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聚焦航空安全:跑道侵入案例分析与预防措施(上)

(2017-04-06 17:34:58)
标签:

杂谈

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摘   要:本文对十余起跑道侵入典型案例进行了分析,总结归纳了跑道侵入的原因:


通讯不畅、机组操作失误、管制员操作失误、车辆驾驶员因素和机场设施因素


对民航政府监管机构、空中交通管制机构、飞机制造商、飞机营运人、机场营运人、飞行员、管制员和车辆司机等人和单位提出了防止跑道侵入的建议措施


关键词:航空器跑道侵入事故征候


1、前言


2016年10月11日发生在上海虹桥机场的A330跑道侵入事件,将跑道侵入的话题推到了舆论的风口浪尖;


2016的3月8日,中国民航的A319飞机在韩国青州发生跑道侵入,险些造成两机相撞,也构成一起严重事故征候。


在航空范畴,安全是一种状态,通过连续的危险识别过程和安全风险管理,将给个人造成的危险或者财产损失的可能性降低至并保持在或者低于一个可以接受水平的状态[1]。


航空安全经历了从 20 世纪初到 20 世纪 60 年代末的技术时代、从70 年代初到 90 年代中期的人的因素时代、从20世纪90年代中期到现在的组织机构时代。目前的安全管理,人们开始从系统的视角审视安全,除了人的因素和技术因素之外,它还包含了组织机构的因素。跑道侵入的风险研究与预防也是基于此理念。


2、跑道侵入定义和严重程度等级


不同国家或机构对跑道侵入的定义不同。国际民航组织(ICAO)定义的跑道侵入是指在机场内发生的任何航空器、车辆或人员误入指定用于航空器着陆和起飞的地面保护区的事件[2]。


FAA定义跑道侵入是指发生在机场跑道环境中涉及地面航空器、车辆、人员或物体对正在起飞、准备起飞、正在着陆或准备着陆的航空器产生碰撞危险或导致丧失所需间隔的所有事件[3]。


跑道侵入可分为以下几种常见情况:


a) 航空器或车辆从正在着陆的航空器的前方穿越;


b)航空器或车辆从正在起飞的航空器的前方穿越;


c) 航空器或车辆穿越跑道等待位置标志;


d) 航空器或车辆不能确定其所在位置而误入使用跑道;


e) 由于无线电通话失误导致未按照空中交通管制指令操作;


f) 航空器从尚未脱离跑道的航空器或车辆后方通过。


根据事件的严重程度,跑道侵入分为以下五个等级:


A类:间隔减小以至于双方必需采取极度措施,勉强避免碰撞发生的跑道侵入(图1)。A类跑道侵入属于航空器严重事故征候。


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图1、 A类跑道侵入


B类:间隔缩小至存在显著的碰撞可能,只有在关键时刻采取纠正或避让措施才能避免碰撞发生的跑道侵入(图2)。B类跑道侵入属于一般事故征候。


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图2 、B类跑道侵入


C类:有充足的时间和(或)距离采取措施避免碰撞发生的跑道侵入(图3)。



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图3、 C类跑道侵入

D类:符合跑道侵入的定义但不会立即产生安全后果的跑道侵入。


E类:信息不足无法做出结论,或证据矛盾无法进行评估的情况。


3、运输量增加与跑道侵入的可能性


跑道侵入是当今航空界一个重大安全问题,2016年10月11日发生在上海虹桥机场的跑道侵入事件,起飞的A320飞机从穿越跑道的A330飞机上空19米的高度飞越;


2016年3月18日的发生在韩国青州的跑道侵入事件,落地高速滑跑的飞机紧急避让误入跑道的飞机,两机间隔只有3米。


由于跑道侵入事件的严重危害性,世界各国都非常重视跑道侵入事件的预防与研究。


美国联邦航空局(FAA)将跑道侵入作为其最急需解决的问题之一,自1990年以来,先后开展了大量预防研究工作,并采用综合应用技术、改善基础设施和工作程序,控制人为错误,增加机场场面活动的错误容差等手段,来降低跑道侵入的严重性、数量和几率。


美国对国内10年的跑道侵入事件研究表明运输量的小幅增加,会导致跑道侵入的可能性呈指数增加[4]。


加拿大的研究报告详细说明了运输量和侵入可能性之间的关系,并指出单条跑道模型下跑道侵入事件的数量可以根据给定的机动区航空器数量算出,如图4所示。根据图中二者关系趋势,跑道侵入可能性的增长大大超过了运输量的增长[5]。


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图4、跑道侵入可能性(单跑道运行)

在国内,随着机场改扩建、多跑道运行、航空器起降次数不断增加等原因,近几年跑道侵入事件有所增加,给民航安全运营带来隐患。


按照统计,中国民航的航空器起降次数从2003年的211.9万次增加到2015年的856.5万次,2015年的起降次数是2003年的4.04倍


基于上述“跑道侵入事件数量随航空运输量呈指数级增加”这一研究结论,有理由认为我国民航跑道侵入事件的风险变得越来越大


4、典型案例分析


案例1:2016年10月11日在上海虹桥机场,A330飞机36R跑道落地后经过H3联络道穿越36L跑道时发生A类跑道入侵(图5)。


36L跑道正在起飞的A320飞机从穿越跑道的A330飞机的上空飞越,两机垂直间隔19米,A320左机翼与A330机尾间的水平位置投影间隔为13米。

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图5、机场36L、36R跑道、H3联络道平面图


事件经过:


当日12:04:35西塔台席管制员向A320飞机发布了36L跑道起飞指令。此时,已在36R着陆的跑道A330飞机在东塔台席管制频率内,A330机组无法听到A320起飞指令。


12:05:00  A330机组首次与西塔台席管制员建立联系,管制员指挥飞行员使用H3联络道滑行,36L跑道外等待。


12:05:12 西塔台管制员指挥A330经H3联络到穿越36L跑道。


12:05:25 A330飞机转入H3加油增速滑行实施穿越。


12:05:37 A320机组向西塔台反映前方有飞机穿越跑道并询问情况。管制员立即指挥A330飞机原地等待。此时A330的机头已经进入跑道。A330机组称已经进入跑道,管制员再次指挥原地等待,A330机组回复原地等待,此时通话的为A330中间观察座副驾驶,而A330机长瞬间将油门杆推到最大推力。接着收回。N1转速最大达到60%。地速最大25海里/小时。330飞机穿越36L跑道用时15秒。


12:05:40  A320上的副驾驶看到A330飞机进入跑道,下意识踩刹车。


12:05:41  A320飞机机长接过操纵,加油门起飞。距离H3道口约750米。


12:05:43  A320飞机油门加到最大。距离道口约500米。


12:05:46  A320离地,距离H3道口250米。


12:05:49  两机在H3联络道正切。A320飞机从A330飞机的后侧上方飞越。


A320距地面高度36米,两机相对高度19米(A330的垂尾高度17米),A320与A330机尾间的水平位置投影为13米


事件的直接原因是管制员发布A330飞机穿越跑道指令时,未确认相关航空器位置和动态


案例2:2016年3月18日,中国民航的一架A319飞机在韩国青州机场滑行时误入跑道,与落地滑跑的大韩航空公司的B738飞机发生冲突,B738飞机向左侧避让约6米,两机之间最小间隔约为3米(图6)。


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图6、机场24R跑道和R3滑行道平面图


事件原因是:


1)机组错误理解地面管制指令,在未获得塔台进入跑道许可的情况下进入跑道。


2)管制员的通讯术语不规范。


当A319飞机在地面请示滑行时,清州机场地面管制发布的指令是“(call sign),Runway 24R, taxi via B3”。机组在没有再次证实的情况下,理解为可以进跑道,和管制员要表达的意思不一致。


如果管制员希望飞机在跑道外等待,按照国际民航组织规定的标准用语,准确的指令应该是“(call sign),taxi to holding point Runway24R via B3, hold short of runway24R”。


案例3:2008年4月1日,在大连机场国内某航空公司一架B737飞机在机场开车滑行时,机组没有按照塔台的指令由A10联络道进跑道,擅自进入E联络道并且超过了跑道入口E停止线,如图7所示,导致与跑道上一架正在起飞滑跑的A319飞机发生严重冲突,当A319飞机的起飞速度到达86.8KTS时开始在塔台的指挥下中断起飞,飞机停止后两机前轮相距35米。


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图7、机场10跑道、A滑行道、E滑行道平面图


案例4:1999年4月,我国民航某航空公司一架B747飞机(编号为A)在芝加哥机场发生跑道侵入事件,与大韩航空另一架B747飞机(编号为B)在14R跑道发生严重冲突,如图8所示。


事件发生在夜间,当时的天气是目视气象条件。A飞机在14R跑道上着陆后,塔台管制员指挥飞机右转T10脱离跑道,再向左转入K滑行道,穿过27L跑道到达货机坪。


当A飞机脱离14R跑道时,同一管制员同意B飞机起飞。A飞机向右转入T10滑行道,然后向左转入M滑行道而不是管制员要求的K滑行道。当B飞机起飞时A飞机进入了14R跑道,B飞机从A飞机上空大约25到50英尺处飞越,险些造成两架747飞机相撞。


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图8、芝加哥O'Hare国际机场跑道、滑行道平面图


案例5:2007年11月,中国民航一架A319飞机在日本名古屋机场发生了一起跑道侵入事件,如图9所示。


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图9、名古屋机场跑道与滑行道平面图


A319飞机在滑行中,塔台指挥“左转A、A1”,机组提出“从现在位置(A3S)可以进跑道吗?”塔台回答:“A3S可以使用,但在36跑道外等待”(A3savailable, but hold short of RWY36),机组复诵正确。


但是,机组只注意到“A3S可以使用”的指令,没有注意A3S联络道等待线,导致飞机越过联络道等待线,造成日本全日空公司的一架飞机在跑道头约4海里、高度1140英尺的位置复飞。


5原因分析


调查数据显示,飞行员、车辆驾驶员和管制员最有可能造成跑道侵入和碰撞发生,是机场运行的最主要的风险[2]。


根据EUROCONTROL 2001年的对运行人员的调查显示,30%的车辆驾驶员、20%的空中交通管制员和50%的飞行员曾涉及跑道侵入事件。


FAA公布的全美2015财年的跑道侵入事件共1455起,其中飞行员违规883起(60.6%),车辆或者行人违规245起(16.8%),运行差错325起(22.3%),其它原因2起[6]。


根据中国民用航空安全信息网公布的数据, 2006年至2016年记录的发生在国内的跑道侵入事件共285起,其中飞行员原因52起(18.2% ),空中交通管制原因23起(8.1%),军方原因15起(5.3%),地面保障原因(车辆、行人、动物等)75起(26.3%),其它原因120起。


285起跑道侵入事件中,严重事故征候和一般事故征候分别为8起和7起。这15起事故征候按照原因划分,地面保障原因5起,机组原因4起,空管原因3起,其它原因3起。


跑道侵入通常是由许多不同因素引起的,包括机场复杂性、穿越跑道次数、空中运输量、管制员和飞行员之间的错误通信、飞行员缺乏机场情景意识、管制员和飞行员之间的执行和判断错误等。本文仅对其中引发跑道侵入事件的主导因素进行举例分析。


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