迈向电动垂直起降飞机的未来飞行安全：将“黑天鹅”理论应用于新兴技术的安全风险评估

《RELIABILITY ENGINEERING & SYSTEM SAFETY》：Toward future flight safety of electric vertical takeoff and landing aircraft: Applying black swan to safety risk assessment of emerging technologies

　　

梁凡杰|王倩|何洁华|童瑞鹏

摘要

前瞻性地评估电动垂直起降飞机（eVTOL）的安全风险对于城市空中交通的商业化至关重要。然而，作为一种新兴技术，eVTOL缺乏运营数据，因此难以进行系统性和量化的安全风险分析。本研究旨在开发一种新的安全风险评估方法，该方法以“黑天鹅”理论为指导，结合了乔哈里窗口（Johari Window）、扎根理论（Grounded Theory, GT）和蒙特卡洛（Monte Carlo, MC）方法。乔哈里-GT-MC方法分析了1994年至2025年间发生的496起美国事故/事件报告，涉及飞机、直升机和无人机。研究发现了五个核心知识缺口、四个核心认知盲点以及三个适用于eVTOL运营的风险缓解措施，其中前两个通过蒙特卡洛模拟进行了定量评估。结果表明，应对复杂运营环境的局限性以及外部监管和支持的疏忽分别代表了最高风险的核心知识缺口和认知盲点。因此，提出了基于蝴蝶结图（Bow-tie Diagram）的敏捷预防和控制策略，该策略整合了三个途径：知识积累、意识提升和经验转化。案例应用证实了该方法在支持前瞻性风险分析以及为eVTOL事故预防提供可操作性见解方面的有效性，尽管使用历史数据存在一定的局限性。