人为因素和航空安全课件

人为因素与航空安全揭秘飞行背后的隐形风险第一章什么是航空中的人为因素？超过的航空事故源于人为因素70%70%80%与飞行员直接相关广义人为因素涉及全球飞行安全统计数据表明，约七成航空事故的根本原因可追溯至飞行员若将范围扩展至维修失误、空中管制沟通问题、组织管理缺陷等领域，人的判断失误、操作错误或决策不当为因素在事故中的涉及比例高达八成人为因素涵盖哪些领域？人因工程学航空生理学研究如何设计更符合人体工学的驾驶舱布局、仪表界面和操作系统，探讨高空环境对人体的影响，包括缺氧、气压变化、疲劳、生物节律减少操作负担与误操作风险紊乱等生理限制因素认知心理学社会与行为学分析飞行员的注意力、记忆、决策过程与信息处理能力，理解认知负关注团队协作、沟通模式、领导风格、组织文化对安全的影响，以及荷与判断偏差的形成机制压力、情绪等心理因素的作用模型理解人与系统的互动SHELL模型是航空人为因素分析中最经典的理论框架之一，由澳大利亚心理学家霍金斯（）于年提出该模型将航空系统分解为五SHELL FrankHawkins1975个相互关联的组成部分，以人（）为核心，系统性地描绘人与周围环境的复杂互动关系模型名称来源于五个英文单词首字母的组合，形象地Liveware展示了航空安全的多维度特征010203软件（Software）硬件（Hardware）环境（Environment）包括操作手册、标准程序、航图、检查单、仪表涵盖飞机机械设备、驾驶舱设计、座椅布局、控涉及气象条件、噪音、光线、温度、机场设施、显示界面等非实体信息系统制装置等物理实体工作时间等外部因素04人员（Liveware-中心）人员间（Liveware-周边）核心要素，包括飞行员、管制员、维修员等所有航空从业人员的能力与限制模型的核心思想在于航空安全不是孤立的技术问题，而是人与软件、硬件、环SHELL境及其他人员之间动态互动的结果任何一个接口的不匹配或失效，都可能成为事故的导火索通过识别和优化这些接口，可以系统性地降低人为错误的发生概率，构建更加安全可靠的航空运行体系人的生理与心理限制生理限制心理限制疲劳累积长时间飞行、跨时区作业、睡眠不足严重削弱反应能力与判认知负荷人脑信息处理能力有限，复杂情况下容易出现注意力分散和断力记忆失误感官局限视觉错觉、听觉疲劳、空间定向障碍在高空环境中尤为突出情绪压力焦虑、愤怒、恐惧等负面情绪显著增加错误决策概率心理偏差过度自信、确认偏误、锚定效应等认知陷阱影响准确判断身体状态疾病、药物影响、生理节律紊乱都会降低操作精准度认识到人类固有的生理与心理限制，是设计容错系统、制定安全程序的基础现代航空安全管理强调通过技术手段、流程设计和团队协作来弥补个体局限性，而非寄希望于完美表现软件与硬件设计缺陷引发的事故隐患早期设计的致命缺陷不人性化的操作界面在某些旧型飞机中，起落架控制手柄与襟复杂的仪表布局、不一致的操作逻辑、缺翼控制手柄的外形、位置极为相似，且相乏视觉反馈的控制系统，都会显著增加飞邻放置在紧张情况下，飞行员极易误操行员的认知负担当多个警报同时响起作，导致严重后果这种设计未充分考虑时，信息过载可能导致关键信息被忽略或人类在压力下的操作习惯和误触可能性误判自动化系统的隐患过度依赖自动驾驶系统可能削弱飞行员的手动操作技能当自动系统失效或表现异常时，飞行员可能无法及时识别问题或有效接管控制，形成自动化陷阱这些设计缺陷提醒我们技术进步必须以人为中心现代航空工程越来越重视人因工程原则，通过用户测试、模拟实验和事故分析，不断改进设计，使系统更加符合人类的认知特点和操作习惯环境因素的挑战极端气象高空环境雷暴、强风、低能见度、冰雹、风切变等恶劣低压、缺氧、温度骤变、强辐射等物理条件对天气直接威胁飞行安全，考验飞行员的应变能人体生理机能构成严峻挑战力工作环境机场设施驾驶舱噪音、振动、狭小空间、长时间工作导跑道标线模糊、灯光系统故障、滑行道指示不致的疲劳与不适影响专注度清等基础设施问题增加地面事故风险环境因素往往与其他人为因素交互作用，形成复合风险有效的安全管理需要通过改善设施、优化程序、加强培训等多管齐下的方式，减轻环境对人员表现的负面影响人与人之间的沟通合作安全的最后防线航空是一项高度依赖团队协作的事业一次成功的飞行，离不开飞行员、副驾驶、空中管制员、维修技师、客舱服务人员、地勤保障团队等多方的紧密配合人与人之间的有效沟通与默契协作，构成了防止事故的最后一道防线驾驶舱内协作空地通讯机长与副驾驶的角色分工、相互监督、信息共享与决策协商是安全飞行的飞行员与管制员之间的清晰指令、准确复述、及时反馈确保飞行路径与间基石隔安全维修交接跨部门协同维修人员与飞行机组的故障信息传递、维修记录确认避免技术隐患运行控制、航务、安全管理等部门的信息整合与决策支持提升整体安全水平历史上许多重大事故的发生，都与沟通障碍、权威梯度、文化差异、团队协作失效密切相关认识到团队合作的重要性，培养积极的沟通文化，是现代航空安全管理的核心内容第二章典型航空事故中的人为因素剖析历史是最好的老师通过对典型航空事故的深入剖析，我们可以清晰地看到人为因素如何在复杂系统中逐步累积、相互作用，最终导致灾难性后果本章将聚焦几起具有重大影响力的航空事故案例，系统分析其中的人为因素链条，揭示沟通失误、判断错误、组织缺陷等深层次原因这些惨痛教训不仅推动了航空安全理论的发展，更促使全球航空业建立起更加完善的安全管理体系年特内里费岛空难史上最惨跑道撞机事故19775830遇难人数机械故障这是全球航空史上死亡人数最多的单一事故，两架波音客机在跑道上两架飞机均无技术故障，事故完全源于人为因素的层层失误747相撞事故经过与关键失误深层次原因环境压力拉斯帕尔马斯机场因炸弹威胁关闭大量航班转降特内里费机场严重拥挤这起事故暴露了多重系统性缺陷标准术语不规范、机组,,资源管理缺失、权威梯度过高、压力下决策失误等能见度极差浓雾笼罩跑道能见度不足米视觉确认几乎不可能,300,沟通混乱荷航机长误解管制员指令认为已获得起飞许可开始滑跑,事故后国际民航组织全面改革了通讯程序推动了组员资,,无线电干扰泛美航班报告仍在跑道上的关键信息被荷航机组的通话覆盖源管理CRM训练的诞生权威压力荷航副驾驶和飞行工程师曾表达疑虑但未能有效制止机长的错误决策,时间压力荷航机组面临值勤时间限制急于起飞导致判断失误,特内里费空难彻底改变了全球航空业对人为因素的认识它告诉我们技术上的完美并不能保证安全，人与人之间的沟通、团队内部的权力动态、压力下的决策能力，才是安全的真正基石这起事故的教训深刻而持久它促使航空业建立了更加严格的标准通话程序，强制推行训练，改进机场地面管制系统，并在全球范围内重新审视驾驶舱权威文化可以CRM说，现代航空安全管理体系的许多核心理念，都源自对这场悲剧的反思年新加坡航空滑行误入跑道事故20002000年10月31日晚间1台风象神侵袭台北,桃园机场遭遇强风豪雨,能见度极差,部分跑道因施工关闭2准备起飞阶段SQ006航班获准从05L跑道起飞,但机组误将飞机滑入正在施工的05R跑道加速滑跑3飞行员在黑暗和暴雨中未能识别跑道错误,继续加速,最终撞上跑道上的施工设备4灾难性后果飞机断裂起火,机上179人中83人遇难,96人受伤,成为新航史上最严重的事故多重人为因素的叠加环境极端台风暴雨导致能见度接近零，飞行员难以目视确认跑道标识时间压力航班延误多时，机组急于起飞，缩短了检查和确认的时间标识不清机场跑道入口标线在暴雨中难以辨认，缺乏有效的视觉引导管制疏漏管制员未能提供额外的滑行引导，也未察觉飞机进入错误跑道程序缺失当时缺乏强制性的跑道进入确认程序和交叉检查机制1994年中华航空名古屋空难事故概况1994年4月26日，中华航空140号班机在日本名古屋机场降落时失事，机上271人中264人遇难，成为当时台湾航空史上最严重的空难调查显示，这是一起典型的人机交互失误与机组协作不当共同导致的悲剧0102误触模式切换系统对抗操作副驾驶在最后进场阶段意外触发了复飞模式（TOGA），但机组未立即察觉自动驾驶系统试图执行复飞抬头，而机长继续手动压杆下降，形成对抗操作0304沟通严重不畅失速坠毁副驾驶未明确告知机长模式变化，机长未能理解系统行为，持续与自动驾驶对抗飞机俯仰姿态剧烈变化，最终失速坠毁于机场附近，未能完成复飞根本原因分析权威梯度与沟通障碍的致命影响在许多航空事故中，一个反复出现的关键因素是驾驶舱内的权威梯度（）问题这指的是机长与副驾驶之间因职位差异、经验差距、性格特点或文化Authority Gradient背景而形成的权力不平衡，导致低级别机组成员不敢或不愿意质疑高级别成员的决策，即使他们已经察觉到潜在危险12过度陡峭的权威梯度文化因素的影响副驾驶对机长过度敬畏，即使发现明显错误也不敢出声质疑在特内里费空难某些文化背景强调等级秩序和权威尊重，使得下级更难挑战上级研究表明，中，副驾驶和飞行工程师都表达了疑虑，但未能阻止机长的错误起飞决策这种文化特质与某些地区航空事故率的相关性值得关注34不会说不知道的心态疲劳与压力下的沟通退化机组成员出于自尊心或担心显得无能，不愿承认自己不理解某个程序或不确定在高强度工作、时间压力、恶劣环境等应激状态下，人们倾向于减少沟通、缩当前状况，导致错误信息未被及时纠正短交流，团队协作质量急剧下降关键启示现代训练的核心目标之一，就是建立适度的权威梯度既保持必要的指挥层级，又鼓励开放的沟通文化，使每个机组成员都能够自信地分享CRM——信息、提出疑问、指出错误，而不必担心遭受负面后果第三章现代航空安全管理与人为因素预防从惨痛的历史教训中，全球航空业逐步建立起一套科学、系统、主动的安全管理体系现代航空安全管理不再满足于亡羊补牢，而是致力于防患未然通过系统化的风险——识别、标准化的操作流程、持续性的培训教育以及先进技术的应用，在事故发生之前就消除隐患本章将介绍当前航空业采用的主要安全管理工具和方法，展示人为因素预防的最佳实践系统系统化分析人为错误HFACS人为因素分析与分类系统（，简称）是由美国海军开发的一套系统化事故分析框架，目前已Human FactorsAnalysis andClassification SystemHFACS被全球民航界广泛采用该系统基于著名的瑞士奶酪模型（），认为事故的发生不是单一失误的结果，而是多层防护屏障上的Swiss CheeseModel漏洞偶然对齐的结果瑞士奶酪模型的核心思想想象多片瑞士奶酪堆叠在一起，每片奶酪代表一道安全防线（如规章制度、培训、检查、监督等），奶酪上的洞代表该防线的缺陷或漏洞通常情况下，由于各层防线的洞口位置不同，危险无法穿透全部防线但当某些特定条件下，所有防线上的洞口恰好对齐时，危险就会穿透所有屏障，导致事故发生四层次详解HFACS第二层不安全监督第一层组织影响监督不足管理层未能充分监督和指导一线操作资源管理人员配置、设备投入、预算分配等资源决策对安全的影响计划失误任务安排不当、培训计划缺陷、排班不合理组织文化企业的安全价值观、风险态度、报告文化等软性因素纠正失败已知问题未得到及时解决，风险持续存在流程管理安全政策制定、风险评估机制、事故调查流程的有效性监督违规管理者自身违反规则或纵容违规行为第四层不安全行为第三层不安全前提条件技能型错误注意力分散、记忆失误、技术执行偏差生理心理状态疲劳、疾病、压力、酒精药物影响、技能退化决策型错误判断失误、风险评估不当、程序选择错误不良工作方法违规操作、冒险行为、忽视程序、团队协作不良感知型错误视觉错觉、听觉误判、态势感知丧失环境因素恶劣天气、设备故障、工作场所条件不佳违规行为故意违反规则、省略必要步骤、擅自改变程序的价值在于将事故分析从简单的谁的错转变为系统性的为什么会错和如何防止再次犯错通过识别事故背后多层次、多方面的促成因素，可以制HFACS定更加全面、针对性的预防措施系统教会我们没有单纯的人为错误，每一个错误背后都有组织、管理、培训、文化等多重因素的影响只有系统性地解决这些深层次问HFACS题，才能真正提升安全水平通过框架分析历史事故，航空业发现许多看似偶然的个人失误，实际上根源于组织层面的系统性缺陷这一认识推动了航空安全管理从责怪个HFACS人向改进系统的范式转变，促使航空公司建立起更加完善的安全管理体系（），从根本上减少人为错误的发生SMS组员资源管理（）提升团队协作与沟通CRM组员资源管理（，简称）是航空业应对人为因素挑战的一项革命性创新这一概念诞生于年特内里费空难后，当时召集的专题研讨会明确Crew ResourceManagement CRM1977NASA指出许多事故的发生，不是因为飞行员缺乏技术能力，而是因为团队协作、沟通、领导力和决策等软技能的缺失有效沟通态势感知清晰表达、积极倾听、标准用语、信息确认持续监控飞行状态、环境变化、系统提示标准程序决策制定遵循SOP、使用检查单、确认关键步骤风险评估、方案比较、时间管理、果断行动工作负荷管理领导与协作合理分配任务、识别疲劳、应对压力明确角色分工、发挥成员优势、建立信任CRM的演进概念经历了多代发展第一代聚焦个人心理学；第二代强调驾驶舱资源管理；第三代扩展至全机组（包括客舱）；第四代融合了威胁与错误管理（）；第五代则进一步延伸至CRM TEM整个航空运行系统，包括维修、管制、签派等所有环节现代CRM实践训练方法课堂学习理论讲授、案例研讨、心理测试、角色扮演模拟机训练真实场景模拟、压力环境重现、团队协作演练线上运行（LOFT）完整飞行场景，考察实际应用能力定期复训持续强化CRM技能，适应新技术和新程序核心技巧简报与报告飞行前详细简报，明确任务和职责分工；飞行后汇报交流挑战与回应鼓励提出疑问，机长必须认真回应，形成开放文化断言技巧当发现危险时，使用强烈清晰的语言引起注意（如Stop!I havecontrol!）实施效果研究表明，系统实施CRM训练的航空公司，事故率和差错率显著降低CRM已成为全球民航法规强制要求的培训项目先进技术助力减少人为错误技术进步为降低人为错误提供了强大工具现代航空业正在利用传感器、大数据、人工智能等前沿技术，构建更加智能、容错、友好的飞行系统机场场面监视雷达区域导航系统（RNAV）区块链维护记录实时追踪跑道和滑行道上的所有飞机和车辆，在基于和机载计算机的精密导航技术，使飞机利用区块链技术的不可篡改特性，建立飞机全生GPS低能见度条件下为管制员提供精准位置信息，有能够沿着优化的三维路径飞行，无需依赖传统地命周期的透明维修记录系统每次维护操作、零效防止跑道入侵和地面碰撞事故系统可自动发面导航台显著减少飞行员导航工作负荷，降低件更换、检查结果都被永久记录并可追溯，有效出冲突警报，大幅提升地面运行安全水平人为航线偏差风险，同时提高空域利用效率和燃防止维修记录造假、信息遗漏等人为失误，提升油经济性维修质量和适航性管理水平其他创新技术增强视景系统（）红外传感器穿透雾霾，为飞行员提供清晰视野EVS疲劳监测系统通过眼动追踪、脑电波分析，实时评估飞行员疲劳状态自动依赖监视（）飞机自动广播位置信息，提升空中交通态势感知ADS-B电子飞行包（）取代厚重纸质资料，提供实时更新的数字化飞行信息EFB技术的引入并非要取代人类，而是通过自动化处理常规任务、提供决策支持、增强环境感知，使人类能够专注于高级判断和异常情况处理人机协同（Human-Machine）成为未来航空安全的重要发展方向充分发挥人类创造力、适应性和判断Teaming——力的优势，同时利用机器的精确性、稳定性和快速处理能力技术不应成为新的负担好的技术设计能够弥补人类的局限，而不是增加复杂性人因工程的目标是让技术看不见它在背后默默守护，让飞行员能够自然、直观、——自信地操作企业安全文化建设的重要性技术和程序只是安全管理的硬件，而安全文化则是软件和灵魂一个强大的安全文化能够让安全意识渗透到组织的每一个角落，成为每位员工的自觉行为日本廉价航空公司（乐桃航空）的年度安全报告为我们提供了优秀的企业安全文化建设范例Peach Aviation2022核心理念员工赋权安全第一，绝不妥协有疑问就停下来将安全置于利润、准点率等所有其他目标之上，明确传达没有什么比安全更重要鼓励任何员工在发现安全隐患或感到不确定时，有权利和责任立即停止操作，无的价值观需担心受到惩罚或责备报告文化持续改进非惩罚性报告系统从每个事件中学习建立匿名安全报告机制，将差错视为学习机会而非追责目标，鼓励主动披露问题系统分析每起事件和未遂事件，提取教训，修订程序，分享经验，形成持续改进和潜在风险的闭环安全文化的关键要素领导层承诺高层管理者以身作则，将安全放在首位，提供充足资源学习文化从事故、事件、最佳实践中汲取经验，不断提升能力公正文化区分人为错误、冒险行为和恶意违规，采取差异化处理灵活文化在遵循标准的同时，允许根据具体情况灵活应对知情文化通过数据收集和分析，对安全状况有清晰准确的认识透明沟通安全信息在组织内部充分共享，打破部门壁垒安全管理系统（SMS）与持续改进安全管理系统（Safety ManagementSystem，简称SMS）是国际民航组织（ICAO）在21世纪初推广的一套系统化、数据驱动、主动预防的安全管理框架目前，全球绝大多数国家的民航法规都强制要求航空运营商建立和实施SMS安全政策与目标安全风险管理制定明确的安全政策、设定可量化的安全目标、明确各级人员的安全职责识别运行中的危险源、评估风险严重程度、制定和实施风险缓解措施安全促进安全保证开展安全培训、宣传安全文化、鼓励安全报告、分享安全信息通过监控、审计、调查、数据分析，验证安全措施的有效性SMS的核心特征主动性数据驱动不等事故发生再反应，而是提前识别和控制风险基于大量运行数据和安全报告进行科学决策持续改进系统性人为因素未来趋势与挑战随着航空技术的快速发展，人为因素管理也面临新的机遇和挑战未来的航空安全将在以下几个方向上不断演进认知负荷管理更深入地理解飞行员的认知处理机制，通过智能化驾驶舱设计、自适应界面、信息优先级管理等手段，优化信息呈现，减轻认知负担，提升决策质量疲劳监测与管理利用可穿戴设备、生理传感器、行为分析算法，实时监测飞行员疲劳状态结合科学排班系统和个性化休息建议，从源头上预防疲劳相关事故AI辅助决策人工智能系统可以分析海量数据、识别异常模式、提供决策建议，成为飞行员的智能副驾驶但同时也需要防止过度依赖和自动化陷阱心理健康支持建立更加完善的心理健康筛查、评估和支持体系，打破心理问题的污名化，鼓励飞行员主动寻求帮助，防止心理疾病引发的安全事件沉浸式训练技术虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术使飞行训练更加逼真、灵活、经济可以重现罕见的危险场景，让飞行员在安全环境中获得宝贵经验全球协作与信息共享建立更加开放的国际安全信息共享平台，让各国航空业能够相互学习、共同提高，避免在不同地区重复发生类似事故结语飞行安全，人人有责人为因素虽不可避免，但可通过科学管理大幅降低风险团队协作技术创新安全文化开放的沟通文化、有效的实践、适度的权智能系统、自动化工具、数据分析，与人类智从领导层到一线员工的共同承诺，将安全第CRM威梯度，让每个人都成为安全的守护者慧形成完美互补，构建更强大的安全屏障一从口号变为每个人的自觉行动航空安全是一项永无止境的事业每一次安全起飞和降落，都凝聚着无数航空从业者的专业精神、责任担当和不懈努力作为这个庞大系统中的一员，无论你是飞行员、管制员、维修员、管理者还是乘客，都可以为飞行安全做出贡献让我们以对生命的敬畏、对专业的尊重、对安全的执着，共同守护每一次飞行的旅程蓝天之上，安全同行！参考资料台湾《人为因素与飞航安全》专题报告

（2014）HFACS系统与瑞士奶酪模型介绍

（2023）台湾飞行安全委员会编制的系统性专题研究，详细分析台湾地区历史国际民航组织（）和美国联邦航空管理局（）发布的人为因ICAO FAA航空事故中的人为因素，提出改进建议素分析框架技术文档，包含详细的分类标准和应用指南NTSB2024年航空事故数据库网络分析研究Peach航空2022年度安全报告美国国家运输安全委员会（）基于大数据和网络科学方法，对日本乐桃航空公司发布的年度安全管理报告，展示企业安全文化建设NTSB全球航空事故的系统性分析，揭示事故因素间的复杂关联和实施的最佳实践案例SMS延伸阅读推荐《人为因素理解航空中的人类贡献》（），文件•Human Factors:Understanding PeoplesContribution toAviation ICAO《训练手册》（），各国民航局培训指南•CRM CRMTraining Manual《安全管理手册》（，），第四版•Safety ManagementManual Doc9859ICAO《威胁与错误管理》（），德克萨斯大学人为因素研究中心•Threat andError Management谢谢聆听！欢迎提问与交流感谢您对航空安全和人为因素话题的关注如果您有任何问题、想法或经验分享，请随时提出让我们一起为更安全的天空贡献智慧和力量！讨论话题建议持续学习您在工作中遇到过哪些人为因素挑•航空安全是一个不断发展的领战？域建议定期关注、ICAO对于未来航空技术发展，您有什么看•、等权威机构发布的FAA EASA法？最新研究成果和安全通告，保如何在您的组织中推广安全文化？•持知识更新训练的实际效果如何？•CRM。