情境意识与飞行安全-SA-&-Flight-Safety---by-milanono

情境意识与飞行安全SA&FlightSafety南航河南分公司飞行部三分部杨子江Chapter1情景意识的概念•情境意识（situationawareness，简称SA）概念最早出现在航空心理学中，描述飞行员对作战飞行操纵的理解。•随着科技的进步，近20多年来复杂技术系统的应用越来越广泛，操作人员的工作由过去以“操作”为主变为监视－决策－控制，操作任务的认知特性不断增加。•SA的研究对象逐渐扩展到民航飞行员、空中交通管制员、核电厂的操作员、麻醉师、军事指挥员等。SA的研究在近年来已成为工程心理学研究的前沿领域之一。目前，研究SA的领域有几个共同的特点：•环境动态变化且信息丰富；•需要保持或达到特定的状态或目标；•操作者有时可能会体验到很高的心理负荷；•通常需要大量的训练。在这些领域，操作者的SA是影响决策质量和作业绩效的关键因素，失去SA而不能完成复杂的认知任务会导致灾难性的后果。•研究表明，在航空事故中，51.6%的重大事故和35.1%的非重大事故可归因于决策失败，之所以决策失败，很大一部分原因在于SA错误，而不是决策错误。情景（处境）意识的概念•情景（处境）意识的概念针对于飞行安全主要是指飞行机组在特定的时段里和特定的情境中对影响飞机和机组的各种因素、各种条件的准确知觉。•一般文献上译为有的文献译成情景意识、情境知觉或对处境的警觉性，飞行员叫处境意识（下文通称情境意识，简称SA）。•简言之，情境意识就飞行员对自己所处环境的认识，也就是说飞行员要知道自己周围已经发生、正在发生和将要发生什么事情。SA是CRM发展中重要概念，成为CRM技能的主要内容。Chapter2情景意识的应用•当前，引用最广泛的定义是Endsley博士提出的，她认为SA是在特定的时间和空间内对环境中各种要素的知觉，对其意义的理解，及预测它们随后的状态。Endsley博士认为SA包括三个分等级的状态：•水平1（即知觉环境中的元素），•水平2（即理解当前的情境），•水平3（即预测未来的状态），•高水平SA的获得有赖于低水平SA的达成。与上相对应，情境意识错误也有三类：•不能正确地知觉情境；•不能正确地理解情境；•不能正确地预测情境变化。Endsley将这种分类用于研究飞行事故，•研究发现：71%的飞行事故涉及人为差错，这其中81%的事故涉及情境意识错误，其中第一位错误是不能正确地知觉情境（72%）。•把这个分类引用回飞行的SA分析当中，我们可以把飞行中的SA能力也分为三个水平或者说层次来阐述。LEVEL1感觉知觉环境中的元素•对于简单观察，前期准备，基本参数，飞机状态，自身状况，机组能力等等信息的采集。•正如一般飞行任务的执行是由飞行准备开始的一样，一个情景意识的管理和体现同样开始于飞行前的准备。•对于自身状态的评估，机组人员的熟悉程度，飞机的状况，机场以及航路的资料还有天气状态，都是准备的内容。情景意识的侧重点差异•相信每一个飞行员在准备的时候也许模式和流程是一样的，但是侧重点会有所不同，这可以看做是情景意识的侧重点差异。•情景意识的侧重点差异，主要发生在SA的水平1，既感受元素的过程之中。SA的能力是很难给出明确界定的，但是相信每一位飞行员都在心中给这个能力一个明确的位置，•每当我们意识到这个能力无法在CRM中用SOP的执行能力去界定时，我们就会发现SA的能力在起作用。•情景意识的侧重点差异，是endsley博士在试图检测人员的SA能力时提出的概念，我姑且翻译为侧重点差异。举例分析•我们在准备飞行任务的时候，经常会着重考虑天气的因素。•这个相当合理，因为每一次的飞行安全都与天气息息相关，尤其是着陆机场的天气，大家都懂得。•可是我们如何能够得到具体详细的天气准备呢？•TAF，METAR给出的瞬息万变的天气报有时候让我们头晕脑胀却难于判断，简单的分析之后看看备降机场的天气，检查完油量以后我们便拿着计划启程了。•难道，没有其他的途径来了解和准备么？显然是有的，首先我们电脑预先准备的时候就可以找到所飞机场的天气特点，这对于我们其实帮助很大。成都双流机场气候特征•这是成都双流机场资料中，机场特点的天气部分。•从这个资料中，以我们现在的9月份分析，成都目前是处于雷暴频次减弱，转为阴雨较多，雾霾增多的季节。•所以当我们看到气象资料中涉及小雨，雾霾的预报时要意识的到这可能是能见度转差的信号了，做好低能见度飞行的准备，设计好预案，将非常有助于我们的飞行。•当然在侧重点差异不只是准备的信息来源不同，也还有很多别的侧重。•如一个副驾驶会考虑自己能否在这个飞行中积累到起落的经验，而着重于操纵的天气限制考量和飞行方法的准备等等。•在SA的LEVEL1中，正常飞行开始以后，也有很多细小的信息在不断的经过我们的眼睛和耳朵，在大脑进行有意识的选择以后成为帮助我们的情报。生活中，情景意识的侧重点也有差异？！•所以说水平1的能力衡量，是能否感知到这些元素存在于我们的知觉环境。•简单来说，正常飞行中，监控飞机飞行时，我们在执行FCOM程序要求的步骤时，是否能够感知到驾驶舱环境微小的变化和数据的波动呢？•有一位教员在飞行中对于增压的细小变化非常敏感，超过500ft的变化，他都能明显感受到，尤其是上升的座舱高度。•我十分不解得求教，这位教员只是简单得说自己耳朵被压穿过。但是我发现，有时候他在注意力分配到主监视仪表以后还是会照顾到座舱高度的监控，•但是座舱高度也并未有变化，这说明在长期的飞行中，这位资深的教员已经在感知知觉环境的能力上强化了对于增压的关注度，•我们可以思考一下自己平时飞行中有没有这样的精力和能力去这样做，但是我想至少慢释压最终导致座舱高度警告这种事是很难发生在这位教员身上的。•这位教员和大部分飞行人员的在情景意识的侧重点的不同，就是典型的情景意识侧重点差异。•情景意识侧重点覆盖面越广，代表了感知知觉环境因素能力越强。在飞行中累积经验，在程序中寻求保障，锻炼自己的感知能力，可以不断提高知觉环境中的感知水平。•也就提高了SA的LEVEL1能力。LEVEL2理解当前的情景•对于感知知觉环境中元素，我们通过大量的采集和汇总以后，正确的理解是非常重要的。•通常，在二人制机组当中，两位飞行员都是在不停地进行元素采集和汇总的工作，而同时间也在进行分析和理解。情景意识中，机组的角色分配•CRM的训练中，处于CRM核心的决策者是pilotincommand-PIC,PIC是一定要在自己的同事都表达完意见以后才能最终说出自己的意见和做最后的判断。•这在CRM的管理训练中可称做中立的表达环境，同样的概念在SA的训练中也非常重要。•作为PIC在完成自我的判断以后一定要听取其它机组成员的意见，这样来完成一次水平2的二次分析和理解，这在做出正确的判断时是很有必要的。•处于核心决策地位的PIC和处于计策地位的其它机组成员形成互补性质的配合是很重要的。比如下面这个例子•1996年2月6日，伯根航空301号航班，一架波音757-225在起飞5分钟后，便失速坠毁于加勒比海中，机上189人全数罹难。简介•伯根航空301号班机是一架隶属土耳其的一间包机公司伯根航空的波音757-23A，1996年2月6日，飞机于多米尼加共和国首都圣多明哥起飞后五分钟突然向左倾侧，摔进海里，机上189人（含机组员），无一生还伯根航空301号班机坠毁前照片事故，从一开始就有苗头•当日，原本飞往法兰克福的班机故障，地勤人员至机坪寻找替代飞机。正好伯根航空有一架波音757已在机坪内待了三个星期多，便受命进行此次飞行。•晚上11时03分，301号班机获准离开登机门，在跑道上滑行；就在此时，机长发现他的空速表过慢，于是要求副机师告诉他速度的具体参数。执意起飞引发悲剧•但起飞以后，机长的空速表加速了，副机长的却慢了下来，飞行管理电脑也发出矛盾紧急讯号譬如方向舵比率、超速、速度太低及飞行高度太低等，把机组员弄得一头雾水。•由于飞机上的警报指示飞机速度过高，于是机长把油门往后拉以减速，此时飞机正在失速，但是他们不能够准确地观察飞机的飞行速度及垂直上升速度。•结果飞机的飞行高度正以极快的速度下降，但高度计却没有任何相对应的改变。虽然当时高度计指著2000英尺，但实际高度却不到500英呎。此时，飞机的一号引擎停止运作，令客机向左倾侧，继而翻滚。机组人员完全没法控制飞机停止下降，飞机在大约在起飞的5分钟之后重重摔进海里。搜救•空难发生后，救援人员已即时于附近海域搜救。可是，由于天气情况欠佳，加上出事海域有很多鲨鱼，增加救援难度。最终，这次空难共酿成189人死亡，无人生还。调查•这是波音757历来发生的第二次空难(1995年12月20日，美国航空965号班机于哥伦比亚坠毁，导致163人罹难，4人生还)。•调查由多米尼加的调查局负责，美国的美国国家运输安全委员会(NTSB)协助。当地搜寻人员获得美国海军协助，于空难发生后三星期于7,200呎深海底打捞出出事客机的黑盒。其后的空难原因调查揭示仪器发生错误的主要原因是飞机驾驶舱外下方的皮氏管（pitottube）受损或被堵塞。皮氏管的功用是提供飞机飞行时的空速，一旦被堵塞，空速表便会提供错误资讯予机员。推测的原因•由于没法打捞残骸，因此皮氏管为何被堵塞仍是未知之数。调查人员发现，机场的地勤人员在出事客机停留在机场的三星期内，从来没有为该客机的皮氏管盖上保护盖。虽然这样可以排除客机的皮氏管在起飞时被保护盖封住的可能性，但这也违反航空守则。因为飞机在机场被闲置或等候任务时，必须为皮氏管加上保护盖。•在当地有一种学名称为Sceliphroncaementarium的胡蜂(当地人称为泥蜂)，习惯于管状物内用泥土筑巢，而且这种胡蜂在当地可说无处不在，当然包括机场。因此调查员认为飞机停在停机坪时，极可能是这种昆虫于飞机没有受保护的皮氏管内筑巢。人为因素部分•另外，肇事驾驶员亦要为空难负责。当机长发现他的空速表有故障时，并没有终止起飞。及后的一连串失误，终令客机进入无可挽救的地步。•为何机长当初没有放弃起飞？•由于出事当晚，当地天气不稳且下著雨，因此机长可能是怕飞机在高速运行中，加上湿滑的跑道，令机长不敢冒险刹停飞机。•但最可能的原因是，该飞机连同机组员待在当地足足三星期多，令机员思乡病心切，于是明知飞机仪表故障，却认为只是小问题而强行起飞。飞机起飞后约一分钟，驾驶员将飞机设定为自动飞行状态。•此时飞机的仰角提高，出现这种状态，是因为飞机空速过高，自动驾驶系统便会抬高姿态以达至减速效果。•但自动驾驶系统只是以机上的仪表显示的资讯给予反应，虽然当时机长的空速表显示飞机超速，可是实际上，副机长的空速表所显示的速度不断减少，却是飞机当时的真正状况。•机长却忽略了副机长的显示器，因而鲁莽地将油门往后拉，结果导致飞机失速。•当飞机失速时，副机长及后备机长曾向机长建议让飞机机鼻朝下，让飞机以俯冲姿态，令空气在飞机机翼下流过产生升力，飞机便可停止下坠，但当时机长对机员建议完全没有回应。•可能是机长当时已方寸大乱，又或是机长认为他有相当驾驶757的经验，自尊心令他忽视只有75小时驾驶757经验的资浅副机长的建议。•无论如何，他们错过了仍有足够高度下挽救飞机，最终导致189人死亡事故之后•空难发生后，当局要求波音改进757的设计，波音飞机增加了驾驶员空速表和副驾驶员空速表不同时的告警。同时，波音将这次空难的个案纳入机员培训项目。•死难者家属及有关当局于法兰克福的墓园设置纪念碑，以纪念空难的罹难者。而伯根航空于同年年尾结业。类似事故•秘鲁航空603号班机-肇事的757客机于停机坪进行清洗时，静压孔被胶带覆盖以作保护。但飞机清洁完毕后，工作人员忘了将胶带除下。结果飞机起飞后，机组员接收错误显示，最终飞机坠毁于海中，并造成70人死亡。•在这个实例中，两位机组成员均感知到了知觉环境中的因素，但是，机长对于这些数据进行了错误的理解，并且在决策中做出了错误的判断和行为最后导致了悲剧的发生。伯根航空301LEVEL3预测未来的状态•在进行了水平1和水平2层面的情景意识处理以后，我们来到了水平3预测的环节，众所周知我们恪守的八该一反对其实是对于情景意识