FRMS在排班系统中的优势与展望

龙海江

摘 要

随着民航业的快速发展，航班旺季与超长航線越来越多，机组疲劳越来越严重，由此机组排班的合理化是保证安全运行与经济利益的关键。FRMS基于科学原理、知识以及运行经验，通过持续的监控与反馈建立的疲劳管理系统。确保飞行任务急剧增多时相关人员能保证足够的警觉性完成飞行任务，降低因飞行疲劳导致的航空事故率。因此将FRMS引入机组排班中具有重要现实意义。

关键词

飞行疲劳;FRMS;机组排班;主客观检测技术

中图分类号： O226;O232           文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.09.070

Abstract

With the rapid development of civil aviation industry， there are more and more flights and long routes. The fatigue of aircrew is more serious. Therefore， the rationalization of aircrew scheduling is the key to ensure safe operation and economic benefits. Fatigue risk management system（FRMS） is a fatigue management system based on scientific principles， knowledge and operating experience which is established through continuous monitoring and feedback. Ensure that when the number of flight tasks increases rapidly， relevant pilots can ensure enough vigilance to complete the flight tasks and reduce the aviation accidents caused by flight fatigue. Therefore， it is of great practical significance to introduce fatigue risk management system（FRMS） into aircrew scheduling.

Key Words

Flight fatigue;FRMS;Crew scheduling;Subjective and objective detection technology

0 引言

随着民航业快速发展，我国航线数与航班量迅速增长，国内出现的红眼航班越来越多。在商业飞行中，计划起飞时刻在夜间，并于翌日早晨到达的航班称为红眼航班。红眼航班会导致机组出现微使能甚至失能的情况，为民航业带来巨大的风险。睡眠与事故多学科研究中心调查显示在凌晨0点至在上6点时段，航线机长平均每100个小时会犯下9.5个严重威胁飞行安全的三级失误事件，所犯严重错误的风险比其他时段多出50%。我国为减少由飞行疲劳所导致的飞行事故对CCAR-121-R5，即《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》进行了第五次修订，其中对机组疲劳的管理进行了明确的要求[1]。为在R5的基础上尊重生物节律，对机组疲劳进行更好的管理。由此引入FRMS疲劳风险管理系统对我国民航安全运行具有重要意义，FMRS基于综合效能发挥角度进行监管指导，通过数据的采集，正规的风险评价力求从航空安全，生产效率，组织成本多方面追求现实性的平衡点。对民航机组排班、飞行疲劳管理、红眼航班减少提供一种重要的发展思路。

1 FRMS概述

1.1 FRMS的定义

FRMS是指基于科学原理、知识以及运行经验，有数据驱动的，持续监控和管理与疲劳相关的安全风险的体系，其目的是确保相关人员在保持足够警觉水平的条件下履行职责[2]。国际民航组织（ICAO）认为机组人员的疲劳是由睡眠不足或长时间处于觉醒状态、生理节律周期或工作负担（精神/身体活动）等原因导致的精神或体能下降的生理状态，能够削弱机组人员的警觉性及其安全操作飞机或者履行与安全相关职能的能力[3]。疲劳症状不仅仅是单一的表现，而是人体多种变化的复杂状态，对飞行员生理、心理、情绪都有重要的影响，疲劳所导致的身心变化见表1。我国一直认为机组长时间飞行就会导致疲劳，在疲劳后休息一段时间就可以缓解疲劳水平，所以通过时间上的合理排班就可以解决飞行疲劳的问题。但其并没有考虑到航线计划相关的睡眠不足、驾驶舱噪音干扰、夜间飞行、跨时区飞行以及时差转换等相关因素。因此我国迫切需要FRMS策略，在保证合法的情况下又能保证机组安全以及利益的最大化。

1.2 FRMS组成

FRMS一般包括如下部分：

（1）疲劳风险管理程序与安全标准：这部分规定了疲劳管理系统的整体结构以及定义。包括所有民航运营人员所肩负的责任、行为准则、操作方法、法律规定等。

（2）风险源识别系统：监控飞行员的飞行时间表、飞行员的体检信息、飞行员近期的不当操作、事故以及事故征候的相关报告、飞行的环境、可获得疲劳数据等都作为风险识别的因素。

（3）疲劳风险评估系统：通过风险源的识别对该飞行员进行疲劳风险的评估，找出最合理的疲劳管理措施，减少由于疲劳导致的飞行员失能等情况。

（4）疲劳风险措施与自愿报告系统：通过疲劳风险的评估获取最优的疲劳管理方案，及时做出排班上的调整缓解飞行员的疲劳水平。并鼓励支持飞行员在每段航班结束时自愿的报告自己的自身感觉与疲劳状态是FRMS的核心环节。

（5）疲劳管理反馈环节：FRMS投入运行后不断地收集数据，将飛行员的自愿报告数据与系统给出的数据进行对比分析，不断地完善疲劳风险管理系统。整体结构如图1所示。

2 FRMS的优势

合理的飞行排班在飞行效率、民航安全、公司利益等方面起着决定性作用，所以优化飞行排班对航空运行有着重要的意义。FRMS相较于传统的疲劳检测技术有着较多的优势，该部分先简单介绍一下传统疲劳检测技术，再对FRMS的优势与发展现状进行阐述。

2.1 传统疲劳检测方法

目前国内外飞行疲劳检测方法层出不穷，主要分为主观检测技术与客观检测技术如图2所示。主观检测技术主要通过飞行员主观填写量表，且一些疲劳检测量表已经在国际上取得了一定的认可，例如：美国的NASA-TLX量表、KSS嗜睡量表等。主观检测方法虽然具有较高的信效度但并不能实时反映飞行员的疲劳水平，由此许多学者研究了大量的客观检测技术，通过飞行员的生理、生化、行为等外显指标的变化判断飞行员的疲劳程度，例如：眼电信号EOG、脑电信号EEG、PVT运动警觉性等。客观检测虽在实时性方面表现较好，但仍存在缺点，以PVT运动警觉性方法为例，根据飞行员在疲劳时反应能力会下降的现象，研制反应时测试仪。反应时测试仪屏幕上会随机出现光点，通过测试飞行员点击光点的反应时长短，判断其疲劳程度[4]。反应时越长说明飞行员的疲劳水平越高，但在飞行过程中，此种检测方法会分散飞行员的注意力，可行性较差。主客观疲劳检测方法都可以作为参考指标应用于飞行员排班系统中，虽然此种方法极大地保证了民航运行的安全，也满足相关规章规定，但是严重牺牲航空公司及民航业的经济利益。由此，引入FRMS使航空公司在拥有更大的运行灵活性的同时，能够提供同等的或更高的安全水平，对中国民航具有重要的意义。

2.2 FRMS疲劳风险管理系统

FRMS的核心是免责自愿报告系统和疲劳模型[5]。FRMS通过机组排班系统中获取排班表，自动分析机组的潜在疲劳水平。其次通过机组人员提交的自愿报告分析评估机组的飞行状态，为修改完善整个FRMS系统提供重要依据。由此FRMS在机组排班系统中有巨大的优势，其在分析已建立的排班工作表与自愿报告两部分的数据驱动下，可不断完善调整未来的机组飞行计划，最终实现在保证民航安全与合法的情况下，将运营商的经济利益最大化，有利于整个民航业的协调发展。相较于传统的疲劳检测技术，克服了由于设备庞大、操作不便、技术接受度低等缺陷，为民航排班系统的发展提供了一种可行方法。

目前国际已经开始重视FRMS，ICAO于2011年将FRMS的概念加入民航国际标准和建议附件6 中，明确了FRMS的基本概念和重要性，并于同年7月联合其他民航组织出版了《FRMS实施指南》，于2012 年出版了《FRMS—监管手册》对其实施提出指导方案[6]。与此同时澳大利亚、新西兰、加拿大、美国等国家都修订发布了FRMS相关解释性文件。并且新加坡航空与易捷航空等航空公司已在其航线上引进了FRMS[7-8]。

3 展望与未来

我国在FRMS方面仍处于探索阶段，国内尚未发布FRMS相关解释性文件与咨询通告。虽然国际上有部分航空公司将FRMS引入到航线运行中，但时间尚短国际上并无成熟经验可借鉴。我国应加大力度将FRMS本土化发布相关指导性文件与相关咨询通告，监管部门也学习丰富监察与评估经验，开展相关培训借鉴国际先进经验。由于FRMS较为复杂且相对昂贵，本文认为将FRMS引入到国内与疲劳安全相关性较大的航线中（旺季、长航线或超长航线）是我国未来航线机组排班的发展方向，在保证安全合法的情况下通过FRMS最优化机组排班，既保证民航安全运行又将经济效益最大化。与此同时，研究传统疲劳检测技术找到判定疲劳的标准阈值也是未来疲劳管理、机组排班的发展方向。

4 小结

机组的合理排班是民航业急需解决的问题之一，目前国内大部分机组由于不合理的排班问题仍处于疲劳风险中。由此需要引入更高效、更具弹性的FRMS测量评估机组人员的疲劳水平，使机组排班合理化。我国应出台相关民航法规、咨询通告等权威性文件，推动FRMS在中国规范化、系统化、本土化。各大航空公司应积极配合FRMS的推广，在借鉴国外先进经验的同时结合本公司特点，将FRMS特异化后投入运行，使公司利益、机组安全最大化。

参考文献

[1]交通运输部，大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则[S].2017.

[2]ITAT，ICAO，IFALPA. Fatigue risk management systems：Implementation guide for operators[Z].2011.

[3]中国民用航空局空管行业管理办公室， 民航管制员疲劳参考学习资料， 2017.

[4]刘志强，汪旸.基于机器视觉的驾驶疲劳检测方法[J].中国制造业信息化，2006（03）：63-66.

[5]孟豫，王泉川.飞行疲劳风险管理体系研究进展[J].中国安全科学学报，2014，24（11）：10-16.

[6]ICAO.Fatigue risk management systems： implementation guide for regulators[Z]，2012.

[7]Ho P，Landsberger S，Signal L，et al.The Singapore experience：Task force studies scientific data to assess flights[J]. Flight Safety Digest，2005，24（8/9）：20-40.

[8]Stewart S.An integrated system for managing fatigue risk within a low cost carrier[C].59th International Aviation Safety Seminar，2006：12-26.