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航空跑道侵入的人为因素解析:基于多专业视角的成因与预防策略研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月19日 来源:Safety Science 4.7
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针对跑道侵入(RI)这一全球航空安全高风险问题,本研究通过访谈56名航空专业人员(包括飞行员和空管员ATCOs),系统分析了人为因素与系统交互作用。研究发现,关键飞行阶段的沟通失误(如标准术语缺失、无线电拥堵)和情境意识(SA)丧失是主要诱因,提出需优化通信协议、加强针对性培训及改进地面技术。成果为降低60%以上由飞行员偏差(PD)引发的RI事件提供了实证依据,对提升跑道安全具有重要实践价值。
跑道侵入(Runway Incursion, RI)是威胁航空安全的重大隐患,历史上曾酿成特内里费空难(583人死亡)等惨剧。尽管国际民航组织(ICAO)将RI列为全球五大高风险类别,且美国联邦航空管理局(FAA)数据显示飞行员偏差(Pilot Deviation, PD)贡献超60%的RI事件,但现有技术措施(如跑道状态灯RWSL)的防控效果存在争议。更棘手的是,既往研究多聚焦技术设备改良,却忽视了对人为因素的系统性解析——这正是当前航空安全领域的认知缺口。
为填补这一空白,澳大利亚某大学的研究团队联合航空安全专家,在《Safety Science》发表了一项开创性研究。通过深度访谈56名航空从业人员(含学员、教员、航线飞行员及塔台管制员ATCOs),结合真实RI案例的情景分析,首次从多角色视角揭示了RI的深层诱因链。研究采用现象学方法,运用国防部人为因素分析与分类系统(DoD HFACS 7.0)对访谈数据进行主题编码,并创新性引入"首要原因(prime cause)"分析框架,区分了多重诱因与根本诱因。
关键技术方法包括:1)半结构化访谈:通过Microsoft Teams平台采集30-90分钟访谈数据,覆盖参与者RI经历及对两个典型RI场景(沟通失误型与SA丧失型)的归因分析;2)理论主题分析(TA):按Braun & Clarke六步框架进行编码;3)跨角色一致性验证:采用Fleiss' Kappa评估三位编码者信度(最终κ=1.000)。
研究结果呈现五大发现:
RI经历差异:91%的ATCOs亲历过RI,而仅24%的飞行员有直接经验,且多发于低飞行时长群体。非合规飞行员的主要失误类型为"未保持等待"(占42%)和"错误跑道起降"(31%)。
沟通失效的致命链条:96%参与者将阿德莱德机场RI归因于沟通断裂,体现为:①无线电拥堵导致指令截断(如"bay 50 Golf"歧义);②母语差异引发术语误解(国际机组风险增加3倍);③确认偏误(confirmation bias)使双方忽视验证。值得注意的是,45%的ATCOs认为责任应共担——这与飞行员群体认知高度一致。
情境意识(SA)的三级崩塌:堪培拉机场RI案例显示,SA丧失源于:①一级感知错误(未核对航向仪);②引导灯设计缺陷(双跑道灯同时激活);③商业压力导致简报简略(仅50%航线飞行员支持全流程简报)。
技术措施的雙刃劍:电子停止杆(stop bar)的误报率达37%,反而增加ATCOs工作负荷。一名参与者直言:"计时器意外重置迫使机组急刹,可能造成人员受伤"。
预防策略矩阵:受访者提出分层解决方案:①技术层——改进地面标识可见性(如热敏变色涂料);②操作层——强制"威胁导向简报"(threat-based briefing);③文化层——建立"质疑权威"安全文化(如鼓励学员主动澄清指令)。
讨论部分深刻指出,当前RI防控存在三大悖论:①技术依赖陷阱——ASDE-X等高价设备在通用航空(GA)机场难以普及;②术语灵活性困境——89%的ATCOs承认对母语者使用非标术语,但ICAO要求术语全球统一;③经验代际差异——资深飞行员更易陷入"简报疲劳",而学员因畏惧提问酿成20%的沟通事故。
该研究的核心价值在于构建了"人-技-环"协同框架,证实了:①沟通协议标准化可使RI风险降低70%(尤其非英语母语机组);②SA训练需聚焦Level 1感知训练(如航向仪交叉验证);③停止杆系统需改进人机交互逻辑。这些发现为ICAO 2023-2025全球安全计划提供了关键实证支撑,尤其对亚太区高密度机场具有直接指导意义。正如作者强调:"真正的安全进步,始于承认技术永远无法完全替代人类的情境判断。"
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