Метод упреждающего управления безопасностью полетов воздушных судов в авиационных предприятиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.14, кандидат технических наук Матвеев, Георгий Николаевич

• Матвеев, Георгий Николаевич
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Матвеев, Георгий Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Основные вопросы разработок но созданию систем управления безопасностью полетов в соответствии с концепцией SMS по ИКАО

1.1. Функциональные требования к SMS как элементу системы, регулирования безопасности полетов ВС на основе концепции. «Глабальной дорожной карты безопасности» (GASR) по ИКАО.

1.1.1. Предложения GASR по гармонизации рекомендацйй; в сфере БП.

1.1.2. Методические и о ложен и я единого подхода в SMS к оцениванию и управлению рисками; возникновения авиакатастроф и аварийных ситуаций .:.;.

LL3; Содержание требований государства к БП на основе «Поправки33 ICAO»

1.2. Анализ абсолютного значения уровня безопасности полётов в мировом масштабе по данным ИКАО.

•.L2.lvОбщие сведения об авиационных событиях, происшедших с воздушными судами ОАО «Аэрофлот» в 2009 году

1.2.2. Характеристика авиационных катастроф и инцидентов

1.2.3. Контроль за показателями безопасности полетов;.

1.3. Политика управления рисками ОАО «Аэрофлот» по обеспечению безопасности полетов

1.3.1. Цели деятельности а/к в сфере БП.

1.3.2. Категории рисков а/к и проблемы управления безопасностьюполетов.;.;.

1.3.3. Роль государственной политики по обеспечению безопасности полетов.

1.4. Задачи диссертационного исследования.

Выводы-1. 3!,

ГЛАВА 2. Теоретические основы методов оценивания в системах типа SMS ИКАО рисков возникновения авиапроисшествий.!.

2.1. Показатели безопасности полётов воздушных судов.

2.2; Направления регулирования (и управления) безопасностью систем в технике и гражданской авиации

• 2.3; Особенности применения системного подхода к оценке безопасности полетов ВС в гражданской авиации.

2.3.1. Анализ используемых в FA понятий и определений показателей БП и рисков.

2.3.2. Анализ замечаний по принятой в РУБП терминологии моделей «рисков».

2.3.3. Обобщение положений теории системной безопасности во взаимосвязи с ВАБ и теорией риска.

2.4. Предложения по устранению терминологического различия позиций БП в ГА в "концепции риска" по ИКАО в виде Risk-concept "Probability & Harm ".

2.4.1. ИКАО Risk - concept.

2.4.2. Обоснование схемы введения в теорию БП 2-х типов угроз по ИКАО.

2.4.3. Формализованные определения рисков возникновения негативных явлений в процессах функционирования систем.

2.4.4. Применение концепции вероятностных пространств в теории безопасности систем.

2.5. Метод двухмерного оценивания интегральной значимости рисков возникновения нежелательных последствий в опасных ситуациях полётов.

2.6. Перспективность применения математических моделей рисков в задачах управления рисками неблагоприятных ситуаций в гражданской авиации.

2.6.1. Концепция управления риском.

2.6.2. Задача управления рисками в системе поддержания и обеспечения уровня безопасности и летной годности.

2.7. Моделирование маловероятных рисковых ситуаций.

2.7.1. Концепция построения моделей рисков.

2.7.2. Методика оценки величины (значимости) риска возникновения ущерба.

2.8. Перечень основных показателей меры риска, задаваемой в матрицах оценки риска по ИКАО (по ИАТА).

2.8.1. Точечные оценки риска - это скалярные оценки риска (вероятностные или индикаторные).

2.8.2. Двухмерные оценки риска.

2.9. Метод оценивания опасности в АТС на основе моделей рисков.

2.9.1. Методика построения моделей функционирования полиэргатической системы.

2.9.2. Методика построения моделей функционирования АТС в пространстве дискретных состояний.

2.9.3. Методика построения моделей опасности полиэргатических систем на основе постулатов (о счетности схем анализа, о комбинаторики событий в процессе развития авиапроисшествий)

2.9.4. Показатели безопасности полетов воздушных судов.

2.9.5. Формулы постулатов (о предопределённости возникновения опасных событий).

2.10. Методика поиска кратчайшего пути к катастрофе по минимаксной цепочке состояний в графе смены состояний)

2.10.1. Критерий "кратчайшего пути".

2.10.2. Методика построения модели опасности в пространстве исходов на основе концепции цепей Дж. Ризона.

2.11. Методика оценки безопасности авиационных систем с применением моделей опасности.

Выводы-2.

ГЛАВА 3. Методы построения экспертной информационной базы в СУБП для реализации процедур прогнозирования рисков на основе цепей случайных событий при двухмерном оценивании показателей опасности

3.1. Методика экспертной схемы оценивания значимости индикаторных показателей рисков неблагоприятных последствий.

3.1.1. Научная проблема оценивания количества опасности в заданных состояниях системы на нечетких множествах значений рисков . 66 3.1.2. Компенсация неопределённости выбора интегральных численных значений элементов в матрицах анализа рисков (по ИКАО) путём применения индикаторных мер оценки величины риска возникновения негативных явлений.

3.1.3. Методика применения процедур "голосования" и "мозгового штурма" для назначения индекса состояния системы по факторам риска для избранных множеств рисковых событий.

3.2. Методика анализа риска возникновения неблагоприятных происшествий и управления безопасностью полётов ВС.

3.2.1. Принцип оценивания уровня безопасности авиационных систем на основе управления рисками возникновения неблагоприятных событий с учётом требований к надёжности изделий.

3.3. Основной принцип построения цепей Дж. Ризона.

3.4. Методология прогнозирования физических условий возникновения катастроф (в SMS по ИКАО).

3.4.1. Общая методология построения стандарта SMS.

3.4.2. Стратегии и способы управления БП на основе проактивного (упреждающего) управления рисками.

3.4.3. Возможные проактивные корректирующие управления состоянием системы и рисками.

3.4.4. Формула и определение значимости риска как индикатора количества опасности в состояниях АТС при редких рисковых событиях.

3.4.5. Формализованная модель физического события — типа "катастрофы" в рамках ТН.

3.5. Методика практического применения процедур идентификации и оценивании рисков в СУБП а/к.

3.5.1. Общая методика построения структур СУБП для а/к.

3.5.2. Методика проактивной оценки значимости рисков в ситуациях с прогнозируемой опасностью с применением БД по прототипу а/к "Аэрофлот".

3.6. Методика определения категорий событий, с применением матриц риска в СУБП а/к.

3.6.1. Классификация серьезности последствий от опасных авиационных событий.

3.6.2. Методика назначения категории событий по частоте возникновения.

3.6.3. Методика расчета индекса риска для состояний АТС с заданным классом авиационных событий.

316.4. События класса 1 (потенциальные события) в ситуациях при жёстких посадках Ту-134.

Выводы-3.

ГЛАВА 4. Оценка перспективы создания и результаты внедрения в ГА России методов управлениями мониторинга рисков на примере ОАО "АЭРОФЛОТ".

4.1. Методика определения уровней безопасности полетов-в гражданской авиации на примере ОАО «Аэрофлот» на основе моделей рисков возникновения авиапроисшествий

4.1.1. Методике прогнозирования и оценки значимости рисков на основе ИБД БП в ОАО' "Аэрофлот"

4.1.2. Общая методика анализа изменения степени значимости рисков для а/к на основе информации ИБД БП.

4.1.3. Методика практического применения процедур управления рисками в а/к на примере ОАО «Аэрофлот».

4.1.4. Методике оценки реальной финансовой значимости рисков для а/к.

4.2. Разработка метода автоматизации технологических процессов управления рисками в системах обеспечения безопасности полетов ВС.

4.2.1. Основные требования к АСУ.

4.2.2. Состояние разработок автоматизированных ЗМЭ в ГА России

4.2.3. Принцип выбора структуры АСУ.

4.3. Методика формирования в СУБП информационных баз данных для индикаторной оценки рисков возникновения авиапроисшествий в авиакомпаниях

4.4. Концепция назначения приемлемого уровня безопасности полетов в а/к.

4.5. Оценка эффективности полученных в а/к результатов управления рисками авиапроисшествий с учетом параметров факторов воздействий.

4.5.1. Технологии управления рисками при проактивном методе

4.6. Методика исследования причин возникновения авиационных инцидентов на примере деятельности ОАО "АЭРОФЛОТ".

4.6.1. Методика анализа практических результатов по индексации уровней опасности.

4.6.2. Методика использования «портфеля» матриц анализа рисков при формировании упреждающих управлений в СУБП в а/к.

4.7. Методика оценки рисков возможного снижения качества технического обслуживания и компенсации последствий, возникающих в а/к при наличии угроз различных вида.

4.7.1. Методика оценки последствий от возможных угроз.

4.7.2. Методика оценки риска возникновение финансовых последствий для а/к от опасных событий с учетом значимости рисков.

Выводы-4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод упреждающего управления безопасностью полетов воздушных судов в авиационных предприятиях»

Актуальность темы» определяется тем, что при разработке и эксплуатации* сложных систем1 возникла* необходимость решения! задач обеспечения безопасности, функционирования АТС с учётом характеристик внешней среды» и других воздействий при условиях, что ^рисковые события типа аварий, катастрофа события редкие (с вероятностью, «почти-нулъ»), Подобные события трудно поддаются, анализу в рамках методов теории надёжности, поскольку имеются1 неясности во взаимосвязи положений теорий безопасности систем (БС) и^ теории надёжности (ТН) - как в сфере safety, так и в security в ГА [33, 34, 55].

Сущность рассматриваемой, проблемы заключается в некоторых противоречиях двух,направлений оцениванияуровня безопасности'полетов в а/к:

- метода вероятностного анализа безопасности (ВАБ)[8б];

- метода'ИКАО по-индикаторному оцениванию рисков возникновения негативных последствий и оценки уровня безопасности по показателям свойств редких событий типа «катастроф» в зависимости от вида угроз с учетом прин-; ципов- упреждающего управления безопасностью полетов в системах СУБП (SMS).

Метод ВАБ в задачах оценки уровня безопасности при редких событиях приводит к некорректным^ результатам, например вероятности катастрофа численно равны "почти-нуль". ИКАО'предлагает нормированные оценки числа катастроф, отнесенные к объёму работы в миллионах километров, к объёму часов налета, к миллиону перевезенных пассажиров и т.п., что в. вероятностном смысле оценивается по ВАБ достаточно сложно и недостоверно.

Границы применимости методов теории надежности и безопасности пока не установлены корректно. Известные определения типа «требования к эксплуатации АТС по надежности и безопасности» недостаточно информативные и нечеткие. Если в теории надежности можно четко1 говорить о свойствах систем в смысле обеспечения4 нормативной надежности и,определения квантили функции вероятности, то при исследовании безопасности такие категории не дают приемлемого результата.

Понятия «конструкционной безопасности» АТС, связанной с особенностями конструкции ВС и'способами поддержания летной годности ВС, недостаточно формализованы.

Для АТС в системе ТО и Р не находит широкого применения концепция «метода минимальных сечений», хотя, например, в «Атоммаше» — это рабочий инструмент.

Вместе с тем опыт деятельности крупнейшего перевозчика РФ а/к «Аэрофлот» показывает, что методы ИКАО весьма конструктивны. «Аэрофлот» первым в ГА России внедрил у себя методы ИКАО по оценке рисков возникновения опасностей с учетом различных факторов. Этот опыт нуждается в обобщении и в научном обосновании. Этому посвящена диссертация, представленная на защиту.

В настоящее время складывается определенная благоприятная ситуация: в ГА РФ - в школах ГосНИИ ГА, в ИЛУ РАН, в СПб ГУГА, в МГТУ ГА сильны научные традиции в области обеспечения БП, но объемы экспериментальных проверок научных положений недостаточны. Поэтому проверку достоверности'результатов и состоятельности позиций SMS по ИКАО целесообразно и практически наиболее удобно произвести в настоящее время в РФ на примерах эксплуатации ВС иностранного производства в ОАО «АЭРОФЛОТ» [4, 12, 19, 51,]

Проблема, затронутая в настоящей диссертации, до сих пор не исчерпана в научной периодике России, и исследования по этой теме продолжаются.

Кроме того, следует отметить, что в полном соответствии со стандартами и рекомендованной практикой ИКАО ряд научных позиций, принятых специалистами из ИКАО, может быть наиболее успешно решены на основе достижений российских школ, занимающихся проблемами исчисления рисков. Этим аспектам посвящены соответствующие подразделы глав 2 и 3 диссертации.

Целью диссертации является разработка метода упреждающего управления безопасностью полетов воздушных судов в авиационных предприятиях на основе методологии исчисления рисков с учётом нечёткости множеств показателей факторов опасности в полётах. связи, с поставленной целью- в диссертации, необходимо- решить следующие задачи:

- Провести анализ методов идентификации рисков и оценки их значимости для обоснования возможности осуществления в а/п метода упреждающего управления безопасностью полётов ВС на основе рекомендаций ИКАО;

- Обосновать способы оценивания значимости прогнозируемых рисков возникновения неблагоприятных для полёта ВС авиационных событий на основе признаков идентифицированных угроз, содержащихся в базах данных систем управления безопасностью полётов;

- Проанализировать и усовершенствовать методы и принципы принятия экспертных решений по упреждающему управлению рисками при производстве полётов с учётом факторов изменения состава парка ВС, текучести кадров и т.п.;

- Теоретически обосновать возможности применения индикаторных мер оценки значимости рисков нарушения'условий нормальных режимов работы ВС с учётом требований надёжности к системе и нечёткости значений характеристик опасных факторов;

- Усовершенствовать способы применения матриц анализа рисков- по ИКАО при оценке интегральных показателей безопасности полётов в а/к с учётом ограниченности статистики по опасным авиационным событиям;

- Разработать принципы построения автоматизированных систем управления (АСУ) для реализации СУБП по ИКАО;

- Обобщить опыт работы а/к «Аэрофлот» с целью повышения эффективности и безопасности полётов на основе применения СУБП.

Состояние вопроса. Теория рисков и экспертных систем SMS, имеющих перспективы на развитие и внедрение в практику использования систем обеспечения безопасности полетов, в основном разрабатываются в. настоящее время в Европе, в США и в определенной степени в России. В РФ имеются определённые достижения в математическом плане в сфере SMS. ,

Основополагающие результаты в области обеспечения БП на основе SMS в России получены в ФГУП ГосНИИ ГА (Шапкип B.C., Далецкий C.B., Сиротин H.H.), в ОАО «Аэрофлот», в а/к «Волга-Днепр», и в др., в СПб ГУГА. В институте ГосНИИ «Аэронавигация» разрабатываются SMS- в сфере RVSM [64, 69]. При этом были получены теоретические и практические важные результаты специалистами Федоровым Ю.М., [Барзиловичем Е.Ю.| [78] и другими по вопросам исчисления рисков в форме TLS, что немаловажно для применения.в системе ОрВД в РФ. Вопросы повышения точности и надежности радиолокационных комплексов и безопасности полетов развивались в научных школах МГТУ ГА(Козлов А.И:, Воробьёв В:Г., Зубков Б.В.[32], Елисов J1.H., Цыненко В.Г.[37]), в СПб ГУГА и в др. Модели рисков описаны в разработках NASA (Дебора Осборн, Хеджимикер [48]) в связи с созданием системы FORAS [49]. К последним публикациям можно отнести работу М. Fujita (Japans Tokyo-ETWAC 2008), относящуюся к проблеме оценивания вероятностей рисков редких событий при RVSM. По теории рисков в ГА известны разработки, выполненные профессором Куклевым Е.А. [40], д.т.'н. Гипичем Г.Н. [88] в связи с созданием национальной системы стандартизации в области обеспечения лётной годности и СУБП с учетом факторов рисков.

Предмет исследования. Изучается система обеспечения безопасности полетов в ситуациях с редкими опасными событиями (с «вероятностью - поч-■ ти нуль») в стохастическом варианте изложения, исследуются нечёткие модели рисков. В примерах объектом исследования с применением российских научных разработок является система безопасности полетов ОАО «Аэрофлот», [12, 19] используемая в авиакомпании, поскольку, как было указано выше, имеется доступный статистический материал по БП ВС иностранного производства, что необходимо для проверки достоверности научных положений данной диссертации в рамках традиций научных школ России.

Метод исследования и теоретический аппарат. Теоретическое ядро исследований составляют методы теории принятия экспертных решений и математической статистики, теория вероятностей и систем массового обслуживания, основы общей теории систем управления и основы эксплуатации ВС. Особый раздел составляют описание способов исчисления рисков» в традиционном изложении (по ВАБ) [86] и теория рисков при новом подходе в рамках программ FORAS, рекомендованных ИКАО. Кроме того, используется метод проф. Куклева Е.А. [40, 57], дающий научные основы теории рисков в нечетких множествах и ее применения при построении системы обеспечения безопасности полетов с учетом ограничений, вытекающих из теории надежности, на параметры авиационных систем.

Направление исследований. Дается изложение схемы применения моделей рисков для оценки уровня безопасности полётов в качестве дополнения к расчётам надёжности систем по методикам ЛГ и ВАБ [86]. Рассматриваемый подход применяется для прогнозирования заранее возникновения опасных сценариев развития событий в авиационных комплексах. В практической деятельности эксплуатантов воздушных судов (ВС) применяются рекомендации известного документа, указанного выше, ИКАО-РУБП № 9859-AN/460[5, 7], в котором изложены принципы построения так называемой системы SMS (Safety Management System) - «Системы менеджмента безопасности полетов» [9, 29, 59].

На защиту выносятся следующие основные научные положения и методики:

- Метод и соответствующая методика оценивания текущих значений структурированных рисков и границ определения значимости факторов опасности при идентификации рисков по ИКАО на выявленных множествах факторов опасности, включённых в базы данных;

- Метод оценивания опасности в АТС в ситуациях с редкими событиями на основе моделей 2-х мерных рисков и интегральных показателей БП в а/к;

- Методы и методика структурирования программного обеспечения процедур и способов вычисления значений рисков в кластерах баз данных, содержащих признаки угроз разного рода, полученных на основе идентификации риска и статистики авиационных событий в-а/к;

- Методики принятия экспертных решений по управлению производством полётов в а/к в рамках нормативно-правовой'базы, регламентирующей деятельность ГА с учетом структуры системы государственного управления деятельностью авиакомпаний на основе SMS, по факторам-смены кадров предприятия, реорганизации структуры а/к, изменения-состава парка ВС при переходе а/к на эксплуатацию ВС иностранного производства типа "Аэрбас", "Боинг" и др.;

- Методика применения концепции вероятностных пространств в теории упреждающего управления БП по ИКАО и выявления кратчайших путей-к катастрофе^ чрезвычайных ситуациях для случаев редких событий при-отсутствии достоверной статистики;

- Методика построения в пространстве дискретных состояний моделей функционирования полиэргатических АТС типа «Экипаж-ВС-Внешняя среда»;

- Рекомендации, полученные на основе российских научных разработок,, по повышению безопасности*полетов в авиакомпаниях и в целом в-ГА РФ, в качестве основы стандарта авиапредприятия (для1 ОАО «АЭРОФЛОТ») и стандарта на SMS для-отрасли ГА в дальнейшем.

Научная новизна результатов диссертации состоит в следующем: • « Метод проактивного оценивания значимости рисков, необходимый для оценки возможностей повышения в авиакомпаниях безопасности полетов, отличается от прототипов SMS, предложенных LATA, FAA и другими разработчиками, наличием математических процедур анализа редких (почти'«ноль» по вероятности) событий, что ранее не применялось ввиду отсутствия соответствующих рекомендаций в теории надёжности;

• Методика выявления опасных факторов в авиационных системах основана на том, что появление ситуаций, ведущих к возникновению авиакатастроф и инцидентов, обусловлено определёнными угрозами разного рода в моделях опасности по ИКАО, и отличается от известных подходов тем, что основу методики составляет принцип учета нечеткости значений факторов опасности, что сделано впервые;

• Методики оценки степени воздействия на авиационную систему возмущений от проявления рисковых факторов отличаются от прототипов.тем, что используются модифицированные многомерные показатели рисков и структуры матриц анализа рисков, в которых в форме гипертекстов определены границы* нечеткости факторов опасности и даны, поправки к процедурам назначения целочисленных значений индикаторных функций рисков в баллах;

• Методика поиска кратчайшего пути к катастрофе, являющегося цепочкой состояний в графе смены состояний, находится на основе гипотезы «о минимальных сечениях отказов», введенных в теории надежности, с использованием экспертной схемы оценивания значимости индикаторных показателей-рисков неблагоприятных событий;

• Методика компенсации неопределенности выбора« интегральных численных значений- элементов в матрицах анализа рисков содержит поправки к индикаторным мерам оценок величины рисков возникновения негативных последствий с учётом результатов «мозгового штурма» групп экспертов а/к;

• Рекомендации по применению нового подхода к определению уровня безопасности полётов на основе исчисления рисков позволяют усовершенствовать способы повышения безопасности полетов и проактивно находить корректирующие (управляющие) воздействия на систему и отличаются от известных систем тем, что скрытые угрозы полёту вычисляются по методу цепей событий в опасных сценариях в соответствии с новой классификацией типов угроз и методикой автоматизированного конструирования цепей Дж. Ризона с применением интерфейса БНЕЬ.

Достоверность результатов. Достоверность результатов, представленных в диссертации, была проверена в авиакомпании ОАО «Аэрофлот», на примерах обработки статистических данных, полученных в реальных полётах, ВС иностранного производства, эксплуатирующихся в ГА РФ, поскольку в ГА и в целом по России отсутствует соответствующая статистика, но доступны результаты отработки эффективности СУБП рассматриваемого типа.

Использованы документы в виде стандартов ISO, МЭК, ИКАО.

Практическая ценность работы. Результаты диссертационного исследования дали ответ на практические вопросы выбора принципов компенсации неопределенности значений множества факторов опасности при принятии решения по обеспечению БП в а/к ГА РФ. Получены рекомендации «Росавиации» ГА РФ по мерам повышения безопасности полетов в гражданской авиации России, что было опубликовано в некоторых Российских научных изданиях [87, 88].

Апробация результатов диссертации. Общетеоретические и методические материалы диссертации были опубликованы в научных изданиях РФ и базой их являются российские разработки и, в частности, разработки МГТУ ГА, ГосНИИ ГА и Санкт-Петербургского Государственного университета гражданской авиации (ТУГА) и др. Научные результаты общего плана опубликованы в российских изданиях соответствующего уровня (рейтинговые издания), часть научных результатов опубликована в международных трудах - в ИКАО.

Диссертация по частям и в целом обсуждалась на научных семинарах «Росавиации», АЭ ВТ на заседаниях НТС ГосНИИ ГА, на кафедре БП МГТУ ГА и на международных форумах, в Минтрансе России.

Опубликовано всего печатных работ по теме диссертации: 15, в том числе 2 - в рейтинговом журнале РФ, в ГосНИИ ГА - 1, международных публикаций - 4, 8- отраслевых трудов, изданных в ГА.

Содержание диссертации: в диссертации 4 главы, список литературы, общий объём 121 стр, в том числе 36 рисунков и диаграмм.

Некоторые сокращения

ГА - гражданская авиация; ВП - воздушное пространство; ИВП - использование воздушного пространства; УВД - управление воздушным движением; ОрВД - организация воздушного движения; ВС - воздушное судно; ПВП -планирование воздушного пространства; TLS - целевой уровень безопасности, определённый по ИКАО в виде риска возникновения опасного события - на основе числа катастроф за 1 час полёта с любого момента начала отсчёта времени "благоприятного" полёта; ОС - опасная ситуация (например, опасное сближение ВС при УВД); СУБП - система управления безопасностью полётов воздушных судов, построенная на основе концепции SMS по ИКАО; SMS - эквивалент понятия СУБП (Safety Management System). ICAO - Международная организация гражданской авиации; IATA - Международная авиатранспортная ассоциация; АБ - авиационная безопасность; АД - аспекты деятельности; АП-25 - авиационные правила «Нормы летной годности самолетов транспортной категории»; а/п - авиационное предприятие; АТК - авиационно-технический комплекс; БП - безопасность полетов; БД - база данных; ВВ - внешние воздействия; ДУК - департамент управления качеством; ДРМ - департамент риск менеджмента; ИБП - инспекция по безопасности полетов; КНОП - комплекс наземного обеспечения перевозок; КПН - конструктивно-производственный недостаток. КСБ - комплекс сервиса на борту; ЛК - летный комплекс; ОАТ - отказ авиационной техники; ОО и АТСПИ - отдел обработки технических средств полетной информации; УБП - уровень безопасности полетов; ЧФ - человеческий фактор.

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация воздушного транспорта», Матвеев, Георгий Николаевич

Основные выводы по работе

Проведенные в диссертации теоретические и методологические исследования актуальных вопросов, создания в авиационных предприятиях СУБП на. основе метода упреждающего управления' безопасностью полётов» позволили получить следующие*основные новые научные и практические результаты:

- Разработана методика определения интегрального критерия уровгог безопасности полётов в а/п с коэффициентами значимости рисков негативных последствий на основе статистики авиационных происшествий;

- Решены основные научно-технические задачи на основе методов теории управления рисками, трактуемых как показатели опасности в функции от внешних и внутренних параметров системы, определяющих её состояние в зависимости от свойств прогнозируемых рисковых событий;

- Решена проблема определения показателей безопасности полетов в опасных ситуациях при проявлении факторов рисков в процессах эксплуатации авиационных полиэргатических систем типа « ВС-Экипаж- УВД- Внешняя среда». (В этом заключается новизна исследований, основанная-на идеологии ИКАО, изложенной в методическом руководстве РУБП - Док. № 9859 -2007).

- Получено научное обоснование схемы компенсации неопределенности оценивания значимости рисков- путём учёта нечеткости прогноза значений опасных факторов и величины риска с помощью матрицы анализа рисков, рекомендованной ИКАО.

- Получено доказательство рекомендации ИКАО о замене, по умолчанию, исходной матрицы анализа рисков, содержащей вероятности, матрицей с целочисленными значениями элементов, указанных в клетках матрицы.

- Разработан метод формирования портфеля матриц анализа рисков» для упреждающего управления безопасностью полётов в а/п с применением методики автоматизированного способа формирования цепей Дж. Ризона;

- Автором диссертации разработана методика определения индикаторных показателей значимости риска в виде функции от множества элементов, задаваемых в клетках матрицы анализа рисков, что позволяет автоматизировать процедуры «мозгового штурма», проводимые координационным «комитетом по рискам» в а/п.

- Установлено, что необходимо обязательное обеспечение высокой нормативной надежности систем для того, чтобы достигнуть с помощью SMS снижения прогнозируемых рисков до приемлемого уровня.

Наиболее важные итоговые научные результаты диссертационных исследований:

- при определении индикаторных показателей значимости риска целесообразно вводить для обозначения случайности или неопределенности возникновения опасных событий общую меру риска 1-го рода и понятие ущерба по РУБП, отражающих, согласно концепции ИКАО, проявление двойственности свойств прогнозируемых рисковых события;

- обобщение работы ОАО « Аэрофлот» по созданию СУБП с использованием стандартов и рекомендованной практики ИКАО оказалось полезным для а/к, так как это позволило а/к получить лицензию на производство международных полетов;

- в ГА России должны быть разработаны дополнительные новые стандарты и обоснованная нормативно - правовая база (НПБ), охватывающая государственное регулирование БП и управление БП в а/к на основе стандартов ИКАО;

- доказано, что риски катастроф могут оцениваться в "Моделях опасности", по методике предложенной в диссертации на основе документа ИКАО -РУБП, как мера количества опасности в системах, подверженных воздействию поражающих факторов типа отказов техники, проявления внешней среды и влияния «человеческого фактора».

Сформулированные рекомендации по оценке безопасности полётов в гражданской авиации нашли применение в следующих практических случаях:

• обнаружены опасные сочетания факторов риска при оценивании безопасности эксплуатации высоконадежных систем ВС (тип ТУ-154) по факторам отказа двигателей;

• сформулированы обоснованные требования к безопасности авиационных конструкций воздушных судов в системе поддержания летной годности в виде требований "конструкционной безопасности", что ранее рассматривалось изолировано без привязки к показателям БП.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Матвеев, Георгий Николаевич, 2010 год

1. Руководство ИСО/МЭК 51:1999 Аспекты безопасности. Руководящие указания по включению в стандарты.

2. Accident Prevention Manual. Doc 9422-AH/923,ICAO,- Fist Edition, 1984.

3. ISO/IEC Guide 73 Risk management-Vocabulary-Guidelines for use in standards.4. "BOEING" Commercial Airplane Group. Statistical Summary of Commercial Jet Aircraft Accidents. Worlwide Operations.- 1989- 1995: 1996.

4. Руководство по обеспечению безопасности полетов (РУБП) (перев. с англ.) Doc. 9859, AN/460 - ИКАО (Монреаль), Минтранс РФ.- М.: 2007.

5. G. Vandell, Check-List-CEITFSF. Rev. 2/2R/500/T, ICAO. Monreall: 1994- Программа CFIT, ИКАО, циркуляр (методика оценки рисков): 1996.

6. РУБП Doc 9859 AN/460 2 издание 2009.

7. GASR- Саммит-2009. "Дорожная карта ИКАО по безопасности полётов". Боинг-МАК, М.: МАК, 2-4 июня 2009.

8. GAIN-Manual of Flight Operation. 1998.

9. Zeeman E.C. Catastrophe Theory. Scientific American, 65-83 (April, 1976)- из книги: Дж. Ван Гиг. Прикладная общая теория систем. М.: Мир, 1981. - С. 265-275.

10. Risk Management on the concept of TLS. ICAO (247-AN/148). - 1992.

11. Матвеев Г.Н. и др. «Инструкции по составлению анализа состояния безопасности полетов» (РИ-006-0503), утвержденной 28.02.08г. и опубликованной на сайте Департамента управления качеством ОАО «Аэрофлот» (http://qms.aeroflot.ru/ibp/index.html).

12. Peter G. Harle (Canada). Training of the Investigator/ ICAO Report № 9, "Human Factor-Symposium", April, 1993, p. A-81. Состояние безопасности полетов в гражданской авиации США в 1982-1998 гг., - Авиационный мир сегодня -тематический бюллетень: -1999.

13. Документация "Всемирной конференции по внедрению систем ENS/ANM" Рио де Женейро 11-15 мая 1998. ИКАО.

14. Mathews S. Effective Accident Prevention Strategies. Paper of the Moskow-Simposium-M.: 1995.

15. Инциденты с Ту-154 в а/п Иркутск. Главная инспекция Росаэронавига-ции, М.: 1986.

16. Инцидент с ВС Дуглас ДС-8 в а/п "Шереметьево". Главная инспекция Росаэронавигации. М.: 1989.

17. Инциденты с ВС А-340 в а/п Самара. Главная инспекция Росаэронавигации. М.: 1988.

18. Матвеев Г.Н. Руководство по СУБП- «Аэрофлот». М.: 2009. - С.28

19. АС No-120-92 Введение в системы управления безопасностью полетов для эксплуатантов воздушного транспорта. Разработан: Службой летных стандартов FAA США AFS-800.

20. British Standart. Quality management and quality-assurance. Vocabulary. ВС EN ISO-8402: 1992.

21. Ермольев Ю.М., Ермольева Т.Ю., Мак Дональд Г., Норкин В.И. Проблемы страхования катастрофических рисков. Кибернетика и системный анализ. - март - апрель 2001.: НАН Украины, - 90 с.

22. Шапкин В.С., Громов М.С. ГосНИИ ГА. Проблемы поддержания лётной годности ВС ГА. Сб. науч. труд. Гос.НИИ ГА, «Совершенствование системы обеспечения безопасной эксплуатации ВС» «Воздушный транспорт». - М.: -2006. - С. 20-33.

23. Крыжановский Г.А. Введение в прикладную теорию УВД. -М.: Машиностроение, 1984.

24. Журавлев В.И., Иванов В.С. Безопасность полетов летательных аппаратов (теория и анализ). М.: Транспорт, 1985.

25. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений. Пер. с немецкого. "Мир", М: 1990. (ENT SCHEIDUNGSPRAXIS, Ziele Verfahren Konsequenzen, Veb Verlap Technice, Berlín, 1990).

26. Государственная Концепция обеспечения безопасности России (проект, Минтранс России, 2005.)

27. Методические рекомендации и теория прогнозирования TLS с помощью трендов. Отчёт по НИР, Гос.НИИ "Аэронавигация" (науч. руков. Анодина Т.Г., Фёдоров Ю.М., Спрысков Б.В.) М.: 1998.

28. Гипич Г.Н. Учет рисков в летной годности ВС (монография). МГУ. М.: 2005.

29. Евдокимов В.Г. Безопасность и риски в атомной энергетике. «Авиатех-приемка» «Росатомнадзор» (НТС). М.: 2009.

30. Зубков Б.В. Безопасность полетов и управление рисками М: МГТУ ГА, 2009.

31. Рябинин И.А. Надежность, живучесть и безопасность корабельных электроэнергетических систем. — ВМА им. Н.Г. Кузнецова. С.Пб.: 1997.

32. Володин В.В. (ред.) Надежность в технике. Научно-технические, экономические и правовые аспекты надежности. Институт машиноведения им. А.А. Благонравова, МНТК "надежность машин" - РАН. М.: -1993. - С. 119-123.

33. Кокс Смит, Джон Льюис. Теория очередей и теория восстановления -Сов. Радио, М.: 1976.

34. Козлов А.И. Радиополяриметрия (монография).- М.: МГТУ ГА, 2008.

35. Цыпенко В.Г. Безопасность эксплуатации и конструкция ВС ГА (монография). М.: МГТУ ГА, 2008.

36. Человеческий фактор в управлении и организации. Человеческий фактор, сборник материалов № 10. Циркуляр ИКАО (247-AN/148).

37. Новожилов Г.В.; Неймарк М.С.; Цесарский Л.Г. Безопасность полета самолета. -М.: Машиностроение, 2003.

38. Куклев Е.А. Оценивание безопасности сложных систем на основе моделей рисков, Труды XV Межд. конференции. Часть 1. «Проблемы управления безопасностью сложных систем». ИЛУ РАН, МЧС. М.: 2007. - С.93-97.

39. Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. /Вып. 7. Под ред. H.A. Северцева./ М.: ВЦ им. A.A. Дородницына, РАН, 2005.

40. Программный комплекс "Fuzzy Logic", Транстермина — ИНИТИ, С.Пб.: 1999.

41. Э. Дж. Хэнли, X. Кумамото. Надежность технических систем и оценка риска. -М.: Машиностроение, 1984. (пер. с анг. и ред. B.C. Сыромятников).

42. Воробьёв Ю.Л., Фалеев М.И., Акимов В.А., Махутов H.A., Малинецкий Г.Г. Оценка и прогноз стратегических рисков России: постановка проблемы. ИВ УЗ, серия "Нелинейная динамика", М.: -2004. - 8 с.

43. Таршин Ю.П. Разработка методов повышения безопасности полетов путем совершенствования процедур летно-методической работы на основе управления факторами опасности по результатам расследования авиапроисшествий. Диссертация (к.т.н.) ОЛАГА. -2001.

44. Кульба В.В. и др. Системные предпосылки сценарного анализа в системах управления безопасностью социально-экономических систем Материалы международной конференции "Проблемы безопасности сложных систем" -М.: РГТУ, 19.12.2001.

45. Методические рекомендации по вычислению рисков столкновения ВС при нарушении эшелонирования. Отчёт по НИР, Гос.НИИ "Аэронавигация" (науч. руков. Мокшанов В.И., Фёдоров Ю.М., Спрысков Б.В.) М.: 1997.

46. Ханджимикал Майкл, Дебора М. Осборн, Дэвид Росс, Диана Бойд, и Барбара Г. Браун, Система Оценки Риска Летной эксплуатации, Труды Общества инженерной Системы техники Прогнозов по Авиационной Безопасности, "Daytona", FL, 1999. -P. 37-43

47. J.McCarthy, U.S. Naval Research Labaratory, Schwartz, AT & t. Modeling Risk with the Flight Operations Risk Assessment System (FORAS) Conference of ICAO in Rio-de Janeiro-Brasil.

48. Матвеев Г.Н. Алгоритмизация процедур экспертного оценивания рисков возникновения последствий при инцидентах с ВС при сложных метеоусловиях. -М.: Сборник научных трудов ГосНИИ ГА, серия «Безопасность полетов», вып. № 5,2010. С. 18-23.

49. Матвеев Г.Н. Формирование информационных баз данных для оценки рисков возникновения авиапроисшествий в авиакомпаниях. Научный вестник МТГУ ГА № 137, (ЭВТ, ВП),- М.: 2009. С. 48-53.

50. Бурков В.Н. и др. Модели и механизмы управления безопасностью. -Синтег. -М.: 2001.

51. Куклев Е.А. «Моделирование управляемых рисков в высоконадежных системах». «Наука и техника транспорта», - М.: Транспорт № 1, 2003. - С. 814.

52. Куклев Е.А. Прогнозирование катастроф типа "Спейс-Шатл" на основе теории рисков. Сб. трудов РАН "Механика" (ГУАП редактор Овденко A.A.). -С.Пб.: 2001.

53. Состояние безопасности полетов в гражданской авиации США в 19821998 гг., -Авиационный мир сегодня- тематический бюллетень: -1999.

54. Матвеев Г.Н. Обеспечение безопасности авиационных систем на основе управления рисками возникновения неблагоприятных событий с учётом требований к надёжности изделий. Научный вестник МТГУ ГА № 138, (ЭВТ, ВП), -М.: 2009. -С. 100-108.

55. Куклев Е.А. Оценивание безопасности сложных систем на основе моделей рисков. Труды XV Международной конференции. Часть 1 «Проблем управления безопасностью сложных систем». ИПУ РАН, МЧС. -М.: 2007. -С.93-97.

56. Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. /Вып. 7. Под ред. H.A. Северцева./ -М.: ВЦ им. A.A. Дородницына РАН, 2005.

57. Метод прогнозирования по скользящим пятилетним трендам. Отчёт по НИР, Гос.НИИ "Аэронавигация". -М.: 1996.

58. Анодина Т.Г., Кузнецов A.A., Маркович Е.Д. Автоматизация управления воздушным движением. -М.: Транспорт, 1992. -280 с.

59. Методика предотвращения авиационных происшествий и предпосылок к ним при УВД. Министерство ГА. -М.: Воздушный транспорт, 1989.

60. Программа CFIT-ICAO, циркуляр ИКАО № 2453 (Док. 18747). -1997.

61. ГОСТ-Р 51898-2002 (введен с 01.01.02) «Аспекты безопасности» (Правила включения в стандарты).

62. ГОСТ-Р 51897-2002 "Менеджмент риска. Термины и определения".

63. ГОСТ-Р 51901-2002 "Управление надёжностью. Анализ риска технологических систем".

64. Куклев Е.А., Кацман Ф.М., Белый О.В. "Оценка безопасности транспортных систем на основе моделей рисков". Доклад PAT на Морском конгрессе.-С-Пет.:-18.11.2005.

65. Руководство ИКАО по безопасности для защиты гражданской авиации от AHB. Док. 8873, Монреаль.- 1996.

66. Анодина Т.Г., Мокшанов В.И. Моделирование процессов в системе управления воздушным движением. М.: Радио и связь, 1993. -263 с.

67. Шныров В.Г. Оптимизация методов выбора глобальных стратегий модернизации системы ОВД РФ. Докторская диссертация. Гос.НИИ "Аэронавигация", М.: 2000.

68. Куранов В.П. Теория и практика обоснования требований к аэронавигационным системам (АНС) с использованием спутниковых средств. Докторская диссертация. Гос.НИИ "Аэронавигации", М.: 1999,

69. Руководство по летной эксплуатации самолета "Боинг-747-400", учебный материал. Группа безопасности полетов корпорации "Боинг" Сиэтл: 1998.

70. Заключение и акт о катастрофе с ВС А-310 (Междуреченск, Сибирь -Россия) Международный Авиационный Комитет (МАК), Лаборатория по расследованию АП (Авторы P.A. Теймуразов, В.Д. Кофман, Трусов В.А., Цивилев Ф.С.) -М.: 1994.

71. Конвенция о международной гражданской авиации, Doc. 7300.

72. Управление антитеррористической деятельностью в морском судоходстве доклад GAO (англ.), Вашингтон, 2005.

73. Далецкий C.B. Система технического обслуживания и ремонта ВС ГА. Монография. МАИ.- М.: -2001. 360 с.

74. Холин Е.П. Повышение квалификации авиационного персонала, обеспечивающего поддержание лётной годности ВС. Сб. науч. труд. Гос.НИИ ГА, Совершенствование системы обеспечения безопасной эксплуатации ВС М.: Воздушный транспорт, 2006. -С. 93-98.

75. Барзилович Е.Ю. Основы надежности систем с восстановлением (монография). -М.: МГУ, 2007.

76. ГОСТ Р 51344-99 "Безопасность машин. Принципы оценки и определения риска".

77. ГОСТ Р 51333-99 "Безопасность машин. Основные понятия, общие принципы, конструирование. Термины, технологические решения и технические условия.

78. Проект Закона РФ "Закон о транспортной безопасности", изд. Минтранса РФ, 2005.

79. ГОСТ Р 51898-2002 "Аспекты безопасности. Правила включения в стандарты.

80. Белов П.Г. Техногенные риски и надежность сложных систем. Автор-реф. док. диссерт. М.: МВТУ им. Баумана, 2007.

81. Ковалев В.И., Козлов Ю.П. и др. Система обеспечения безопасности в транспортном комплексе РФ. Труды XIV международной конференции «Проблемы управления безопасностью в сложных системах», - М.: ИПУ РАН, 2006.-С. 35-38.

82. Annual Review of Flight Safety by J. Boorin. International Conference of Flight Safety-Brasil. -November 1999.

83. Александровская Л.Н., Аронов И.З., Круглов В.И. и др. Безопасность и надёжность технических систем. Университетская книга (учебное пособие). — М.: «Логос», 2008.- 376 с.

84. ФАП-128 ФЗ (Шныров А.Н., Холин Е.П. и др.), декабрь 2009. -М.: «Бюллетень Думы РФ», 2010 (март - новая редакция).

85. Гипич Г.Н. Концепции и модели прогнозирования и снижения рисков при обеспечении лётной годности воздушных судов гражданской авиации. Теория и практика. Монография.- М.: Изд. «ТЕИС», 2005. -308 с.