基于物元分析法的航空事故应急预案评估方法*

崔利杰，曹志远，陈浩然，丛继平

（1.空军工程大学装备管理与安全工程学院，西安 710051；2.解放军95665 部队，成都 611530）

0 引言

安全是航空发展的主题，是空军战斗力水平的保证。统计表明，航空事故每年都会给各国空军带来重大的人员伤亡、财产损失。诚然，研究航空事故的预测和预防可以有效减小航空事故率，但短时间内，难以完全消除和避免各类航空事故。因此，航空事故发生后，如何根据应急预案，高效有序开展救援工作，尽可能地消除或减弱航空事故造成的损失，是航空安全研究的重要方面。航空事故应急预案的优劣，将直接影响事故救援效率和后果严重程度。对应急预案进行评估，提出改善措施，能够有效提高方案质量。

对应急预案进行合理、科学的评估，不断地改进完善，能够保证应急预案在实际救援活动中达到预期目标。国内学者对应急预案评估方法进行了相关研究。张安睿等人对高速公路隧道群人员疏散模型进行了研究，运用模糊综合评价法对高速公路隧道群应急预案进行了评估［1］。邢鑫鑫等人建立了铁路突发事件应急预案评价指标体系，以及基于模糊层次的神经网络铁路应急预案组合评估模型［2］。牛帅印对城市防汛应急预案响应措施的有效性评估模型进行了详细阐述，并对响应措施的完整性进行了有效评估［3］。柴伟杰等人提出了采用基于大样本的决策树算法作为评估预案的方法，还采用了聚类算法对评估指标进行了分类，提高了评估的可信度［4］。薛元杰探究了对照法在应急预案评估中的应用，提出了预案的修改建议，并以真实应急预案为例描述了评估过程［5］。

上述文献资料涉及到的评估方法多为层次分析法、故障树法、模糊综合评估法，这些方法将定性的评估指标转化为定量评估指标的过程不够理想，很难客观地将评估指标直接量化。物元法很好地解决了难于将指标量化这一问题，它对定量指标的计算尽可能采用原始数据，克服了其他评估方法在指标量化时不够精确的缺点；同时，物元分析法对事物的本身及其特征加以考虑。因此，本文将选用物元分析法作为航空事故应急预案评估的方法。

1 航空事故应急预案评估指标体系

1.1 航空事故应急预案

航空事故应急预案是针对发生的航空器突发事件以及各种非航空器突发事件所采取的指挥、救援与恢复工作而预先制定的有关计划或方案［1］。其中，航空事故一般可分为非航空器突发事件和航空器突发事件两种［6］。非航空器突发事件包括：机场设施失火、对机场设施的爆炸物威胁、机场危险化学品泄露、自然灾害、医学突发事件、不涉及航空器的其他突发事件；航空器突发事件包括：航空器冲出跑道事件（包括跑道外接地、冲出偏出跑道）、航空器失事、航空器空中遇险包括故障、航空器受到非法干扰、航空器撞东西、危险天气、危险品泄露、航空器火警、涉及航空器维修时发生的其他突发事件。

1.2 评估方法选取

物元分析理论认为，为了对事物做定性与定量的分析计算，任何事物都可以用“事物、特征、量值”这3 个要素加以描述。用这些要素组成了有序三元组来描述事物的基本元，即称为物元［7］。因此，给定事物的名称N，它关于特征c 的量值为v，以有序三元组R=（N，c，v）作为描述事物的基本元，简称物元。如果事物N 以n 个特征c1，c2，…，cn和相应的量值v1，v2，…，vn描述，则表示为

这时R 为n 维物元。

1.3 评估指标体系

前文中已经选择了物元法来对航空事故应急预案进行评估。在此基础上，我们要进一步分析研究航空事故应急预案评估指标，构建评估指标体系。根据相关理论以及专家经验，依据应急预案评估指标体系构建原则，航空事故应急预案评估指标应符合降低危险的原则，并且选择的指标要能够全面、综合地反映出航空事故的特点和应急预案的效果。在选取指标过程中，首先对所有的评估指标进行全面分析，然后选出合理的备选指标，进而得到如图1 所示最具代表性的指标。

图1 航空事故应急预案评估指标体系

1.3.1 预防的合理性B1

预防的合理性主要是指应急预案的预防和准备阶段所包含的全部内容。

1）危险性分析的全面性C11。危险性分析主要是辨识机务场站所有可能引发事故的危险因素。根据机务部门的特点，结合脆弱性分析以及风险分析结果，将可能引发事故的重大情况列为部门重大危险因素。

2）组织机构职责的明确性C12。航空事故应急救援工作涉及人员多、分工复杂，编制预案时应明确各机构职责，以保证救援活动能够高效、有序进行。

3）培训演练的全面性C13。预案制定完成后需要对全体人员进行培训，并适时开展演练活动，确保涉及事故的所有人员掌握应急救援行动的流程。

4）保障措施的完备性C14。保障措施在日常工作中要时刻备有并处于可用状态，确保随时投入应急救援行动。

1.3.2 突发事故应急处置的能力B2

处置突发事故的能力是机务部门顺利处置突发事故的保证，主要体现为快速反应，立即投入到应急救援活动中。

1）预警的有效性C21。通过航空油液分析以及飞机状态监控，及时向机务部门提供有效预警信息，值班员应当监管查看易发生事故的区域。

2）应急资源的充足性C22。应急资源要足够充分，保障应急救援行动取得成功。

3）应急措施的合理性C23。根据危险分析的结果，提出有针对性、科学合理、符合应急预案指导思想的应急措施。

4）现场组织的合理性C24。对事故现场秩序的维护保养，应急预案应当有明确规定，保证现场组织有序，做好应急救援小组到达前后的组织工作。

1.3.3 各部门作业的协调性B3

各专业间作业的协调性具体指各机务部门之间、各专业之间以及中队、分队之间救援作业的协调性。一旦发生突发事故，应急救援行动往往不是单个中队、分队或专业就能完成的，而是需要各专业、医疗、消防等部门在机务部门的领导下，协同一致作业才能完成。

1）信息沟通的及时性C31。发生事故后的信息沟通效率是应急救援行动顺利与否的关键。及时收集与传输有效信息、机务部门内外机构和专业间的及时沟通等，都会直接或间接影响应急救援行动的成效。

2）行动指挥的统一性C32。应急预案应当对应急救援行动整体筹划，确定应急救援管理部门的职能，确保参与救援人员听从统一指挥，准确行动。

3）人员调配的合理性C33。航空事故应急预案的内容应包括应急救援人员的联络方法等相关信息，确保发生事故后能够在最短的时间内召集大量救援人员，迅速、有序地组织开展救援工作。

1.3.4 后期处置的完善性B4

善后处理主要包括清理现场、评估场站损失、评估征用物资数量、分析事故。

1）现场清理的完善性C41。清理事故现场是应急救援行动的收尾工作，确保事故不再发生。

2）事故分析的深入性C42。应急救援行动完成后要对事故原因及救援程序进行分析，找出不足与疏漏之处，加以改进。

2 应用实例

2.1 构建基本物元模型

构建航空事故应急预案的评估物元模型，以R代表航空事故应急预案评估模型，N 为应急预案的评估水平，c 为应急预案的评估指标，v 为每个评价指标对应的水平值域。则航空事故应急预案物元矩阵为

确定应急预案的待评估物元模型后，邀请专家对飞机冲出跑道应急预案各评估指标进行评分，根据专家的评估结果，求其平均值，确定待评估物元。

2.2 确定经典域与节域

航空部队具有各种各样的状态条件，不同条件下各个指标对应取值有所不同，各个指标在所对应各种条件的取值范围为相对应的经典域。本文将飞机冲出跑道事故应急预案评估标准定为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，即优、良、一般、较差、差5 个等级，并确定了飞机冲出跑道事故应急预案评估指标关于各等级的评估标准。根据各指标的实际意义及量化结果，确定了13 个二级指标的取值范围，从而确定下页表1 所示的经典域。

节域为选定的评估对象指标，在所有评价等级中取值范围的总和。如表1 所示，应急预案各指标的节域为一种特殊情况，即其分值区间均为0～100分，因此其节域为：

表1 预案评估指标的经典域

2.3 确定指标权重

对于飞机冲出跑道应急预案，根据层次分析法，专家确定的各指标权重，如表2 所示。

表2 预案评估指标权重

2.4 关联度及综合关联度计算

物元评估法中的关联函数表示当物元的量值为实轴上的某一点时，物元符合要求取值范围的程度，它使不相容问题定量化［8］。

第i 个指标数值域属于第j 个等级的关联度函数为：

其中

根据式（2）计算各二级指标的关联度，然后将各指标关联函数值和得到的各指标，乘以第1 节计算的权重，得到各指标的综合关联函数值K（jP）：

其中，若

则评定待评估对象P 所属的等级为j。得到结果如下页表3 和表4 所示。

最后进行迭代计算，得到综合的关联度为

利用式（3），可知

因此，j=2，该应急预案评估的等级为Ⅱ级，即飞机冲出跑道应急预案的综合评估结果为良。

2.5 改进建议

由表4 可得，飞机冲出跑道应急预案中预防的合理性等级为Ⅱ级，突发事故应急处置能力的等级为Ⅳ级，各部门作业协调性的等级为Ⅱ级，后期处置完善性的等级为Ⅲ级，飞机冲出跑道应急预案综合评估的等级为Ⅱ级。由表3 可以得到，危险性分析的全面性C11、培训演练的全面性C13、预警的有效性C21、事故分析的深入性C42等级为Ⅲ级，即一般。虽然处于一般依旧可以保证应急预案的实施，但为了提高飞机冲出跑道应急预案的实施效果，减少风险发生概率，需要对其进行改进。

2.5.1 针对事故的预防

1）对于危险性分析全面性的改进。有关人员按照早发现、早报告、早处置的原则，开展对机务大队尤其是外场的环境信息、突发事故预警信息的及时了解，结合实际情况进行数据监测、飞机油液分析工作，安全监察人员要履职尽责，按照规范进行安全监察，及时梳理出上交的免责报告中的风险因素，做好风险评估工作，全面分析机务大队中潜在的危险，把好事故发生关口。

表3 预案评估二级指标关联度

表4 预案评估一级指标关联度

2）对于预警有效性的改进。机务大队要保证通信线路畅通；各级值班员履职尽责；机务人员工作中要细心，竭力把控好由量变到质变的危险事件，尤其是对发动机涡轮叶片仔细检查，不漏过一丝裂纹；指挥中心及相关部门负责突发事件的信息接受、报告、处理，保证发生事故后能迅速指挥应急救援工作。

3）对于培训演练全面性的改进。机务大队要依照空军制度要求，结合教育、考核和战备演习等科目适情进行。培训工作由机务大队政委牵头，组织全大队人员学习强化应急救援理论，每季度组织一次理论知识考核。演练工作由大队长牵头，副大队长组织实施，以抽检形式组织，其余人员学习观摩，查找自身不足。

2.5.2 针对后期处置的完善性

应急阶段结束后，必须尽快恢复现场。恢复活动主要有：机务大队应在医疗部门的协助下，开展事故伤亡人员的医疗救治和善后处理；事故处理结束后，及时整理事故记录和调查数据，封存必要的飞参数据，按相关规定起草事故报告，并在规定时间内上报有关部门；组织专家对应急救援过程和应急救援保障工作进行总结评估，提出改进措施；根据事故中暴露出来的有关问题，进一步修改和完善应急预案，提出修改或补充意见；深刻吸取教训，加强安全管理，防止类似事故再次发生；制定关于在应急救援行动表现的奖惩措施。

3 结论

本文首先提出了一套对航空事故应急预案进行评估的指标体系，在此基础上，进一步提出了一套改进完善应急预案的评估方法。根据飞机冲出跑道事故应急预案，运用该指标体系和评估方法，得出了评估结果，针对应急预案的不足之处提出了改进措施，取得了不错的效果。

本文的研究成果可为航空部队制定并评估预案提供一定参考，使空军应急预案理论更加饱满，体系更加完善，对航空部队的发展和空军航空安全管理体系建设具有积极的推动作用。