Система анализа безопасности полетов
3.1 Исследования авиационных происшествий и анализ безопасности полетов Исследования авиационных происшествий и анализ безопасности полетов, можно разбить на несколько секторов [9]: - проводит оценку уровня безопасности полетов, тенденций его изменения и факторов, оказывающих на него наибольшее влияние; - осуществляет сбор, хранение и систематизацию материалов расследования авиационных происшествий, инцидентов и других событий; - разрабатывает рекомендации по предотвращению авиационных происшествий, а также целевые программы по безопасности полетов; - разрабатывает и внедряет формы и методы анализа материалов расследования авиационных происшествий и инцидентов; - осуществляет в соответствии с требованием п. 3.8.7. ПРАПИ учета всех рекомендаций комиссий по расследованию инцидентов, планов мероприятий и иных распорядительных документов федеральных органов исполнительной власти в области гражданской авиации; - организует и участвует в работе межведомственной группы по оценке степени опасности инцидентов в соответствии с требованием п. 3.9.4 ПРАПИ. Сектор исследований особых ситуаций полетов: - разрабатывает и эксплуатирует моделирующий интерактивный комплекс, позволяющий проводить исследование и воссоздание полного пространственного движения летательного аппарата с учетом характеристик как самолета-типа, так и конкретного экземпляра; - разрабатывает и эксплуатирует систему электронных бюллетеней по особым случаям полета для проведения учебно-методической работы с летным составом с целью предотвращения особых ситуаций.
Сектор исследований систем сбора и обработки полетной информации, лаборатория первичной обработки полетной информации: - испытывает, внедряет и совершенствует методы эксплуатации наземных средств и специального программного обеспечения сбора и обработки полетной информации; - оценивает соответствие специализированных подразделений авиационных предприятий требованиям по сбору, обработке и использованию полетной информации; - обеспечивает проведение оценки и испытаний методов эксплуатации наземных средств и специального программного обеспечения сбора и обработки полетной информации; - обеспечивает ведение реестра подразделений полетной информации авиапредприятий Российской Федерации и реестра специального программного обеспечения систем обработки полетной информации, допущенного к использованию в авиапредприятиях Российской Федерации. Сектор «Исследования проблем безопасности полетов воздушных судов по метеорологическим факторам»: - исследование влияния метеорологических факторов на безопасность полетов; - разработка методических материалов по расследованию авиационных событий, возникающих при воздействии на ВС метеорологических явлений; - разработка рекомендаций по содержанию документации эксплуатационных авиапредприятий для обеспечения безопасности полетов ВС при воздействии метеофакторов; - методическая помощь эксплуатационным предприятиям гражданской авиации в разработке документации по обеспечению безопасности полетов при воздействии метеорологических факторов; - участие в экспертизах, необходимых для установления причин авиационных событий, связанных с метеорологическими факторами; - участие в научно-технических конференциях и совещаниях. Публикация результатов научно-исследовательских работ, направленных на повышение безопасности полетов ВС, в области компетенции сектора; - выполняет исследования, связанные с противообледенительной защитой ВС на земле.
3.2 Задачи анализа Анализ надежности и безопасности полета (АНБ) в нынешнем понимании начал выполняться и у нас и за рубежом на рубеже 60-70 г. Целью АНБ являлось обеспечение на этапе проектирования характеристик надежности и безопасности полета разрабатываемых воздушных судов (ВС). В дальнейшем появилось понимание, что АНБ является основой для следующих работ, выполняемых на всех этапах жизненного цикла ВС: - оценка в процессе проектирования достижимости целей в области надежности, безопасности полета, контроле пригодности, эксплуатационной технологичности, готовности, стоимости жизненного цикла ВС; - формирование систем технического обслуживания (ТО) и материально-технического обеспечения (МТО) на этапе проектирования; - проведение работ по анализу логистической поддержки (АЛП) и формированию системы интегрированной логистической поддержки (ИЛП) на этапе проектирования; - формирование разделов регламента обслуживания (РО), Руководства по летной эксплуатации (РЛЭ), основанных на АНБ; - формирование Главного перечня минимального оборудования (ГПМО); - подтверждение соответствия требованиям (сертификационным, Технического задания) по безопасности полета с формированием соответствующей доказательной документации; - обеспечение послепродажного обслуживания (ППО) эксплуатанта в процессе эксплуатации.
В основе этого большого комплекса работ и раньше и сейчас лежат следующие фундаментальные задачи, решаемые в рамках АНБ: Задача 1: Определение полного перечня потенциально возможных функциональных отказов (видов отказов, отказных состояний) систем ВС. Задача 2: Определение возможных причин каждого из функциональных отказов (ФО). В качестве причин ФО необходимо учитывать: - виды отказов элементов системы. - сочетания видов отказов элементов системы. - внешние воздействия как со стороны других элементов систем ВС, так и окружающей среды. - нарушения в работе летного и наземного персонала («человеческий фактор»). Задача 3: Определение ожидаемой частоты (вероятности) каждого из функциональных отказов. Задача 4: Определение степени опасности (уровня критичности, степени риска) для каждого из функциональных отказов.
3.3 Структура и периодичность анализа Время, в течение которого производится сбор исходных данных для проведения анализа БП, называется периодом анализа безопасности полетов, оно устанавливается исходя из требований накопления достаточного количества исходных данных и максимальной оперативности воздействия на факторы опасности [9], [10]. Анализ безопасности полетов охватывает основные уровни авиационной системы: отрасль, управление гражданской авиации, авиапредприятие. Соответственно выделяют анализы безопасности полетов на уровне отрасли, на уровне управлений гражданской авиации и на уровне авиапредприятий. Основное различие анализа БП для каждого из уровней заключается в выборе основных исходных данных о НС. Так, для анализа безопасности полетов на уровне отрасли основу исходных данных о НС составляют сведения об АП и предпосылках к ним. Для анализа безопасности полетов на уровне управлений гражданской авиации основными являются данные о предпосылках к АП, а на уровне авиапредприятий - материалы расшифровок средств объективного контроля полетов ВС, инспекторских проверок и разборов. Несмотря на различие в информационном обеспечении, структура анализа БП для всех уровней авиационной системы, едина и проводится по этапам, включающим: общую характеристику деятельности, состояние безопасности полетов; анализ неблагоприятных событий и их причин; анализ мероприятий, направленных на устранение причин НС; разработку предложений по устранению НС. Задача первого этапа - оценка состояния безопасности полетов в отрасли в целом и по ее основным элементам. С этой целью необходимо вычислить основные показатели безопасности полетов по типам ВС и видам их применения, по этапам полета, по подразделениям. Задача второго этапа - выявление наиболее опасных причин неблагоприятных событий. Для этого следует: построить распределения неблагоприятных событий по основным причинам; произвести ранжирование основных причин неблагоприятных событий по степени опасности; построить распределения наиболее опасных причин неблагоприятных событий по подразделениям. На третьем этапе дается оценка эффективности ранее осуществленных мероприятий по предотвращению авиационных происшествий. С этой целью вычисляют показатели эффективности мероприятий, строят распределения показателей эффективности мероприятий по типам и видам применения ВС, по этапам полета, по основным причинам (по управлениям и службам ГА). Исходными данными для оценки эффективности мероприятий служат выходные данные первого и второго этапов, взятые за анализируемый и предшествующий ему периоды времени. Задача четвертого этапа - разработка предложений по устранению неблагоприятных событий. Выработка корректирующих мероприятий осуществляется на основе предложений служб и управлений гражданской авиации, изучения распределений показателей безопасности полетов и эффективности ранее осуществленных мероприятий, а также результатов прогнозирования состояния безопасности полетов.
3.4. Методы анализа Сделаем небольшой обзор методов и инструментов проведения АНБ ВС. Исторически первым методом был экспертный. Экспертный метод получения перечня ФО сводится к следующей технологии. На основании имеющейся в распоряжении технической документации эксперт определяет перечень функций рассматриваемой системы. Для каждой функции эксперт устанавливает виды возможных их нарушений, которые образуют перечень исходных ФО. Затем также экспертно определяются причины установленные ФО. В качестве причин рассматриваются виды отказов элементов анализируемой системы. После выявления причин исходных ФО определяется возможность совместного возникновения двух и более исходных ФО и формируется результирующий перечень ФО. Для этого причины ФО желательно записывать в форме логического уравнения (булевой функции). Для определения вероятности ФО логические уравнения преобразуются к вероятностным. Описанный процесс является достаточно трудоемким и требует высокой квалификации эксперта. Полнота перечня ФО определяется полнотой перечня функций и видов их возможных нарушений и полностью зависит от эксперта. Иногда в качестве методов получения перечня ФО упоминают так называемые методы «сверху» и «снизу». На наш взгляд, здесь имеет место смешение понятий. Метод «сверху» предназначен для определения причин уже определенных ФО и не служит для определения самих ФО. Метод «снизу» дает перебор состояний системы при возможных видах отказов ее агрегатов. Для достаточно сложных систем число этих состояний с учетом двойных и тройных отказов огромно. Объединение этих состояний в ФО (т.е. получение перечня ФО) может быть осуществлено также только экспертно, что делает метод «снизу» вариантом экспертного метода, однако огромное число возможных состояний системы и, следовательно, огромная трудоемкость делают такой подход практически неприменимым. Экспертный метод хороню отработан и доказал свою достаточную эффективность при условии необходимой квалификации использующих его специалистов. В связи с этим любой метод проведения АНБ, предлагаемый в качестве альтернативного экспертному, должен, сохраняя все его достоинства, отвечать определенным требованиям, а именно: 1. Алгоритмизация получения перечня ФО анализируемой системы с обоснованием его полноты. 2. Алгоритмизация определения причин ФО анализируемой системы с обоснованием его полноты. 3. Объективность результатов АНБ. Это подразумевает, что при проведении АНБ разными специалистами с использованием одних и тех же исходных данных результат будет один и тот же. 4. Исходные для проведения АНБ должны представлять собой конструктивные параметры системы и не требовать дополнительного преобразования к специальному виду. 5. Формат результатов АНБ должен обеспечивать их использование в смежных областях (проведение АЛП, формирование систем ТО и МТО и ИЛИ в целом). 6. Инструмент должен быть адаптируемым к изменениям в конструкции систем в процессе их разработки. Мы рассмотрим две основные на наш взгляд группы для проведения АНБ. Одна, достаточно многочисленная группа, основана на формировании документов, предусмотренных MIL-1629A. Предлагают эти компании, которые сами себя называют «мировыми лидерами» в данной области. В этих инструментах предлагаются средства для формирования FMEA, FMEAS, FMECA. Суть таких работ заключается в определении видов отказов каждого элемента системы и определения влияния этих единичных отказов на функционирования самого элемента, подсистемы и системы в целом. Для определения видов отказов предлагается использовать различные справочники, а влияние видов отказов на функционирование подсистемы и системы определяется экспертно. Для определения влияния множественных отказов (двойных, тройных и т.д.) предлагаются средства для построения деревьев отказов (а также блок-схем надежности, диаграмм Маркова). При этом определение перечня ФО (вершин деревьев отказов) и причин ФО осуществляется экспертно. Таким образом, технология работы с подобными группами методически принципиально не отличается от экспертного метода и результата решающим образом зависит от опыта и квалификации специалистов, проводящих АНБ. Сравнительно недавно появились группы для проведения АНБ, которые принципиально отличаются от рассмотренных выше. Мы остановимся на двух из них. Это MADe, представленный австралийской компанией РНМ Technology, и разработка российской компании «ПРОГРАММПРОМ» программно-технологический комплекс (ПТК) ФАНАТ. Эти инструменты объединяет следующие отличительные свойства: 1. Ключевым понятием является модель функционирования каждого элемента анализируемой системы. Эта модель не зависит от использования элемента в конкретной конструкции и включает описание входных и выходных сигналов и их нарушений. Частью модели элемента являются и традиционные виды отказов. 2. С помощью моделей элементов и их соединений в конкретной конструкции моделируется анализируемая система в целом. 3. Нарушения функционирования системы алгоритмически связаны с нарушениями функционирования составляющих систему элементов. Такой подход позволяет решить главные задачи АНБ, а именно: алгоритмизация получения перечня ФО, алгоритмизация определения причин ФО и, как следствие, устранение субъективного фактора при проведении АНБ. Точнее можно сказать, что субъективность АНБ становится контролируемой, так как результат определяется моделями элементов, которые всегда можно уточнить и дополнить. Таким образом, по нашему мнению именно ПП такого класса отвечают сформулированным выше пользовательским требованиям. Что касается сравнения MADe и ФАНАТ между собой, то с позиции практического применения, на наш взгляд, ФАНАТ предпочтительнее. Возможно, в этом выводе сказывается наш почти десятилетний опыт применения ФАНАТ при проведении АНБ различных типов самолетов «Ил». Мы видим следующие преимущества ФАНАТ: 1. Технология формирования моделей элементов и поиска их в базе данных является более прозрачной для пользователя и при этом более строгой. Степень субъективизма значительно меньше. Это позволяет стандартизовать процесс формирования моделей элементов, что существенно уменьшает трудоемкость работ. 2. После определения моделей элементов системы и их конструктивных связей перечень функциональных отказов системы формируется автоматически. 3. Причины ФО определяются в виде логических уравнений, для чего предусмотрена соответствующая технология. При этом обеспечен полный и объективный контроль полноты перечня ФО. Программный продукт ФАНАТ является не просто программным продуктом, а программно-технологическим комплексом. Это означает, что ФАНАТ реализует строгую технологию проведения АНБ, в рамках которой решаются изложенные выше задачи, стоящие как перед разработчиками ВС, так и перед разработчиками составных частей ВС. Что очень важно, обучение работе с ПТК ФАНАТ естественно вписывается в процесс разработки систем ВС, т.к. «языком» ФАНАТ являются конструкторские понятия. Технология работы ФАНАТ естественным образом интегрируется в технологию разработки систем самолета и выбора комплектующих элементов. Коррекция моделей элементов может осуществляться на всем жизненном цикле самолета, при этом коррекция результатов АНБ не требует переработки всей документации и осуществляется в полуавтоматическом режиме. ПТК ФАНАТ является базовым инструментом для выполнения АЛП и работ по формированию систем ТО, МТО, ИЛП и соответствующей эксплуатационно-технической документации. При высоком качестве результатов применения ФАНАТ обеспечивается и вполне приемлемая трудоемкость работ, что особенно важно в условиях нынешнего кадрового " голода".
3.5 Разработка мероприятий по итогам анализа безопасности полетов Разработка практических рекомендаций - конечный результат анализа безопасности полетов, определяющий его эффективность. Общей целью разработки практических рекомендаций по данным анализа является устранение (сведение к минимуму) неблагоприятных событий, в первую очередь таких, которые имеют наибольшую степень опасности. Поставленная цель достигается воздействием на наиболее опасные факторы (причины) неблагоприятных событий. Любое мероприятие (воздействие) по итогам анализа безопасности полетов можно характеризовать степенью конкретности, точностью выбора момента начала и окончания реализации, экономическими затратами. Конкретность мероприятий определяется выбором направления (объекта) и характера воздействия. Конкретность мероприятия обеспечивается реализацией принципа разработки мероприятий по направлениям деятельности звеньев АТС. В качестве исходных данных для принятия и обоснования направления профилактической деятельности используются данные распределения показателей безопасности полетов и ранжированные по степени опасности перечни неблагоприятных событий и. их факторов. Чем неравномерное распределение статистических показателей БП по направлениям деятельности звеньев АТС, тем больше оснований для выработки конкретных мероприятий. Равномерное распределение показателей безопасности полетов на практике встречается относительно редко и предполагает, как правило, выработку рекомендаций, сформулированных в общем виде. В этом случае они будут направлены на устранение факторов (причины), имеющих широкую сферу воздействия (трудно локализуемых), и поэтому носят общий характер. В зависимости от степени опасности, направления и динамики изменения показателей безопасности полетов профилактические мероприятия могут носить долговременный и разовый характер. Разработка содержания долговременных мероприятий обусловлена существованием факторов, имеющих по каким-либо причинам устойчивый и длительный характер, или связана с возможностью прогнозирования изменения безопасности полетов. Разовые мероприятия направлены на устранение причин опасности, характеризующихся временным, неустойчивым для авиационной транспортной системы характером. Экономические соображения при разработке мероприятий, направленных на устранение опасности, не должны быть определяющими. В то же время окончательно выбранное мероприятие должно отвечать требованию максимально эффективного воздействия на опасность при минимально возможных экономических затратах. Разработка мероприятий является сложной задачей, относящейся к классу задач о принятии решения в условиях неопределенности. Основной метод ее решения экспертная оценка с участием специалистов.
|
