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跑道侵入


美国机场跑道侵入事故特征及分析
美国联邦民航局 威廉戴维斯 威廉 王欢 翻译
在美国,跑道侵入事故被定义为"发生在机场跑道范围内,涉及地面航空器,车辆,人 员或物体,造成碰撞事故,或导致航空器起飞,准备起飞,降落或准备降落时间间隔不足的 任何事件. 由于全世界没有一个统一的跑道侵入事故定义, " 因此各国使用的定义多种多样, 而美国联邦民航局(FAA)内部有关跑道侵入的一项工作就是参与开发一个标准的全球通用 定义.

一,

跑道侵入事故按失误类型分类

在美国,跑道侵入事故可归因于三种人为失误,即空管员操作失误(OE/D) ,飞行员失 误(PD)以及车辆/行人失误(V/PD) .下图 1 详述了这三种类型的失误.每种类型的跑道 侵入事故都由 FAA 的相应部门进行规范和管理,比如 OE/D 归空管服务部门管理,PD 归飞 行标准部门管理,V/PD 则由机场管理. 通常情况下, 侵入事故会归咎于事故实际发生前的最近时间犯下错误的那个人, 即空管 员,飞行员或车辆驾驶员.不过,在实际运作环境下,这些人为失误仅仅是整个事故缘由的 一部分,就像导致碰撞事故的一连串事件一样,原因可能三种类型都包括.譬如,飞行员失 误可能是由于受到了空管员的行为, 机场基础设施的设计以及前期的培训与认证要求等因素 的影响. 空管员操作失误( 空管员操作失误(OE/D) ) OE 是指空管员导致以下情况的行为: 两架或多架航空器的最小间隔未达到 要求,或一架航空器与障碍物(如跑 道上的车辆,设备,人员等)之间的 最小间隔未达到要求; 一架航空器在已关闭的跑道上起飞或 降落. OD 是指发生的可归咎于空管系统某个元 素的事件,在该事件中最小间隔要求得以 遵守,但航空器,车辆,设备或人员却在 没有进行事先协调和得到许可的情况下, 侵占了原本由另一项操作所使用的位置. 飞行员失误( ) 飞行员失误(PD) 飞行员失误是指飞行 员违反任何 FAA 规章 条例的行为.比如, 由于飞行员未能听从 空管的指令,因此飞 机在按照许可路线驶 向登机口的过程中穿 行了正在运作中的跑 道. 车辆/行人失误 ( 车辆 行人失误 V/PD) ) 车辆/行人失误包括未 经空管许可进入活动 区或在活动区移动干 扰到航空器运作的行 人,车辆或其他物体.

图 1 :跑道侵入事故按失误类型分类

二,

跑道侵入事故按风险严重性来分类

为了更好地理解美国国家机场体系 (NAS) 内具备空管塔台的机场发生跑道侵入风险的 本质特性,跑道侵入事故还可以按照其严重性分为四种类型,其中 A 类最为严重,D 类严 重性最轻(详见图 2) .跑道侵入事故严重性的级别是由一组具有空管,机场以及飞行员操 作背景的专家来进行评定的. 《美国政府部门绩效考核法(GPRA) 》中的对 FAA 一项目标 要求就是,必须持续减少 A 类和 B 类的跑道侵入事故.

增加的风险

D类
几乎没有可能 造成碰撞事故 但会对跑道造 成一定的伤 害.

C类
风险性有所增 加,但有充足 的时间和距离 可以避免潜在 的碰撞事故.

B类
风险性继续增 加,非常有可 能发生碰撞事 故.

A类
风险性更大, 必须采取特别 措施才能勉强 避免发生碰撞 事故.

图 2 :跑道侵入事故按严重性分类

三,

美国国家机场体系内跑道侵入事故的比例分配

在 1999 财年到 2002 财年之间,美国 NAS 内具备空管塔台的约 450 家机场共计发生了 1480 起跑道侵入事故.图 3 和图 4 分别表示了按照失误类型和严重性分类的跑道侵入事故 比例分配情况:

车辆/行人失误 车辆 行人失误 ( V/PD)20% ) %

车辆/行人失误 车辆 行人失误 空管员操作失误 (V/PD)20% ) (OE/D)22%

飞行员失误 (PD)58%

跑道总的入侵数量 跑道总的入侵数量=1480 侵数量

图 3 :1999-2002 财年按失误类型分类的跑道侵入事故比例分配 - 财年按失误类型分类的跑道侵入事故比例分配

B类 10% A类 5%

C类 33%

D类 52%

跑道总的入侵数量=1477 跑道总的入侵数量
注:有三起事件没有包含在内,因为没有充分的信息来区分 其严重性类别.

图 4 :1999-2002 财年按严重性分类的跑道侵入事故比例分配 - 跑道侵入还是相对比较稀少的事故.平均而言,在过去 4 年美国 NAS 内具备空管塔台 的约 450 家机场里,跑道侵入事故约为每 18 万次起降发生一次.图 3 显示,超过一半的事 故归咎于 PD,剩下的事故则由 OE/D 和 V/PD 均摊.值得注意的重要一点是,根据从 1997 年至今的数据跟踪, 三种失误类型所占比重基本没有发生变化. 4 表示的是跑道侵入事故 图 的各风险严重性类型所占比重,其中 A,B 两类共占 15%,这表明与 1999-2002 财年的年 平均值相比,1997-2000 日历年的年平均值 19%大大减少了(请注意:按照《美国政府部 门绩效考核法》 的要求, 美国联邦政府各部门已经建立了以 "财年" 为基准的绩效考核标准. "日历年"数据被用于上述比照是因为 1997 财年第一季度发生的跑道侵入事故没有按照其 严重性来分类) . 图 5 和图 6 表示的是 1999-2002 财年间每年的各类跑道侵入事故的比重分配.1999- 2000 财年事故数量增加的直接原因可能是由于当时 FAA 重点强调事故的发现和汇报,但没 有统计数据来佐证这一观点.此外,2002 财年开始之后的数量减少是由于 911 事件造成的 全行业萧条.而 2002 财年事故总量的减少以及 A,B 两类事故自 1999 财年的持续减少都表 明,FAA 跑道安全项目的成绩既源于该项目的成功,也源于 NAS 流量减少的影响.相比 OE/D 和 V/PD,PD 显示出变化敏感度较高.

300 250

跑道侵入数

200 150 100 50 0
1999 飞行年度 数量 每百万 发生率 2.7 1.2 1.0 2000 飞行年度 数量 247 83 75 每百万 发生率 3.6 1.2 1.1 2001 飞行年度 数量 233 91 83 每百万 发生率 3.5 1.4 1.3

飞行员失误(PD)

空管员操作失误(OE/D) 车辆/行人失误(V/PD)

2002 飞行年度 数量 191 75 73 每百万 发生率 2.9 1.2 1.1

飞行员失误 空管员操作失误 车辆/行人失误

183 81 65

图 5 :1999-2002 财年间按失误类型分类的年度跑道侵入事故频率 -
450 400 350 300 250 200
D类 总计

跑道侵入数

150 100 50 40 30 20 10 0
C类

B类 A类

不充分数据

D类 C类 B类 A类 不充分数据 总计

1999飞行年度 每百万 数量 发生率 151 2.2 107 44 25 2 329 4.8 1.6 0.6 0.4

2000飞行年度 每百万 数量 发生率 190 2.8 148 43 24 0 405 5.9 2.2 0.6 0.3

2001飞行年度 每百万 数量 发生率 210 3.2 143 33 20 1 407 6.1 2.2 0.5 0.3

2002飞行年度 每百万 数量 发生率 208 3.2 94 27 10 0 339 5.2 1.4 0.4 0.2

图 6 :1999-2002 财年间按严重性分类的年度跑道侵入事故频率 - 图 7 和图 8 表示的是 35 家机场按照严重性和失误类型分类的跑道侵入事故的分配情况,

这 35 家机场是 FAA《操作进展计划》 (OEP)中所指定的机场,简称 OEP-35 机场.FAA 将 这些机场视为 NAS 系统容量方面表现的主要驱动者. OEP-35 机场的空管运作, 即航空器起 降操作,绝大多数都是由商业航班构成的,也即全美所有商业航班量的 57%使用了这些机 场,而全美仅 4%的通用飞行使用了这些机场. 值得注意的是,这些机场虽然在运作上比较相似――娴熟的空管员在雷达环境下调度 航班,而商业飞行员操纵着设备精良的商业飞机,但是在跑道侵入事故数量上却大相径庭. 由此可以推断出,飞行区的设计对这些机场之间跑道侵入事故发生数量的差别具有重要影 响.同时值得注意的是,在 OEP-35 机场发生的 A,B 两类跑道侵入事故的总比例要高于美 国 NAS 的平均值(15%) ,而且相比 NAS 的平均值(见图 3 和图 4) ,OEP-35 机场具有更 高比例的 OE/D 和较低比例的 PD.不过,在 V/PD 的比例上,两者是相同的.
OEP-35机场从1999到2002年 跑道侵入问题严重类型的分类
A类 9% D类 34% B类 16%
跑道侵入数
35 30 25 20 15 10 5 0

C类 41% 总的跑道侵入数=380

EWR

DFW

DTW

DEN

DCA

MDW

MCO

MEM

ORD

MSP

BOS

CVG

PHX

*注:有两起事件没有包含在内, 因为没有充分的信息来区 分其可靠的严重性.

PDX

LGA

HNL

PHL

LAX

LAS

BWI

MIA

根据运行的次数按降序对机场进行排列(1999至2002飞行年度)

图 7 :1999-2002 财年按严重性分类的 OEP-35 机场跑道侵入事故情况 -

在美国,州政府和地方政府通常是民用机场,跑道,滑行道和其他设施的所有者,而 空管塔台和其他各种空管设备是由美国联邦政府所拥有和管理的 (有时也会外包或出租等) , 而航空器则通常为私营企业和个人所有, 因此要酝酿降低跑道侵入事故风险的变革时, 就必 须将上述关系纳入考虑范围. 图 8 表示的是被安排用于 OEP-35 机场的有关安全方面的空管员决策支持工具: 机场活 动区安全系统(AMASS)和机场表面探测设备-X 模型(ASDE-X) .

FLL

IAH

IAD

PIT

SAN

SFO

SEA

SLC

CLE

CLT

STL

TPA

ATL

JFK

40

OEP-35机场从1999到2002年 跑道侵入失误类型分类
V/PD 20% OE/D 29%
跑道侵入数

35 30 25 20 15 10 5 0

PD 51% 总的跑道侵入数=382

MDW

MEM

MCO

EWR

DFW

DTW

ORD

MSP

BOS

DEN

CVG

DCA

SFO

PHX

PDX

LGA

HNL

PHL

LAX

LAS

BWI

MIA

IAH

IAD

采用机场活动区安全系统的机场 采用机场表面探测设备-X模型的机场

根据运行的次数按降序对机场进行排列(1999至2002飞行年度)

图 8 :1999-2002 财年按失误类型分类的 OEP-35 机场跑道侵入事故情况 -

图 9 和图 10 对比了来自通用航空运作方面的数据.在 1999-2002 财年,35 家通用航 班流量最大的机场,简称 GA-35 机场,掌控着全美具备空管塔台机场的全部通用航班量的 24%, 但在商业航班量上, 仅占全美的 2.5%. 9 和图 10 展示了这些机场失误的分配情况. 图

GA-35机场从1999到2002年 跑道侵入问题严重类型的分类
A类 4% B类 7%
跑道侵入数

35 30 25 20 15 10 5 0

D类 62%

C类 27%

DWH

MMU

FTW

POC

PAO

PRC

RHV

MYF

FRG

RVS

DAB

PDK

根据运行的次数按降序对机场进行排列(1999至2002飞行年度)

图 9 :1999-2002 财年按严重性分类的 GA-35 机场跑道侵入事故情况 -

相比 OEP-35 机场,GA-35 机场发生 PD 的比例较高(分别是 51%和 63%) ,但发生 OE/D 的比例较低(分别是 29%和 18%) ,而发生 V/PD 的百分比则基本相同,也与 NAS 平 均值一致, 这就使 V/PD 问题成为跑道侵入事故中最稳定的风险因素. OEP-35 机场一样, 同 GA-35 机场也存在这种情况, 即类似运作之间发生的跑道侵入事故的数量大相径庭, 这表明 飞行区的设计仍然是一个重要的影响因素.另外,GA-35 机场的 A,B 两类跑道侵入事故的 总比例较之美国 NAS 的平均值要低(见图 4) .

DPA

PAE

LGB

DVT

PTK

FXE

LVK

FFZ

HIO

BFI

CDW

CRQ

CHD

VNY

OAK

SNA

GFK

VRB

APA

ORL

TEB

SDL

SFB

总的跑道侵入数=270

FLL

PIT

SAN

SEA

SLC

CLE

CLT

STL

TPA

ATL

JFK

GA-35机场从1999到2002年 跑道侵入失误类型分类
V/PD 19% OE/D 18%
跑道侵入数

35 30 25 20 15 10 5 0

PD 63% 总的跑道侵入数=270

DWH

POC

FTW

PAO

FRG

PRC

RHV

DAB

RVS

根据运行的次数按降序对机场进行排列(1999至2002飞行年度)

图 10 :1999-2002 财年按失误类型分类的 GA-35 机场跑道侵入事故情况 -

四,

与跑道侵入事故相关的因素

1999-2002 财年间在美国发生的跑道侵入事故可以归结为几大特征. 在这 1480 起事故 中,约 93%的事故是在白天可视气象条件(VMC)下发生的,57%的事故是 PD 造成的, 其中 77%是通用航空飞行员的失误;22%的事故是 OE/D 造成,而其他 20%的事故归咎于 V/PD.所有事故中,52%属于 D 类,5%属于 A 类.在美国 450 多家具备空管塔台的机场 中,有 310 家机场在这 4 年期间至少报告过一起跑道侵入事故.

1, 跑道侵入事故情形 , 从图 11 中可以看到,通过分析所有 OEP-35 机场跑道侵入事故的 PD 和 OE/D 情况,可 以得出最频繁导致跑道侵入事故的情形如下: 起飞时前方有另一架航空器穿行――40%; 降落时前方有另一架航空器穿行――24%; 降落时有另一架航空器占据跑道――9%;

DPA

PDK

PAE

DVT

PTK

FXE

FFZ

HIO

CDW

MMU

CRQ

CHD

OAK

VNY

MYF

VRB

GFK

ORL

APA

SNA

LGB

SFB

TEB

LVK

BFI

SDL

45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0%
起飞时 前方另 有一架 飞行器 穿行 40% 降落时 前方另 有一架 飞行器 穿行 24%

降落时有 一架航空 器占据跑 道 9%

起飞时有 一架飞行 器占据交 叉口 8%

各种情形(包括空管员超作失误和飞行员失误) 各种情形(包括空管员超作失误和飞行员失误)

图 11 :跑道侵入事故情形比例分配

如果单独看 OE/D 造成的跑道侵入事故,可以得出相似的情形: 起飞时前方有另一架航空器穿行――38%; 降落时前方有另一架航空器穿行――20%; 降落时有另一架航空器占据跑道――7%; 2, 飞行员失误 , 造成 PD 的原因由于现存信息有限而无法确定, 但是各类飞行员失误的报告却包含了有 关造成这类失误的类型信息,主要有以下几种(按先后顺序) : 飞行员正确复述了空管员的指令,但随后却不遵守该指令; 飞行员未按指令作短暂等候,而是穿行或滑行至未经许可的跑道位置; 飞行员错误地接受了原本给另一架航空器的起降许可; 对 OEP-35 机场的 PD 情况分析表明,跑道侵入事故的发生还可能有机场方面的因素. 事实上,这一分析(详见图 12)显示出当机场各平行跑道的间距减小时,PD 的数量会明显 增加.

30

飞行员失误的次数

20

严重性 D C

10

B A

0
213-305 100-1000 306-457 1001-1500 >457 >1500 米 英尺

平行跑道之间的距离(米/英尺)
图 12:按平行跑道的间距大小发生的 PD 数量 :

在本分析中,间距不超过 1,000 英尺的平行跑道占到了总量的 33%,而在这些平行跑 道上发生的 PD 则占到了 53%. 另外, 平行跑道的间距和高速滑行道之间也可能存在某种互 动关系.间距超过 1,000 英尺的平行跑道上发生的 PD 中,涉及高速滑行道的仅占 17%;而 间距不超过 1,000 英尺的平行跑道上发生的 PD 中,涉及高速滑行道的则占到 50%. 3, 空管员操作失误 , 造成跑道侵入事故的 OE/D 情形有以下几种(按先后顺序) : 短暂遗忘一架航空器, 一部车辆, 一项已发出的起降许可或一次跑道关闭; 沟通失误(即错误复述指令/收听指令) ; 未能进行协调(无效的团队合作) ; 错误判断航空器的间隔; 认为航空器在另一地点,而事实并非如此; 错误确认某架航空器并向错误的航空器发出指令; 尽管导致以上错误的原因难于考证,但最经常被归咎于以下几个因素: 工作时走神; 设想航空器/飞行员会按预期操作(导致未能跟踪扫描与检测) ; 空管员工作量过大; 就某些特定的事故还有更详细的分析,其中有对导致凌空降落(即一架航空器正在跑 道上就位等候,此时另一架航空器正从其上空降落)这种跑道侵入事故的一项分析.该分析 得出的一个关键结论是,在每一次导致凌空降落事件的 OE/D 中,发出"滑行到位并等候"

(TIPH)指令与发生事件(比如凌空降落或复飞)之间相隔超过两分钟.

清晰地发出"滑行到位并等待"指令与发生事件之间的时间间隔
6 5

时间(分钟)

4 3 2 1 0
CCR-T98-01 FFZ-T01-01 MDW-T00-02 FLL-T01-01 SJC-T00-02 CRG-T98-01 MDW-T00-01 MDW-T98-002 LGA-T98-03

空管员超作失误的鉴定人

凌空降落或凌空起飞 图 13 :凌空降落或凌空起飞

导致凌空降落事件的其他因素还有空管员同时有多项操作任务以及昼间/夜间的不同. 结果显示, 涉及航空器完全进入跑道等候和涉及航空器进入跑道交叉路口等候这两种情形的 OE/D 之间存在重要差别. 对于涉及航空器完全进入跑道等候的凌空降落事件,关键因素有以下几点: 时间――"滑行到位并等候"指令发出之后,至少过去两分钟; 多项操作任务――涉及空管员同时有一项以上操作任务的情形占 60% (涉 及空管员同时进行多项操作的情形占 40%,其余 20%涉及空管员作为总 调度人) ; 夜间――53%的情形发生在夜间; 对于涉及航空器进入跑道交叉路口等候的凌空降落事件,有以下几点: 昼间/夜间不是因素之一; 空管员同时进行多项操作也不是因素之一; 涉及航空器进入跑道叉路口等候的空管员操作失误情形中有 20%导致了 高严重性事件. 4, 车辆/行人失误 , 车辆 行人失误 造成跑道侵入事故的 V/PD 情形有以下两种(按先后顺序) : 未经许可进入活动区或飞行区的行人/私有车辆在未进行沟通或未经许可 的情况下进入了跑道; 经过许可进入活动区或飞行区的人员/机场车辆被指示进行短暂等候,也

回复了短暂等候指令,但依然进入了跑道; 已报告的车辆/行人失误中约有 20%属于第一种情形,这其中有一些人是由于飞行区缺 少足够的防护栅栏和其他障碍设施而冒失闯入, 而另一些人则是故意绕过防护设施进入飞行 区.伴随着机场安全措施的加强,这类未经许可进入飞行区的情况有望减少. 对于那些经过许可进入飞行区的人员应强调,持有特定许可证的车辆和人员才能进入 跑道.只要有可能,就应引导车辆使用飞行区周界的巡场道.如果没有这类道路,应鼓励车 辆在跑道的尽头穿行.此外,还应强调进行场内驾驶员的培训,如机务人员.

五,

结论

在未来若干年内,全球的跑道侵入事故风险管理仍将会是国际民航组织频繁讨论的话 题.尽管各类相关人员操作熟练程度很高,但造成跑道侵入事故的失误仍时有发生.对跑道 侵入事故正式定义的形成将会提供巨大的安全潜力, 并将成为改善全球风险管理的起点. 最 为重要的是,推动国际合作,防治跑道侵入事故的发生,将进而增进全球航空旅客的安全与 信心.

附录一:OEP—35 机场与 GA—35 机场英文简称翻译 OEP—35 机场 英文简称 ORD ATL DFW LAX PHX DTW LAS DEN MSP MIA BOS STL PHL IAH IAD EWR 中文翻译 英文简称 VNY LGB APA SFB DAB DVT PRC SNA PTK RVS FTW BFI FFZ POC MYF MMU GA—35 机场 中文翻译

CLT CVG PIT SEA SFO MEM LGA SLC MCO JFK HNL DCA CLE PDX BWI MDW FLL TPA SAN

OAK GFK FXE LVK CHD HIO RHV CRQ DWH VRB PDK FRG PAO ORL TEB SDL PAE DPA CDW


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