., окончил ОЛАГА (1982), заместитель директора Департамента управления и обеспечения безопасности полетов ОАО "Аэрофлот", соискатель ГосНИИ ГА, автор 35 научных работ, область научных интересов - построение систем типа SMS по ИКАО.
