高原复杂机场RNP运行风险评估的理论与技术研究

吴泽栋颜鲁宝陈长源石宏业史生智马洪鑫

西部机场集团青海机场有限公司玉树机场分公司青海省玉树州玉树市815000

摘要：随着国家西部大开发战略的实施，高原复杂机场的运输量和交通流量日益增加，进入高原机场运营的航空公司也不断增多。但由于高原复杂机场空气稀薄，地形、气象条件复杂，高原缺氧对机组影响大等多方面因素，大大增加了高原机场和航线运行的难度。2004年，中国民航开始在高原机场引进了RNP飞行程序，与传统飞行程序相比，RNP飞行程序用于高原机场运行突出的优势就是降低对飞机性能的要求，提高了运行的安全性。随着RNP在高原机场的普遍应用，迫切需要建立一个安全评估和保证体系。基于此，本文主要对高原复杂机场RNP运行风险评估的理论与技术进行分析探讨。

关键词：高原复杂机场；RNP运行风险；评估理论；技术研究

1、前言

我国目前高原复杂机场众多，特点是海拔高，气象条件多变，地形复杂，净空条件差，导航设施缺乏，传统导航投资巨大且维护成本高难以满足运行需要，传统的导航方式对飞行员的技术和飞机的性能要求高。RNP飞行程序用于高原机场运行突出的优势就是降低对飞机性能的要求，具体的优势还主要体现在以下几点：1）提高运行的安全性；2）增加航空公司业载；3）提高机场运行的正常性；4）节省投资费用。

2、高原复杂机场的概念

根据CCAR-121部《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》的咨询通告“航空承运人高原机场运行管理规定”定义，高原机场包括一般高原机场和高高原机场：一般高原机场：海拔高度在1500米（4922英尺）以上，低于2438米（8000英尺）的机场；高高原机场：海拔高度在2438米（8000英尺）以上的机场。由于高原机场海拔高、地形复杂、导航设施缺乏、空气密度和大气压力小、太阳辐射与向背阳地形受热不均匀、气象条件多变等，这些因素导致高原机场运行具有如下特点：

（1）起飞和着陆距离增加。相同的起飞和着陆重量，飞机的真空速要比平原地区大得多；在高原机场运行，发动机的推力明显减小。这两个不利因素的共同作用，使飞机在高原机场起飞及着陆距离显著增加。

（2）发动机性能衰减。高原机场发动机推力减小、空气动力变差、飞机的机动能力降低、飞机的爬升与越障能力变差，飞机空中加速、减速所需距离增长，转弯半径增大。

（3）容易形成乱流、颠簸和风切变。高原机场海拔高，其高空风通常很大，接近地面的空气因太阳照射导致向阳和背阳方向的受热不均匀，加上地形对风的阻挡、加速，使得高原机场经常出现大风、风速、风向变化也很大，极易形成乱流、颠簸和风切变。

（4）气象条件恶劣。高原机场昼夜温差大，气象复杂多变，有明显的时间差异，同时还存在地域性和局部性特征。不同的高原机场有着各自不同的特点，如浮尘、扬沙、雷雨、暴雪、浓积云、雷雨云、低云、浓雾、低能见度、结冰、低温等，给飞行带来不利，对安全构成很大的威胁，对航班的正常性影响也较大。

（5）飞机机动飞行难度大。高原机场往往又是地形复杂的机场，机场周围净空条件差，导航设施设置困难，导致飞机起降、复飞操纵难度大。另外，高原机场可用的机动空域和机动高度受限，飞机空中调配较为困难。

（6）通信信号弱。由于受地形的遮蔽和反射，高原机场无线电波产生多路径干扰；地面通信作用距离短，信号微弱。

（7）飞行员情绪容易受到影响。由于高原机场存在以上诸多困难，再加上飞机在高原机场飞行操作难加大、机动性能较差，飞行员在高原机场飞行易产生畏惧心理。

3、高原复杂机场RNP运行风险评估初步研究

RNP是民航一项最新的运行技术，在航空发达困家研究和应用不到十几年历史，但它却体现出了远优越于传统导航方式的作用。随着RNP在特殊机场的普遍应用，我们迫切需要建立一个质量保证体系，首先对其进行风险评估。

3.1国内外对RNP运行风险评估的研究现状

目前国内外对风险管理在民航中的应用已经有大量的研究。例如，飞行事故概率模型及风险评估、航空企业的风险管理、空管自动化风险评估、风险决策在机场建设中的应用以及将风险管理运用于航空事故预防等。但是关于高原复杂机场及航线RNP运行风险评估未见有研究报告。

3.2风险管理理论

风险管理是通过识别风险，衡量风险，分析风险，从而有效地控制风险，用最为经济的方法来综合处理风险，以实现最佳安全生产保障的科学管理方法。风险管理的基础范畴包括风险分析，风险评估和风险控制，简称风险管理3要素，见图1。

图1

3.3RNP运行风险评估

对RNP运行进行风险评估首先要进行危险源辨识，即找出诱发事故的潜在因素。

3．3．1危险源辨识

危险源辨识是航空风险管理工作中非常重要的一项工作，可以说风险管理的成效如何主要取决于危险源辨识。

1）人的因素

引发航空事故的原因往往不是单方面的，但大部分与人密切相关。主要有：机组人员因素、空管人员因素、维护人员因素、签派人员因素和机场维护人员因素。

民航局对高原飞行的飞行员年龄和飞行小时数等做出了明确规定，但并不能杜绝飞行机组可能引发事故。航班在玉树机场使用RNP进行导航，飞机配套了双套自动驾驶系统，但由于高原飞行，空气稀薄和地形复杂都会给飞行员造成更大的生理和心理压力。对管制人员来说，工作负荷过大不能保证空中交通安全，工作负荷过小也会使其产生厌倦，分散注意力，进而威胁到空中交通安全。在高原航线上所飞航班虽然较少，但管制人员仍应该保持警惕。由于高原复杂机场RNP运行对飞机性能和机场航线要求与传统方式不同，因此管制员指挥过程中一定要考虑同向、双向进近航班使用RNP进近的调配间隔，留好安全裕度，确保飞行安全。

2）飞机因素

高原飞行飞机本身存在最大的威胁便是发动机失效，高原飞行由于空气密度减小，发动机性能减弱，如果出现发动机失效，那么就会严重影响飞机的爬升性能。此外高原风切变和气流颠簸频繁，进一步提高了对高原飞行飞机性能的要求。由于目前在国内并不是所有航空公司和飞机都能满足高原RNP运行的要求，而且大部分飞机都是改装后才能飞高原机场，因此飞机本身与RNP这种新技术的融合也至关重要。

3）环境因素

影响高原RNP运行的环境因素有几方面：第一是社会环境；第二是自然环境；第三是气象环境。玉树机场最为特殊的地方就是它的自然环境，地形复杂，海拔高度高等都限制了飞机在高原机场的飞行。此外，高原机场的气象环境多变，也是影响高原RNP运行的重要因素，航班使用RNP进近过程中航迹上常因天气覆盖的情况导致机组无法按照正常程序飞行，机组会在进近过程中保持安全高度申请绕飞天气加入程序进近，因考虑下降裕度会提前与机组沟通，绕飞天气后加入程序位置报告点有无把握。

4）航空公司因素

因考虑安全裕度，玉树机场所执飞航空公司RNP进离场程序图、落地起飞能见度、云底高、单发失效程序等标准都不相同，这对管制员指挥提出更高的要求，要清晰掌握各自条件，在复杂情况下第一时间要对相关要素进行通报，做好主动服务。

为了对RNP运行进行充分的风险评估，本文对危险源辨识并进行分类，形成一个高原复杂机场RNP运行风险识别类别清单，如表1。

表1

3．3．2风险评估

根据风险评估的原理，风险水平R=P·C，其中P是风险发生的可能性，C是风险的严重程度。结合定量的方法可以对P进行定义，如表2。

寰2．风险发生的可能性

同样可以对风险的严重程度进行分类，如表3。

表3，风险严重程度

根据公式R=P．C可以建立风险评估矩阵，如表3。根据表4风险水平，需要采取的风险反应如表5。

表4

表5

3．4RNP运行风险评估的具体研究和展望

高原复杂机场RNP运行的风险评估需要采用的方法是通过数据挖掘技术来对QAR数据进行分析和提取，并在此基础形成风险评估模型。

4、结语

RNP作为PBN的一‘种导航规范，应用于高原地形复杂机场及航线，充分体现了其远远优于传统导航方式的优越性。一项新的技术在得到普及，需要在其应用方面进行大量不断的研究，更需要形成一个有效的保障体系。本文对RNP在玉树机场及航线运行风险评估进行了初步的探索，旨在为RNP风险评估建立一个实用的评估模型。

参考文献：

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[2]丁云春.西藏贡嘎机场风沙灾害成因分析及防治措施[J].林业调查规划，2006，31（6）：122-125