航空飛行事故時(shí)間分布規(guī)律研究＊

孫瑞山 孟令慧

（中國(guó)民航大學(xué)民航安全科學(xué)研究所 天津300300）

0 引 言

對(duì)事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析雖然是1種被動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法，但透過這些實(shí)際發(fā)生的事故，用統(tǒng)計(jì)的方法探尋其規(guī)律，可以找出事故潛在的原因或危險(xiǎn)源，進(jìn)而對(duì)其有效管理，提高安全水平。很多學(xué)者都對(duì)民航飛行事故進(jìn)行過統(tǒng)計(jì)分析，如霍志勤［1］利用統(tǒng)計(jì)法對(duì)1996～2005年中國(guó)民航32起事故及1 147起事故征候進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)；羅曉利［2］對(duì)1990～2003年中國(guó)民航152起小于間隔飛行事件進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)研究；李林［3］等對(duì)34起飛行事故發(fā)生的年份、機(jī)組的年齡、機(jī)組的飛行時(shí)間以及事故發(fā)生原因等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。目前對(duì)航空事故進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)分析都主要從事故類型、原因等角度進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類和統(tǒng)計(jì)，對(duì)事故發(fā)生時(shí)間的統(tǒng)計(jì)分析只停留在年份或月份，對(duì)時(shí)段的統(tǒng)計(jì)分析很少見。

黃?。?］等對(duì)我國(guó)100多萬起道路交通事故的分析發(fā)現(xiàn)，交通事故的分布與時(shí)間有密切的關(guān)系。李文權(quán)［5］等利用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)江蘇省道路交通事故發(fā)生的時(shí)間特征進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)交通事故高峰小時(shí)出現(xiàn)在11：00時(shí)前后和15：00時(shí)左右。張江石［6］等對(duì)重、特大煤礦事故以及郭秀云［7］等對(duì)石化企業(yè)事故的時(shí)間規(guī)律都進(jìn)行過統(tǒng)計(jì)分析，同樣發(fā)現(xiàn)這些類型的事故與月份、時(shí)間段等有一定相關(guān)性。

航空飛行事故和道路交通事故都主要是由人為因素導(dǎo)致的，那么，航空飛行事故發(fā)生的時(shí)間是否也具有規(guī)律性？為了探究航空飛行事故時(shí)間分布規(guī)律，討論導(dǎo)致此現(xiàn)象出現(xiàn)的原因并制定相應(yīng)的緩解策略，減少事故發(fā)生，文中對(duì)2006～2011年697起全球航空飛行事故發(fā)生的時(shí)間進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

根據(jù)國(guó)際航空安全網(wǎng)（Aviation Saf ety Networ k，ASN）［8］航空安全數(shù)據(jù)庫對(duì)全球航空事故的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，2006～2011年共統(tǒng)計(jì)航空飛行事故950起，標(biāo)記發(fā)生時(shí)間的事故697起，造成人員死亡的事故290起，死亡人數(shù)4 943人，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 2006～2011年航空事故統(tǒng)計(jì)表Ta.1 Aviation accidents data by years from 2006～2011

2 時(shí)段分布

2.1 統(tǒng)計(jì)描述

1）對(duì)2006～2011年697起全球航空飛行事故起數(shù)、290起死亡事故起數(shù)和死亡人數(shù)在各時(shí)段的分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見圖1、2。

圖1 2006～2011年航空事故起數(shù)以及死亡事故起數(shù)時(shí)段分布情況Fig.1 Time distribution of total aviation accidents and fatal accidents by hour from 2006～2011

圖2 航空事故死亡人數(shù)時(shí)段分布情況Fig.2 Ti me distribution of the death toll by hour

由圖1可見，航空飛行事故起數(shù)時(shí)段分布的特征比較明顯，事故發(fā)生起數(shù)最多的2個(gè)時(shí)段分別是11：00～12：00時(shí)、15：00～16：00時(shí)。00：00～06：00時(shí)這一時(shí)段事故發(fā)生起數(shù)最少，比較平緩，06：00～12：00時(shí)明顯上升，在11：00～12：00時(shí)達(dá)到第一個(gè)高峰后迅速下降，但在14：00時(shí)又開始回升，并在15：00～16：00時(shí)達(dá)到另1個(gè)高峰，之后迅速下降，18：00時(shí)之后發(fā)生的事故起數(shù)緩慢下降。死亡事故起數(shù)的時(shí)段分布與事故起數(shù)分布情況類似，12：00時(shí)左右和15：00時(shí)左右達(dá)到最大，但08：00～11：00時(shí)振蕩明顯。

對(duì)697起航空飛行事故起數(shù)的時(shí)段分布情況進(jìn)行總體分布的卡方檢驗(yàn)，假設(shè)航空事故起數(shù)在不同時(shí)段呈均勻分布。利用SPSS進(jìn)行檢驗(yàn)得出，期望值為29，卡方值為238.518，自由度為23，漸進(jìn)顯著性為0＜0.05，故拒絕假設(shè)，認(rèn)為航空事故起數(shù)在不同時(shí)段分布不同。

由圖2可知，死亡人數(shù)在各時(shí)段的分布波動(dòng)較大，沒有明顯規(guī)律。白天各時(shí)段死亡人數(shù)較多，但12：00～14：00時(shí)相對(duì)較少；夜間01：00～03：00時(shí)死亡人數(shù)相對(duì)較多。

2）針對(duì)2006～2011年客運(yùn)（國(guó)內(nèi)和國(guó)際航線）航空飛行事故起數(shù)的時(shí)段分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見圖3。

圖3 客運(yùn)航班事故起數(shù)時(shí)段分布情況Fig.3 Time distribution of passenger plane accidents by hour

由圖3可見，客運(yùn)飛行事故起數(shù)的時(shí)段分布與圖1中事故起數(shù)時(shí)段分布基本一致。11：00～12：00時(shí)和15：00～16：00時(shí)是客運(yùn)飛行事故的高峰時(shí)段，06：00～12：00時(shí)和13：00～16：00時(shí)的客運(yùn)飛行事故起數(shù)逐漸上升，12：00～14：00時(shí)和16：00～24：00時(shí)的事故起數(shù)逐漸降低，00：00～06：00時(shí)的事故起數(shù)最少，并且比較平緩。

2.2 時(shí)段分布分析

1）影響航空飛行事故時(shí)段分布的可能原因有不同時(shí)段飛行量的大小，飛行階段，飛行的性質(zhì)，導(dǎo)致人為差錯(cuò)增加的其他原因如人體生理節(jié)律、工作負(fù)荷、疲勞等，以及不同地區(qū)客流分布的影響，等等。

2）由2.1節(jié)的統(tǒng)計(jì)描述可以看出，飛行事故以及客運(yùn)飛行事故的發(fā)生時(shí)間主要集中在06：00～21：00時(shí)之間，而21：00～24：00時(shí)和00：00～06：00時(shí)的事故起數(shù)較少，這明顯與這2個(gè)時(shí)段飛行量少有關(guān)。因此，雖然02：00～06：00時(shí)是人體生理和技能水平的1個(gè)低谷［9－10］，但是由于該時(shí)段飛行量相對(duì)較少，所以事故起數(shù)也相對(duì)較少。

3）在07：00～24：00時(shí)之間，11：00～12：00時(shí)和15：00～16：00時(shí)是航空飛行事故的高發(fā)時(shí)段。除了與這2個(gè)時(shí)段飛行量可能相對(duì)較高有關(guān)外，還可能與受人體生理節(jié)律和技能周期波動(dòng)影響導(dǎo)致的人為差錯(cuò)率較高有關(guān)。15：00～17：00時(shí)是人體晝夜節(jié)律的1個(gè)低谷［9］，處于低谷期的人，容易產(chǎn)生疲勞，警覺性和判斷能力較差，進(jìn)而影響人的技能水平，使得人為差錯(cuò)發(fā)生的可能性增大；Michael［10］等通過模擬試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)每天的中午時(shí)間是駕駛能力最低的時(shí)期。所以可以認(rèn)為以上2個(gè)時(shí)段成為航空飛行事故的高發(fā)時(shí)段是受人體生理節(jié)律和技能周期波動(dòng)的影響。

4）1次飛行任務(wù)的完成要經(jīng)過起飛、爬升、巡航、進(jìn)近、著陸等幾個(gè)明顯不同的飛行階段，依據(jù)ASN2006～2010年612起航空事故發(fā)生階段的統(tǒng)計(jì)表明著陸階段引發(fā)的飛行事故最多；事故高發(fā)時(shí)段11：00～12：00時(shí)發(fā)生的飛行事故中，有41.2%的事故發(fā)生在著陸階段，起飛、巡航和進(jìn)近階段發(fā)生的事故各約占15.7%，其他如滑行、等待、爬升等階段約占11.7%，所以，從事故發(fā)生階段講，飛行事故高發(fā)時(shí)段發(fā)生最多的事故類型是著陸階段的事故。

5）道路交通1個(gè)明顯的特點(diǎn)就是有上、下班高峰，李文權(quán)等［11］研究得出道路交通事故高峰小時(shí)出現(xiàn)在交通量高峰小時(shí)之后，兩者不重合。對(duì)于航空飛行事故，不同時(shí)段飛行量的數(shù)據(jù)難以統(tǒng)計(jì)，但可以統(tǒng)計(jì)機(jī)場(chǎng)進(jìn)、出港航班最多時(shí)段，依據(jù)4）的結(jié)論可以觀察進(jìn)港航班最多時(shí)段是否與事故高發(fā)時(shí)段重合；在出港航班最多的時(shí)段的基礎(chǔ)上，假設(shè)考慮2h的飛行時(shí)間，進(jìn)而也可以觀察與事故高發(fā)時(shí)段的關(guān)系。

2.3 時(shí)段分類

通過統(tǒng)計(jì)描述和檢驗(yàn)可以看出，不同時(shí)段發(fā)生的航空事故起數(shù)確實(shí)存在差異（見表2），并且其時(shí)段分布情況具有一定規(guī)律性。民航飛行事故統(tǒng)計(jì)指標(biāo)包括：飛行事故起數(shù)、死亡事故起數(shù)、死亡人數(shù)、受傷人數(shù)、重大事故萬時(shí)率和億客公里死亡率［12］。為了描述不同時(shí)段的事故狀況，在現(xiàn)有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，依據(jù)飛行事故起數(shù)、死亡事故起數(shù)和死亡人數(shù)這3個(gè)指標(biāo)利用系統(tǒng)聚類的方法確定哪些時(shí)段的事故狀況較為嚴(yán)重，即事故起數(shù)多，死亡人數(shù)多，屬于危險(xiǎn)時(shí)段；哪些時(shí)段相對(duì)安全。由于客運(yùn)航班基本都安排在07：00～24：00時(shí)之間，所以在進(jìn)行時(shí)段聚類分析之前，先將其分為2個(gè)時(shí)間段：00：00～07：00時(shí)和07：00～24：00時(shí)。

2.3.1 聚類分析步驟

聚類分析是研究“物以類聚”問題的科學(xué)方法，將具有一定相似程度的事物按照一定規(guī)則進(jìn)行歸類，使得每一類中所有個(gè)體之間相似性最大，不同類之間相似性最小，從而有效解決多因素多指標(biāo)的分類問題［13］，其中系統(tǒng)聚類法是一種簡(jiǎn)單、易懂、應(yīng)用最廣泛的聚類分析方法，其具體步驟如下。

1）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。由于死亡人數(shù)與事故起數(shù)的量綱存在差異，故需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。計(jì)算公式：

按計(jì)算公式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)如表2所示：

表2 標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)Tab.2 Nor malization

2）樣本距離測(cè)量方法。樣本間距離反映樣本間的親疏程度，聚類時(shí)將距離相近的樣本聚為一類［4］。這里選用平方Euclidean距離，即樣本各變量之差的平方和。

3）類間距離測(cè)度方法。類間距離測(cè)度方法有很多，包括最短距離法，組間聯(lián)接法和離差平方和法（war d法）。使用SPSS分別利用這3種方法進(jìn)行聚類分析，最后對(duì)聚類結(jié)果的比較發(fā)現(xiàn)，War d法得到的類組間距離最大、組內(nèi)距離最小，分類結(jié)果最為理想。

2.3.2 聚類結(jié)果

由圖4可知，在00：00～07：00時(shí)之間，06：00～07：00時(shí)的事故狀況與其他時(shí)段存在很大差異，事故起數(shù)、死亡事故起數(shù)和死亡人數(shù)都相對(duì)較多，所以該時(shí)段的事故狀況最為嚴(yán)重。相對(duì)安全的時(shí)段是00：00～01：00時(shí)和03：00～06：00時(shí)。

根據(jù)圖5的聚類樹圖將07：00～24：00時(shí)的聚類結(jié)果分為4類，事故狀況越嚴(yán)重，說明該時(shí)段總的事故起數(shù)、死亡事故起數(shù)和死亡人數(shù)越多，反之相反。具體結(jié)果見表4。

圖4 War d法00：00～07：00時(shí)事故狀況聚類樹圖Fig.4 The dendrogram of accident situation in 00：00～07：00 with War d’s

圖5 Ward法07：00～24：00時(shí)聚類樹圖Fig.5 The dendrogram of accident situation in 07：00～24：00 with Ward’s

表4 7～24時(shí)事故狀況聚類結(jié)果Tab.3 Results of aviation situation with clustering evaluation in 7：00～24：00

由分類結(jié)果可知，在客運(yùn)航班相對(duì)集中的07：00～24：00時(shí)之間，11：00～12：00時(shí)和15：00～16：00時(shí)這兩個(gè)時(shí)段的航空飛行事故狀況非常嚴(yán)重，屬于非常危險(xiǎn)時(shí)段；07：00～08：00、09：00～10：00、14：00～15：00和16：00～18：00時(shí)事故狀況嚴(yán)重，屬于危險(xiǎn)時(shí)段；21：00～24：00時(shí)航空飛行事故狀況相對(duì)較好，屬于相對(duì)安全時(shí)段。

3 月份分布

3.1 統(tǒng)計(jì)描述

由時(shí)段分布可知，不同時(shí)段發(fā)生的航空事故起數(shù)存在差異并有一定的規(guī)律性，那么其月份分布情況如何？為此，將2006～2011年697起航空事故起數(shù)、290起死亡事故起數(shù)和死亡人數(shù)在各月份的分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見圖6、7。

圖6 航空事故起數(shù)和死亡事故起數(shù)的月份分布情況Fig.6 Ti me distribution of total aviation accidents and fatal accidents by month

圖7 航空事故死亡人數(shù)月份分布情況Fig.7 Ti me distribution of the death toll by month

由圖6可知，1月和6月發(fā)生的航空事故起數(shù)最多，12月相對(duì)最少；死亡事故起數(shù)各月分布情況變化不大，比較明顯的是12月造成人員死亡的事故起數(shù)最少。由圖7可知，7月航空事故死亡人數(shù)最多，8～12月死亡人數(shù)逐漸下降，12月死亡人數(shù)最少。

3.2 月份分布分析

1）對(duì)比全球航空事故起數(shù)和死亡人數(shù)月份分布情況，發(fā)現(xiàn)雖然6月比相鄰兩月發(fā)生的事故多，但死亡人數(shù)低；12月事故狀況相對(duì)較好，即事故起數(shù)、死亡事故起數(shù)和死亡人數(shù)都相對(duì)較少。

2）航空事故狀況月份分布情況，除了與各月飛行量的大小有關(guān)外，各國(guó)不同的氣候特點(diǎn)、不同月份的天氣情況以及假日安排、風(fēng)俗習(xí)慣等影響也不容忽視。文中是針對(duì)全球航空事故進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)分析，各因素的影響可能有所抵消，使其特征不明顯，難以找出準(zhǔn)確原因。然而，針對(duì)某一國(guó)家或地區(qū)進(jìn)行的航空事故狀況月份統(tǒng)計(jì)分析，其分布特征可能較為明顯，進(jìn)而可以找出影響因素，加以預(yù)防和管理。

4 結(jié)束語

全球航空事故起數(shù)在不同時(shí)段的分布存在差異，并且具有規(guī)律性，11：00～12：00時(shí)、15：00～16：00時(shí)是事故高發(fā)時(shí)段；綜合事故起數(shù)、死亡事故起數(shù)和死亡人數(shù)三個(gè)指標(biāo)對(duì)不同時(shí)段進(jìn)行聚類分析，在07：00～24：00時(shí)之間，11：00～12：00時(shí)和15：00～16：00時(shí)航空事故狀況非常嚴(yán)重，屬于非常危險(xiǎn)時(shí)段；在00：00～07：00時(shí)之間，06：00～07：00時(shí)航空事故狀況最嚴(yán)重，屬于危險(xiǎn)時(shí)段。航空飛行事故月份分布的明顯特征是12月事故狀況相對(duì)較好。

航空公司應(yīng)加強(qiáng)飛行量高峰時(shí)間、晝夜節(jié)律低谷或技能低谷等危險(xiǎn)時(shí)間的安全管理，合理安排飛行員執(zhí)勤時(shí)間，以保證飛行期間的警覺性。針對(duì)不同月份的特點(diǎn)，深入分析并采取有效措施。

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