飞行员与驾驶舱自动化

daewoo · 发表于 2007-6-26 21:16:20

冯华南，中国南方航空股份贵州有限公司党委书记、副总经理，民航总局破格晋升的一级飞行员、中国民航总局高级技术职务评审委员会委员、中国民航总局中青年技术带头人、北京航空航天大学工程硕士研究生。
   冯华南同志1983年毕业于中国民航飞行学院飞行技术专业，2004年毕业于北京航空航天大学航空工程专业，目前已安全飞行14000余小时，曾驾驶运5、波音757、波音767、波音777、空客320等机型。
   冯华南是中国民航最早参与验收大型民机模拟机技术人员之一，是中国大陆第一个站在国际舞台进行技术演讲的飞行员；为中国大陆第一个执教外国航空公司飞行员的飞行教员；并参与编写了大量航空专业教材和各种手册的编写。
      冯华南同志为中国民航人为因素研究项目小组主要成员，参与了民航总局相关课题的研究，为减少航空安全中的“人为因素”，提高航空安全管理能力作出了贡献。

商用飞机驾驶舱的高度自动化提  高了飞行员对各种信息的获取能力，也改变了机组的操作的理念。驾驶舱自动化的设计初衷是帮助飞行员克服一些人类自身的弱点，减轻飞行员的工作负荷，提高工作效率和飞行安全。但同时，飞行员对于高度自动化的驾驶舱需要一个适应期，对系统的理解和操作也会由于各种原因而出现错误，这些都值得我们在实践中认真总结。本文以飞行员的眼光，从增强系统安全角度分析了自动化对飞行运行和飞行员的影响。

理解上的误区
自动化不仅减轻了飞行员在飞行各个阶段的工作负荷，而且可以代替飞行员执行大量重复性程序，也就相应减少了飞行员犯错误的机会，系统赋予了飞行员更重要的工作——决策。
然而，尽管驾驶舱的自动化程度不断提高，但在实际运行中的安全记录并非令人满意。从生理学角度讲，人的大脑需要某种刺激，即需要一定的工作量使自己处于清醒和警惕状态，低于该工作量，大脑会发生“失去思维障碍”现象。
这表明在某些工作量非常少的飞行阶段，人对自动系统工作的监管能力会削弱。因此，飞行员需要根据飞行阶段的不同特点和运行环境合理分配精力，保持足够的警觉，及时发现故障信息、意外情况或错误的操作。
业界一直有一个错误概念，即飞行员应该能够处理飞行中的所有系统故障。其实这对飞行员而言有点勉为其难。根据目前国内航空公司飞行员所接受的基础教育和培训内容，飞行员在维修方面得到良好的训练是不可能的。
如果系统的一个部件发生故障，自动诊断系统工作正常，能够给出具体故障并指导如何应对，则会大大有益于飞行员对故障的处理， A320或波音777的电子检查单就有这种功能。反之，如果系统无法准确判断故障及其严重程度，对于飞行员而言，其压力就可想而知了。
正常情况下，自动化系统能够帮助飞行员根据工作目标和程序合理地安排、分配工作负荷，以保持飞行员精神处于最佳状态，这种情况下飞行员发生错误的可能性最小。但如果飞行员对自动设备的使用是被迫的或对其了解太少，发生误解、误读的可能性就很大，结果可能反而使工作负荷由低变高，使非常简单的事情复杂化。

临时修改飞行计划易出现问题
飞行管理的革命源于飞行管理系统（FMS）的问世。它可以通过飞行员键盘输入，使飞行计划生效，帮助机组建立飞行航迹并实施监控。然而，如果使用不当，也会产生相反的作用：
1．错误的输入导致严重后果。飞行计划往往比较长，而有时飞机过站时间短暂，甚至有飞机开车后，ATC又给出新指令的情况，匆忙中机组修改飞行计划容易出现错误。如果错误没有得到纠正，编入飞行计划中，在后续的飞行过程中将产生非常严重后果。
2．数据库使用出现的问题。1992年泰国航空公司1架A310飞机执行TG 311航班时发生的情况就是一个典型的例子。飞机在加德满都机场进近过程中出现襟翼故障，在距离本场 12海里时故障消除，但由于飞机距离跑道太近，机组不得已中断进近。在没有及时得到ATC指令情况下，机组开始操纵飞机右转，并将飞机从3150米拉升到FL180，然后机组完成了360度的转弯（本应为180度转弯），飞机继续向北飞行。
从事后驾驶舱声音记录器中确定，在飞机撞到喜马拉雅山前6分钟，机组一直试图在控制显示装置（CDU）中找到名为ROMEO的位置点，并期望能从导航显示器（ND）上显示出来，但由于飞机向北飞行，该位置点在飞机的南面，而机组的ND距离圈显示比例又不够大，所以机组无法看到ROMEO点，最终导致撞山失事。
计算机系统可以储存众多的航路点、机场、标准仪表离场程序（SID）和标准仪表进场程序（STAR），这对飞行员确定航线走向很有帮助，但由于数据库内容庞大，正确、快速选择航路点就显得非常重要。已经出现过若干起这样的事故，飞行员在复飞后或在五边进近时临时修改飞行计划，花费太长时间试图在ND上显示出程序和航路，结果造成悲剧的发生。
另外，在选择航路点或助航设备时常常因为代码混淆，或者数据库中的地理坐标本身错误的原因给飞行员带来了麻烦。这些数据库中存在的错误有时只能在使用时发现。历史上第一个由此导致的飞行事故是1架DC-10在南极撞山事件，机组因平时使用飞行计划时从未遇到过错误，因此非常信任它的准确性。恰巧在失事的前一天机务维护人员更换了FMS数据库，机组对此并不知晓，也未认真检查数据库的有效时段，启动飞行计划前，没有校对各导航点的地理坐标，机组完全没有意识到导航数据库自身会存在错误，从而导致飞机撞山。
3．临时改变飞行计划易出现失误。  每次飞行前，许多机组总是喜欢根据收到的天气预报和目的地机场的特点提早编制整个飞行计划，包括使用跑道和进场程序。但在实际飞行中临时更换着陆跑道或进场程序的事经常发生，如果机组忽略对事先编制的飞行计划进行认真细致的检查，可能会导致严重的错误。

加强机组协调能力
过度依赖玻璃驾驶舱会削弱机组成员之间对外部环境变化的反应。特别是空客飞机侧杆操纵的隐蔽性和油门不随速度或推力的变化移动，都会使机组成员之间的反馈信息减少。
还有，发动机噪声等级降低，电传操纵柔和地改变飞行姿态都容易使飞行员放松警觉。目前，新型驾驶舱每个飞行员都可以直接给出指令，如果两个飞行员未能及时沟通与协调，就容易发生错误。
为此，机组不但要加强对对方操纵的目视监控，更要加强对显示飞行数据和自动飞行状态的主要仪表的监控，另外还需要标准喊话的提示。应该说，自动化驾驶舱中的机组协调比过去更重要，特别是两人机组。
现代飞机的人机界面能够提供系统故障显示，但故障信息的认读对一些飞行员来说压力也是很大的（如A320飞机的ECAM和波音777的电子检查单），其原因是：信息是英文的，对母语为非英语的飞行员容易导致误解或混淆，对于英语程度较差的飞行员来讲，阅读需要时间，一旦故障需要立即处置，就会成为不安全的隐患，特别是有些信息以缩写表示，出现频率高的易被正确认读，出现少的就生疏或容易被忽略。
根据飞行程序要求，一旦出现故障信息，飞行员必须相互证实，并进行相应处理，绝对不能跳过或忽略任何信息。从这个角度讲，机组人员的搭配显得很重要。

正确对待自动化
必须明确的是，自动化系统只是辅助工具，不能完全替代飞行员的工作。目前由于飞行管理计算机越来越得到飞行员的信任，对其的依赖性也渐渐增加，以致于飞行员在接到ATC指令后，首先想到的就是修改CDU的程序或数据，当然这不是什么错误，但也不能忽略人的决定因素。
对于飞行员来说，无论任何时候，人工操纵飞机的意识和能力一定要绝对保证。修改FMS容易使飞行员失去时间意识，进而失去环境和飞行航迹意识。这类问题也是众多事故征候的起因。
另外，在大型国际机场往往进离场程序复杂，CDU显示页面多，程序多以助航设备或位置点名称缩写编号表示，查找和确定需要时间，更应该强调飞行员的判断力。
大量的事故、事故征候研究表明，飞行员在下列情况下表现出的反应偏离了正确思维方式：
1.飞行员有时对果断接管飞机表现犹豫，总是希望自动化系统再承担部分工作，并且不愿在思维方式上找原因，而是在自身能力方面找原因。结果往往浪费了时间，导致环境恶化。
2.在很多情况下，飞行员可能更相信机器，而不接受机组成员的建议。
3.即使确认自动系统出现故障，飞行员也往往仅改变故障的工作方式，而仍然依赖其他工作方式，并在该工作方式下投入更多的精力。由于自动设备工作未处于完好的状态，飞行员往往在之后的飞行阶段产生紧张心理，自信心受到某种程度影响。
总之，当自动程序计划和飞行员计划吻合时，不会发生任何问题，但当两者出现差异时就会出现问题。飞行员一定要正确理解自动系统的工作和能力极限。
另一个影响正确使用自动系统的基本因素是对使用该设备的自信心，正常情况下飞行员在玻璃驾驶舱操作1000小时后，自信心才基本建立。在这个阶段，容易出现两类情况：一是过于自信，有些飞行员，特别是年轻飞行员由于英文基础好，记忆力好，反应敏捷，过高估计自己的能力，总认为自己已掌握或能够随机应对任何情况；另一类与之相反，缺乏自信心，寄希望于机组其他成员的帮助，由此导致的结果可能是决断不及时，贻误时机。
　　
如何适应玻璃驾驶舱飞机的操作
年龄、以前所飞机型和飞行时间是影响飞行员的转型玻璃驾驶舱飞机的三个主要因素。空客公司曾对改装A320机型的飞行员的数据统计显示，从同一机型改装而来的飞行员年龄大的未通过率远高于年轻飞行员。根本原因是飞行员文化层次和知识更新问题，年轻飞行员往往对新技术和新知识的掌握优于年长者，特别是计算机科学和英语水平，年纪大的飞行员存在知识老化问题；如果飞行员前飞机型同为玻璃驾驶舱，那么在新机型上取得相应资格便容易得多；飞行小时的差异表现在对新机型操纵技能掌握，许多老飞行员基本驾驶术娴熟，“一杆两舵”的基本功扎实，这弥补了理论水平和语言能力的不足。
无论对飞行员本人，还是技术管理者，都必须建立实事求是的科学态度，特别是第一次转换为该类机型的飞行员，需要学习许多新的知识，尤其是FMS与机组接口的界面显示数据的认读和正确输入，不可一知半解，更不可不懂装懂，欺骗自己。要善于总结经验并吸取他人的教训，在机组搭配时需要考虑相同经历和原飞机型组合的不利因素。
正如西方国家常强调的“陷阱”概念一样，在接受新机型培训时应了解“陷阱”，并尽量避免。
自动设备同样会增加飞行员的疲劳，必须懂得使用自动设备调节工作负荷，使工作量得到合理分配。编程是错误产生的源头之一，精确地编制飞行计划是需要花费时间和精力的，飞行员需要在实际飞行中尽量简化工作程序，绝对不可埋头于飞行计划的修改而导致丧失时间意识。
人的因素导致的错误总是避免不了的，它需要两名飞行员的相互理解和配合，分工明确，各司其职，既有主操纵，又有交叉检查。任何时候都不能忽略人的作用。
自动化系统也会出现低级的错误，当出现无法理解的结果时应该毫不犹豫地人工介入。尽管现代飞机故障比传统飞机少得多，但极少数或无法预料的情况总会发生。解决这些矛盾的唯一办法就是加强训练，特别是模拟机的训练。

qinsi2008 · 发表于 2007-6-27 08:10:33

帐号		自动登录	找回密码
密码			立即注册

飞行员与驾驶舱自动化

实名认证