地空联手技术升级提高航空安全性

　　回首过去的半个世纪，航空运输系统提高安全水平主要依靠技术的发展。尤其是近几年，提及安全就离不开技术、规章和培训。近30年来，航空运输系统安全保障设备的发展主要归功于近地防撞警戒系统(GPWS)、增强型近地防撞警戒系统(EGPWS)、空中防撞系统(TCAS)的协同发展。

　　航空飞行导致的死亡事故原本多由可控飞行撞地(CFIT)引起，如今已让位于飞机失控。波音公司的数据显示，2003年~2012年，商业飞行安全事故导致的1648人员死亡均由飞机失控引起，远高于CFIT导致的971人，而跑道偏离引发的安全事故为765人。不难看出，在过去10年中，CFIT在EGPWS的帮助下，死亡事故明显减少。

　　安全设备得到发展

　　如今，飞机安装的安全设备已有所发展，例如与跑道入侵、跑道偏离有关的安全技术和安装在跑道末端的飞机阻拦材料都有所发展。

　　预见性维护工具也能提高飞机的安全性，虽然在零件损坏以前就进行了更换，但很难量化这种做法的经济价值。现代商业飞机的机身和引擎配备了传感器，在零件损坏之前就能作出预测。此类工具可以通知机长潜在的隐患，以便机长及时通知地勤人员第一时间备齐相关零部件以进行替换，甚至有时无需机长通知，飞机就可自行处理。在飞机降落的时候，便有带着零件的修理工在机坪上等候了。

　　飞行监管机构会强制在飞机上、机场或机场附近安装相关安全设备。1989年，美国联邦航空管理局(FAA)规定，载客超过19人的飞机均需安装TCAS。现在，该系统已升级为TCAS II,可以帮助商业飞机预警防撞。在规定安装TCAS后，FAA开始强制安装地形提示和警告系统(TAWS),以增强飞行员的安全预警能力，规避由可控飞行撞地导致的事故。

　　20世纪90年代，FAA对机场多普勒天气雷达的有效性进行了验证。后者为空中交通管制员提供了乱流一类的恶劣天气实时的详细信息。

　　FAA虽未直接提及对飞机安全技术的相关要求，但却通过其他强制手段以提高飞行安全水平。2002年12月，FAA开始强制推行机身结构和系统老化项目，让飞机通过动手术解决设计上可能导致结构损毁或系统缺陷的问题。

　　飞机制造商的努力

　　飞机制造商在提高飞行安全方面也扮演了重要角色，他们可以提供更好的飞机设计、系统设计和程序设计，安装更先进的设备。25年前，空中客车公司就在空客A320系列飞机上安装了电控飞行操作(fly-by-wire)控制系统。单就这项技术来说，似乎与安全技术无关，但是与空客的飞行包线保护系统相配合，却能使飞行安全性大为提高。

　　飞行包线保护系统(FEPS)可以帮助飞行员更好地控制飞机。根据空客的说法，在过去10年中，它使商业航班每往返1000万次才发生1次死亡事故。空客高层甚至表示，没有FEPS的飞机发生死亡事故的概率是这一数字的“两倍还多”。

　　近年来，空客在安全技术方面的进步首推防冲出跑道系统(ROPS),后者已成为空客A380的标配。去年11月，A320系列飞机的ROPS也通过了FAA的适航认证。这项驾驶舱机载系统领域的技术可以有效增强飞行员降落时的情境意识，降低飞机偏离跑道的风险，而且在必要的情况下，该系统可以为飞机提供主动保护。今年3月，美国航空公司开始为其空客A320机队安装ROPS。空客也在与有关专家合作，研究如何降低跑道入侵概率。

　　发生事故后旅客和机组人员该如何求生?这是多年来波音公司一直关注的问题。为此，公司做了大量研究：开发了更实用的旅客座椅，以降低伤害程度和缩短旅客逃离时间;特别设计飞机起落架和发动机，能够从机身上拆去(脱离)以减少损坏;增强了油箱结构的完整性，以降低断裂的风险。整个机身也增加了阻燃材料。

　　1996年，一架美国环球航空公司的波音747飞机在起飞不久，在长岛上空发生爆炸。美国官方认为，它是飞机的中央油箱过于靠近热源，使得燃料和空气混合产生了爆炸。自此之后，波音开发了油箱惰化系统。

　　波音公司负责航空安全的主管卡基·唐森说：“多年来，我们不仅研究各种意外事故的数据，而且各种安全事件透露出的安全隐患也在我们的研究范围之内。我们会设法减少安全威胁。日积月累，我们的设计变得越来越安全。”每当设计新机型的时候，波音就会把改进的技术作为新设计标准进行应用。

　　航空电子设备升级

　　霍尼韦尔航空航天集团负责人高级总工程师拉塔·卡特瓦表示，增强飞行员的情境意识是安全技术的重点关注领域。

　　1994年，霍尼韦尔推出了预测风切变系统(PWS);两年后，又推出了增强型近地防撞警戒系统(EGPWS)，后者已经成为波音商业飞机的标配。空客A380配备了霍尼韦尔的新一代天气雷达技术，即IntuVue三维气象雷达技术。该雷达产品能够以全三维形式显示天气情况，从地面到6万英尺高空，以及320海里范围内进行自动探测，并提供多种水平与垂直剖面气象分析和解析选项。调查数据显示，使用此款雷达后，飞行员在飞行时的决策效率可提高37%。

　　霍尼韦尔在开发InterVue时遇到两个问题：“我们发现飞行员无法正确操作俯仰控制和解读图像。”于是，公司去除了俯仰控制并令扫描空域自动化。

　　将更多的先进技术加入设备之中并不能解决全部问题。卡特瓦认为，必须为飞行员提供更好的雷达训练设备。在全球范围内针对飞行员的调查显示，整个行业的基本气象雷达训练存在较为混乱的现象。

　　罗克韦尔柯林斯公司也为商业飞机的驾驶舱开发了一些与安全有关的航空电子设备，包括TCAS和TCAS II、平视指引系统(HGS) 、发动机指示和机组警告系统(EICAS)。

　　美国飞行安全基金会(FSF)在2009年的调查显示，如果驾驶舱装有HGS ,38%的事故可以预防。如果驾驶员能够留意到HGS提供的信息，69%的起降事故和57%的失控现象均有可能避免。

　　不是所有与安全相关的技术进步都发生在驾驶舱内。2011年，Saab Sensis 推出了机场场面探测设备——模式X(ASDE-X)。美国35个主要机场都安装了这套情境感知系统。此外，该公司也是跑道状态灯光系统(RWSL) 的总承包商。2012年，其又签订了机场场面监视能力系统(ASSC)5400万美元的合同，为9个机场配备与ASDE-X类似的系统。

　　Saab Sensis的很多技术都是以空管技术为基础的。其中，也包括ASDE-X,后者是分布在机场场面上的多目标定位的小型传感器。这些传感器实质上是与飞机应答机进行通讯的无线电设备。ASDE-X整合了多种来源的数据，包括雷达、飞机和车辆应答机，让管制员能更全面地观察到机坪上的活动。

　　此外，提高跑道安全性一直是重中之重的。1990年，美国国家运输安全委员会首次发布了安全问题榜单，自此跑道安全问题开始蝉联榜首。

　　为解决这个问题，美国联邦航空局(FAA)致力于提高飞行技术水平，如今又提出了B版电子飞行包(EFB)的应用。EFB是一个给出飞行员各种航空信息的电子显示系统。过去几年期间，纸质图表和手册逐渐被EFB所取代。FAA现正与杰普逊公司合作，后者是波音公司为全球各地航空公司提供在线查看、下载飞行航图等专业相关信息的平台。该公司为iPad开发的驾驶舱专业版EFB,无论飞行员身在何处，都可以每两周接收到有新图表上传的信息，类似智能手机用户每隔一段时间收到软件更新通知。该公司表示，随着信息技术的发展，飞行员想要实时轻松获取大量信息的目标必将实现。

　　延伸

　　数据分析是提升安全的“良方”

　　多年来，合理的行业规范、先进的机载和地面航空电子设备、完善的训练和规程，在提高航空安全水平方面发挥了重要作用。但时至今日，只是做到以上几点显然还不够，对数据的处理和分析能让航空的安全水平得到显著提高。

　　美国飞行安全基金会(FSF )自1947年成立以来，便成为推动航空安全的催化剂。过去10年，该组织收集了有关飞机飞行情况的大量数据。这些数据来自飞机上的飞行数据采集器和一些诸如飞行操作质量保证(FOQA)一类的空中交通安全项目。最终，所有数据汇总起来，可以帮助人们更清楚地知道飞行过程，明确预防目标，避免安全隐患的发生。

　　基金会总裁兼首席执行官凯文·希亚特说：“过去十几年，随着掌握的数据越来越多，我们经历了由被动安全模式到主动安全模式再到预测模式的发展过程。现在，我们已经能够更好地运用这巨大的数据库。”

　　FSF领导着三个重要的安全项目，其中 ALAR是基金会推出的第一个安全项目，旨在降低进近着陆过程事故率。在几个组织的协助下，ALAR不断完善，在全球不同机场作为最佳指导方针发挥着重要作用。希亚特表示，基金会将继续为发展中国家提供指导。

　　3年前，基金会推出了另一项由会员赞助的项目，为那些进行了大修或硬件升级后准备重新执飞商业航线的飞机提供检验飞行指导。所有飞机在重新提供商业服务前必须进行再次认证，而基金会的指导方针能让这个过程更简单。

　　FSF正在致力于推行稳定着陆项目(SAP),因为去年夏天在美国发生的3起事故，让该项目受到了广泛关注。这3起事故分别是：一架韩亚航空波音777航班在旧金山国际机场降落时发生坠毁并起火;美国西南航空公司345号航班在降落时由于前起落架丢失，在纽约拉瓜迪亚机场降落时发生事故;UPS一架空客A300-600F货机在阿拉巴马州伯明翰机场附近坠毁。

　　希亚特说：“我们发现96%的飞行员可以正确着陆，但是有4%的飞行员做不到，在该复飞的时候选择继续着陆。”复飞指的是飞机降落到即将触地着陆前，将机首拉起重新起飞的动作。研究发现，一些飞行员以500英尺，1000英尺和1500英尺作为临界值，决定是否继续着陆。希亚特认为，应该确定统一高度判断是否需要复飞。

　　提到航空安全数据，就不能不提到前不久公布的《2013年商用航空安全报告》。该报告不仅对2013年的飞机事故进行了回顾和分析，还对2009年~2013年发生的事故进行了分类和总结。过去5年间，跑道偏离导致的事故比例最高，占所有事故的23 %。令人欣慰的是，此类事故的存活率也很高，只有不到8%的人死亡。若想降低行业经营风险，提高跑道安全水平则应该作为战略重点，从而引起更多的关注。

　　虽然很少有飞行中失控事故(LOC-I)发生，但其结果却总是灾难性的。过去5年，95%的此类事故会导致人员死亡。2013年，发生了8起飞行中失控事故，均有人员伤亡。2009年~2013年，1/10的事故是由飞行中失控引起的，占据了2585起伤亡事故的半数还多，达1546起。可控飞行撞地(CFIT )事故仍然是关注的焦点，2013年共发生6起，与过去的4年类似，其中大部分原因为没有精确着陆。

　　全球航空数据管理 (GADM)项目值得关注。作为一个全面的安全数据资源库，该项目涉及了事故报告、航空器意外事件、地面损坏、维护和审计，以及过去15个月中超过180万次飞行数据。全球超过470个组织为GADM提供了数据。

　　业内人士表示，分析这些信息可以令我们对行业安全问题有深入了解，促使大家行动起来，对问题按照轻重缓急进行解决。对待安全问题，行业组织和其他利益相关方的态度都是一致的，那就是使用数据可以帮助业内人士预判安全问题，发现管理死角，以便在其真正构成威胁之前能够及时采取行动。

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