Совершенствование методов проактивного прогнозирования и оценивания рисков авиапроисшествий на нечётких множествах показателей факторов опасности полётов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.14, кандидат наук Фам Вьет Зунг

• Фам Вьет Зунг
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Фам Вьет Зунг

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ПРИНЦИП СОЗДАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ПОЛЕТОВ В ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ В МИРОВОМ МАСШТАБЕ НА ОСНОВЕ ТРЕБОВАНИЙ ИКАО

1.1. Функциональное назначение SMS, реализующей стратегию ИКАО по обеспечению безопасности полетов

1.1.1. Обобщённые требования к SMS

1.1.2. Способы оценивания рисков возникновения опасных аварийных ситуаций при полётах ВС ГА на основе моделей рисков

1.2. Интегрированные системы менеджмента (Integrated Management System)

1.3. Проблемные вопросы оценивания уровней безопасности в ГА на основе концепции рисков по ИКАО и категорий редких событий

1.4. Анализ тенденций изменения показателей уровня безопасности полётов ВС в зависимости от типов рисковых факторов

1.4.1. Типовые показатели безопасности полетов воздушных судов

1.4.2. Особенности статистических баз данных по полётам ВС

1.4.3. Мониторинг показателей безопасности полетов

1.4.4. Анализ влияния внедрения концепции RVSM на элементы обеспечения безопасности организации воздушного движения

1.4.5. Постановка задачи оценки ошибок сопровождения объектов в системе CNS/ATM

1.5. Обзор параметров развития гражданской авиации Вьетнама

1.5.1. Основные показатели развития национальных авиакомпаний ("Vietnam Airlines" и "Pacific Airlines")

1.5.2. Управление безопасностью полетов в ГА Вьетнама

1.5.3. Роль CAAV в проведении Государственной политики по обеспечению безопасности полетов

1.6. Анализ состояния безопасности полетов во Вьетнаме

1.7. Научно-технические и методические вопросы диссертационного исследования

Выводы-1

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАДЁЖНОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЗУЛЬТАТОВ МОНИТОРИНГА ПОЛЁТОВ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

2.1. Применение сценарного подхода и новых моделей рисков в теории обеспечения безопасности полетов ВС в ГА

2.1.1. Общая постановка задачи разработки SMS

2.1.2. Общая схема решения задачи по обоснованию структуры

SMS

2.1.3. Показатели степени опасности по ИКАО в виде значимости "рисков"

2.1.4. Объективные условия существования "Редких событий"

2.2. Использование показателей функциональной надежности воздушных судов типа "Airbus" в задачах определения рисков возникновения авиапроисшествий при производстве полетов

2.2.1. Схема оценки функциональной надёжности

2.2.2. Принцип анализа результатов мониторинга полетов ВС

2.2.3. Обзор полученных результатов мониторинга

2.2.4. Отчет о надежности системных компонентов ВС А-321 (вьетнамская авиакомпания)

2.3. Результаты мониторинга функциональных состояний и надёжности агрегатов ВС А-321

2.4. Анализ содержания общих определений риска

2.5. Схема решения задачи по оценке безопасности авиационных систем на основе теории системной безопасности

2.5.1. Теоретические и методические основы системной безопасности

2.5.2. Формализованные определения рисков и системный подход к оцениванию рисков по ИКАО

2.6. Формулы оценивания интегральной значимости рисков

2.6.1. Критерии значимости (серьезности) риска

2.6.2. Оценка рисков по концепции ИКАО

2.7. Принципы факторного управления рисками по ИКАО в гражданской авиации

2.7.1. Поддержание и обеспечение безопасности полетов путем факторного управления состоянием системы по показателям рисков

2.7.2. Традиционные модели рисков катастроф в высоконадежных системах в форме методов В АБ

2.8. Применение матриц оценки риска при определении уровней безопасности полётов в СУБП

2.9. Определение степени неопределённости нечётких множеств

факторов рисков, анализируемых с помощью матриц рисков по

ИКАО

2.10. Детерминированный анализ особенностей функционирования авиационной системы с помощью программы CFIT

2.11. Способы идентификация рисков и угроз в SMS

2.12. Виды неопределённости в теории безопасности 70 Выводы-2

Глава 3. АВТОМАТНЫЕ МОДЕЛИ СУБП-SMS ДЛЯ ЭКСПЕРТНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РИСКОВ НА ОСНОВЕ ЦЕПЕЙ СЛУЧАЙНЫХ СОБЫТИЙ И

МЕТОДА ДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.1. Принцип поиска кратчайшего пути к катастрофе при оценке 72 критичности сценариев событий через риски возникновения ущербов

3.1.1. Метод динамического (нестохастического имитационного) 72 моделирования процессов с редкими событиями

3.1.2. Основной принцип построения сценариев событий

3.2. Решение проблемы редких событий на основе метода Fuzzy 75 Sets

3.2.1. Схема перехода к Fuzzy Sets

3.2.2. Принцип нечеткой импликации при анализе нечетких вы- 76 оказываний

3.3. Применение метода динамического моделирования для про- 78 гнозирования возможностей возникновения катастроф

3.3.1. Теоретические положения в формуле определения значи- 78 мости риска

3.3.2. Проактивные методы воздействия на риски возникновения 79 негативных результатов при производстве полетов ВС

3.3.3. Неопределенность эмпирических функций п.р.в. в методе 80 "доверительных интервалов"

3.4. Методические процедуры идентификации и оценивании рис- 81 ков в СУБП для а/к при нечётких мерах факторов опасности

3.5. Проактивные оценки значимости рисков в ситуациях с про- 81 гнозируемой опасностью на примере "лодки-амфибии"

3.6. Автоматная модель в методе динамического моделирования систем для описания деятельности аэропортовой САБ при противо- 82 действии AHB

3.6.1. Постановка задачи

3.6.2. Анализ критериев Махутова А.Н

3.6.3. Информационно-факторный базис системы

3.7. Автоматные процедуры преобразования потоков данных в

системах типа SMS, САБ

Выводы-3

Глава 4. СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА РИСКОВ В ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ ВЬЕТНАМА И РОССИИ НА ОСНОВЕ ПРОТОТИПОВ СИСТЕМЫ FORAS

4.1. Анализ результатов проверки ИКАО организации контроля

за обеспечением безопасности полетов в ГА Вьетнама

4.2. Практика контроля безопасности полетов в гражданской

авиации Вьетнама с учетом опыта ГА России на основе моделей рис- 92 ков возникновения авиапроисшествий

4.2.1. Акценты нового подхода к оценке безопасности полетов

4.2.2. Автоматизация процессов обеспечения безопасности поле- 95 тов на основе систем типа SMS с "ядром" по NASA (ИКАО Annex-19)

4.2.3. Сравнительный анализ типовых разработок СУБП в ГА РФ

и ГА Вьетнама

4.2.4. Выбор автоматной структуры АСУ для "ядра" SMS

4.3. Управление рисками возникновения авиапроисшествий с 98 учетом характеристик нечетких факторов внешних воздействий на 98 систему

4.3.1. Технологии управления рисками

4.3.2. Схема назначения в ГА Вьетнама приемлемого уровня рис- 99 ка при оценивании безопасности полётов

4.4. Создание в ГА Вьетнама Интегрированных систем менеджмента качества (Integrated QMS) со встроенными системами SMS

4.4.1. Стратегическое направление

4.4.2. Методическая схема перехода к интегрированным систе- 101 мам

4.5. Обеспечение системной безопасности

4.6. Исследование значимости факторов в перечне возможных

авиапроисшествий в а/к "Vietnam Airlines"

Выводы-4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методов проактивного прогнозирования и оценивания рисков авиапроисшествий на нечётких множествах показателей факторов опасности полётов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Рассматриваются научно-методические и теоретические задачи применения рекомендаций ИКАО и документов SARPS, РУБП с учётом нового положения Аппех-19 (проект) при разработке СУБП (в России) и SMS (во Вьетнаме).

Решаемые в диссертации указанные задачи и проблемы являются актуальными и едиными в сфере безопасности полетов во многих странах, где эксплуатируются воздушные суда (ВС) новых поколений (и в России, и во Вьетнаме).

Результаты исследования по указанной тематике имеют большое значение и для ГА России, и для Главного Управления ГА Вьетнама (CAAV). В CAAV, так же, как и в России, сформулировано требование к авиакомпаниям Вьетнама о повышении безопасности полетов до уровня, соответствующего мировым стандартам. В ГА Вьетнама имеется обширная база данных по результатам мониторинга полётов ВС иностранного производства, таких, как А-320, А-321, В-777, F70 и др. При этом состояние безопасности полетов в ГА Вьетнама оценивается с применением не только иностранных, но и российских методов решения задач.

К проблемным относятся требования ИКАО к особенностям государственного регулирования полетов ВС и управления безопасностью полетов на уровне всех поставщиков авиационных услуг. В регионах, где осуществляется деятельность гражданской авиации, под контролем государства должны быть созданы так называемые SMS (Safety Management System), что требует решения проблем создания SMS, и это имеет научный и практический интерес.

Во Вьетнаме в течение последних лет SMS создается американскими специалистами (RVA - Robinson Aviation Inc.) [42] в полном соответствии со стандартами и рекомендованной практикой ИКАО. Соответствующий материал имеется в диссертации, что представляет интерес для научной общест-

венности ГА РФ. Вместе с тем ряд научных позиций, принятых во Вьетнаме американскими специалистами, решается в диссертации (главы 2 и 3) на основе публикаций в России.

Ряд проблем в теории безопасности обусловлен несовершенством методик научных изысканий, в частности, при планировании воздушного пространства (ПВП) и ОрВД. Главные из них - проблема "редких событий", построение "моделей опасности", которые рекомендуется создавать в SMS для реализация методов управления безопасностью с учётом факторов риска. Основу нового подхода составляет принцип структурного и логического анализа сценариев развития событий.

Сценарный подход представляется в настоящее время единственным перспективным методом осуществления проактивных управлений системой при неопределённости информации.

Цель диссертации - разработка методов управления безопасностью полетов в ГА с применением исчисления рисков при неопределённости статистик о факторах опасности в полётах. Проверка достоверности результатов осуществляется на материалах ГА Вьетнама, поскольку в ГА России соответствующая статистика по ВС иностранного производства менее доступна для проведения научных исследований в сравнении с ГА Вьетнама.

Состояние вопроса

В России основополагающие результаты в области обеспечения БП на воздушном транспорте достигнуты в ФГУП ГосНИИ ГА, в ОАО "Аэрофлот", в а/к "Трансаэро", в а/к "Волга-Днепр" и в др. а/к, в МГТУ ГА, в СПб ГУГА. В области автоматизации процессов управления воздушным движением и БП значительные результаты получены профессором Крыжановским Г.А. (ГУ ГА). Надежность и безопасность радиолокационных комплексов представлена в научных школах МГТУ ГА (Козлов А.И.), в СПб ГУГА (Коваленко Г.В., Балясников В.В. и др.). Проблему безопасности полетов (в МГТУ ГА) разрабатывали специалисты Зубков Б.В., Елисов Л.Н., Цыпенко В.Г. и др. Базовые модели рисков для ГА разработаны в NASA [71] в связи с завершением про-

екта FORAS и SMS. К значим разработкам в данной сфере относятся публикации [65] по RVSM. Практическое применение методов оценки безопасности полётов с учётом рисков в период 2005-2013 гг. осуществлено к.т.н. Матвеевым Г.Н. в ОАО "Аэрофлот". Из иностранных авторов здесь уместно отметить П. Райха [77] и других, изучавших закономерности процессов в системах ОрВД [61]. Известны разработки в теории БП с использованием концепции рисков, выполненные Смуровым М.Ю., Гипичем Г.Н., Шапкиным B.C., Куклевым Е.А. [23]. Развивается направление по созданию в ГА РФ системы менеджмента безопасности авиационной деятельности и разработке соответствующих авиационных стандартов, как это сделано в ИКАО [1-3].

В данной диссертации получены решения по схемам исследования нечётких факторов полёта и определены требования к алгоритмам смягчения рисков, что нашло прямое применение в гражданской авиации Социалистической Республики Вьетнам.

В связи с признанием в мировом авиационном сообществе таких документов, как РУБП, SARPS, Annex-19 проявился большой интерес к построению баз данных (БД) для прогнозирования состояния систем обеспечения безопасности полетов. Теория рисков и экспертные системы SMS, имеющие перспективы на развитие и внедрение в практику безопасности полетов, интенсивно разрабатываются во всём мире. Во Вьетнаме такие разработки на основе Annex-19 ведутся с помощью фирмы "Robinson Aviation Inc" (RAV) [12]. Эти материалы представлены в диссертации и освещены в российских публикациях автора.

Объектами исследований являются:

• Содержание баз данных с результатами мониторинга полётов ВС, полученными в "Vietnam Airlines" на основе отчётов о надёжности элементов функциональных систем ВС типа "Airbus-321", " Airbus-320", "ATR72", "В-777", "V-70";

• Система ТОиР по информации подсистем MAREP, PIREP (соответственно: "Доклад" типа "Maintenance Report и Pilot Report" - по сообщениям

КВС);

• Функциональная система "воздушное судно - экипаж" как элемент контура управления ВС;

• Процесс лётно-технической эксплуатации ВС при выполнении авиаперевозок.

Предмет исследования. Результаты мониторинга полётов ВС А-320, А-321, В-787, АТ72, F70 из парка авиакомпаний "Vietnam Airlines", "Pacific Airlines", предоставленные американской компанией Robinson Aviation Inc (RAV) с целью проверки достоверности положений ряда теорий по безопасности полётов, а также типовая по ИКАО система управления безопасностью полётов на основе рисков в задачах с редкими опасными событиями. Рассматриваются модели рисков с неопределёнными свойствами. Используются результаты мониторинга полетов ВС а/к "Vietnam Airlines" и "Pacific Airlines" и отчеты из специальной системы "Air Face" с полетной информацией.

Метод исследования и теоретический аппарат. Использованы положения нечёткой логики для атрибутов и методов статистической обработки результатов, теория автоматов. Применён метод проф. Куклева Е.А. по исчислению рисков возникновения редких опасных событий при менеджменте безопасности полетов при высоком уровне надежности авиационных систем.

На защиту представляются результаты:

- Методические основы и схемы динамического (имитационного нестохастического) моделирования сценариев изменения функционального состояния авиационных систем при оценке безопасности полетов в особых ситуациях в проблеме "Редких событий" по ИКАО;

- Метод формирования управляющих корректирующих воздействий на авиационную систему (АС), основанный на анализе нечетких импликаций значений факторов рисков при редких событиях в индикаторы безопасности по ИКАО (NASA);

- Экспериментальное доказательство достоверности методологии корректного исчисления рисков возникновения ущербов при оценке полетов ВС

в ГА с учётом неопределённости значений факторов опасности;

- Автоматные модели процессов функционирования систем типа SMS (СУБ) и САБ (в аэропорту);

- Результаты проведенных исследований, полученные путем решения ряда методических и теоретических вопросов в классе нечетких объектов и недостоверной статистики о состоянии авиационных технических систем с учетом отказов техники, ошибок операторов и воздействия внешней среды в виде факторов риска, вызывающих возникновения функциональных отказов в системах;

- Способы качественного анализа состояния систем в задачах компенсации последствий от функциональных отказов с помощью методов исчисления рисков по Fuzzy Sets на основе нечёткой логики учета потенциальных угроз для безопасности систем, определяемых четко при вероятностно-статистическом анализе безопасности сложной технической продукции.

Новизна научно-технических результатов диссертационного исследования:

• Метод динамического моделирования обозначает "прогон" в компьютерном времени последовательностей дискретных состояний, образующих сценарии и цепи событий, и отличается тем, что оценка критичности цепей производится без "вероятностей", без "Монте-Карло" и подобных процедур;

• Метод формирования управляющих корректирующих воздействий на АС при редких событиях отличается от традиционных по РУБП тем, что позволяет за счёт нечётких импликаций компенсировать неопределенность экспертных оценок меры случайности возникновения поражающих факторов путем применения скорректированных матриц оценки значимости рисков на бинарных разбиениях пространства исходов;

• Апробация метода оценки достоверности результатов прогнозных методов управления безопасностью авиационной деятельности и безопасностью полетов по идеологии ИКАО (с учетом рекомендаций РУБП), отличающаяся тем, что были использованы результаты мониторинга полётов

реальных ВС типа "Аэрбас" и "Боинг";

• Способ оценки значимости поражающих факторов отличается от прототипов тем, что используются показатели рисков и матрицы анализа рисков, в которых даны поправки к процедурам назначения целочисленных значений индикаторов по NASA (не только по ИКАО). Отличие состоит также и в том, что в исходные варианты матрицы ИКАО введены нечеткие значения экспертных границ возможностей в виде терминов "больше", "меньше", "неясно" и т.п., что позволяет корректно заменить численные значения вероятностных оценок их нечеткими эквивалентами;

• Сценарный подход к прогнозированию возникновения возможных последствий с оценкой рисков является основой разработки методов повышения безопасности полетов за счёт построения корректирующих (управляющих) воздействий на состояние авиационных комплексов [6] с учетом различного вида значений факторов рисков и угроз. В рамках предложенных новых схем оценивания рисков решаются задачи анализа "редких событий", что в методе ВАБ затруднено.

Достоверность положений диссертации. Достоверность представленных в диссертации результатов была проверена (в авиакомпаниях Вьетнама) путём обработки статистических данных и подтверждена данными мониторинга реальных полетов ВС "Аэрбас" и совпадением прогнозов рисков возникновения авиационных происшествий с результатами исследователей из американской корпорации RAV (Robinson Aviation Inc), создающей SMS для вьетнамской авиакомпании.

Практическая ценность работы. Получены рекомендации Главного Управления ГА Вьетнама по мерам повышения безопасности полетов в гражданской авиации в Социалистической Республике Вьетнам с учётом использования ряда российских научных достижений в рассматриваемой сфере. В связи с признанием в мировом авиационном сообществе таких документов, как РУБП, SARPS, Annex-19 были разработаны сценарные методы оценки уровня БП, БД на основе допущений о возможности возникновения риско-

вых состояний БД. Теория рисков и экспертные системы SMS, имеющие перспективы на развитие и внедрение в практику безопасности полетов, интенсивно разрабатываются во всём мире. Во Вьетнаме такие разработки ведутся, что было указано выше, с помощью фирмы Robinson Aviation Inc (RAV).

Апробация результатов диссертационного исследования. Материалы диссертации явились основой для составления инструктивных и методических документов в CAAV в связи с разработкой SMS (СУБП) для авиакомпаний республики Вьетнам. Успешная апробация подтверждается актами о внедрении результатов диссертации. Основные результаты проведённых исследований опубликованы в российских рейтинговых изданиях. Часть научных результатов опубликована в международных трудах - во Вьетнаме (CAAV и "Авиационный журнал СРВ"), а также в докладах на научно-технических совещаниях CAAV.

Материалы диссертационных исследований обсуждались на научных семинарах кафедр механики, аэродинамики и авиационной техники в Государственном университете ГА.

Результаты диссертационного исследования обсуждались на научных семинарах кафедр механики, аэродинамики и авиационной техники в Государственном университете ГА.

Публикации: по вопросам диссертационного исследования имеется 5 публикаций, при этом 3 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ; изданные во Вьетнаме международные публикации - 2; имеются рукописи тезисов докладов и служебных разработок (в CAAV).

Структура и объём: общий объём диссертационной работы: 4 главы, список литературы из 83 наименований, общий объём 115 стр., в том числе 25 рисунков и таблиц, два специальных приложения (альбомы № 1, № 2) с фактическими результатами мониторинга полётов ВС во Вьетнаме с объёмом на 208 листов с общим числом таблиц и графиков более 300.

Некоторые сокращения

ВС - воздушное судно; TLS - целевой уровень безопасности в виде числа возможных конфликтов 2-х ВС в пределах часового интервала времени сближения; CAAV - Министерство транспорта гражданской авиации Вьетнам с департаментом по направлениям авиационной деятельности и регулирования безопасности полётов по ИКАО; SMS (Safety Management System) -по ИКАО.

Глава 1

ПРИНЦИП СОЗДАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ПОЛЕТОВ В ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ В МИРОВОМ МАСШТАБЕ

НА ОСНОВЕ ТРЕБОВАНИЙ ИКАО

В данной главе 1 рассматривается тема исследований по направлению, впервые сформулированному автором диссертации [8] (Матвеевым Г.Н.) в виде "Основные вопросы разработок по созданию систем управления безопасностью полетов в соответствии с концепцией SMS по ИКАО".

В связи с этим первоначально анализируются уже известные из [8] результаты, а затем решаются новые вопросы, которые не получили дальнейшего развития в [8].

1.1. Функциональное назначение SMS, реализующей стратегию ИКАО по обеспечению безопасности полетов

Государства - участники соглашения по "Чикагской конвенции" из [3] признали необходимость создания интегрированных систем "менеджмента качества" (MQS) с функциями MQS на основе международных стандартов типа ISO и МЭК.

ГА Вьетнама и ГА РФ входят в состав участников соглашения и поэтому провозгласили обязательства соблюдать договоренности, включая создание SMS по единым стандартам.

В программе ИКАО по созданию SMS (Safety Management System) определяют этапы создания национальных SMS, которые должны быть частью интегрированных систем "Менеджмента качества" (QMS) [1, 3].

Основополагающий результат состоит в том, что SMS как элемент общей интегрированной системы менеджмента типа Integrated Management System (IMS) должна содержать две подсистемы, отвечающие требованиям двух (или более) международных стандартов и функционирующие как единое целое. Эта идея была высказана на совещании ИКАО в 2012 г. (февраль, Монреаль) под названием "10 Things that you know about SMS", что ранее

получило освещение в документе SMM (Manual - for SMS), созданном группой авторов FAA с участием специалистов по SMS и руководителя А. Younossi (также из FAA) [5].

1.1.1. Обобщённые требования к SMS

Предложения включают требования из [2, 3]:

• Применение нормативно-правовой базы государственного регулирования деятельности ГА с обеспечением приемлемого уровня безопасности полётов по документам JAR, FAR, EAR;

• Создание Федеральных авиационных правил (ФАП), направленных на повышение качества работы экипажей ВС, на основе методик оценивания значимости опасных факторов по уровню риска возникновения авиапроисшествий;

• Использование основ концепции рисков (из РУБП ИКАО) в учебных программах в МГТУ ГА, МАК, СПб ГУГА, по изложению (CFIT, ALAR и др.) для эксплуатантов ВС типа "Airbus", "Boeing".

1.1.2. Способы оценивания рисков возникновения опасных аварийных ситуаций при полётах ВС ГА на основе моделей рисков

В [3-5] признан универсальным для деятельности ГА способ обеспечения безопасности полетов, задаваемый стандартом на Концепцию менеджмента риска в ГА по ICAO с помощью SMS по типу ICAO, Боинг, Эрбас, МЧС (РФ) (РАН).

Также по [8]: "Управление риском в SMS по ИКАО" - это стратегия для помощи высшим должностным лицам принимать решения на распределение ресурсов в условиях неопределенности для обеспечения безопасности полетов по признакам:

1. Соблюдение политических принципов и целей государства в области безопасности авиационной деятельности;

2. Государственное управление рисками, влияющими на безопасность полетов;

3. Обеспечение качества систем авиаперевозок;

4. Государственная пропаганда безопасности полетов.

5. Обеспечение выполнения поправки 33 ИКАО.

Рассматриваемая поправка определяет функции и цели государства, которые должны быть отражены в структуре SMS и включать перечень позиций, указанных в [3, 8] и включающих техническую и правовую норму на приемлемый уровень безопасности полетов, устанавливаемый государством по [3].

1.2. Интегрированные системы менеджмента (Iníegrated Management System)

Рассматриваемая система (IMS) - это совокупность не менее двух подсистем в общей системе менеджмента организации на основе двух или более (международных) стандартов на системы менеджмента, функционирующих как единое целое.

Различие систем SMS и QMS состоит в следующем.

Система управления безопасностью полётов СУБП (SMS Doc. ICAO 9859 Safety Management System) - основана на использовании необходимых организационных структур, ответственности, политических заявлений и правил, фокусирующихся на безопасности, человеческом и организационном аспектах деятельности, т.е. цель СУБП (SMS) - удовлетворение требованиям безопасности.

Система менеджмента качества СМК (QMS ISO 9000:2005 Quality Management System) - это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, используемых для разработки политики и целей и достижения этих целей для того, чтобы руководить и управлять организацией применительно к качеству. СМК (QMS) фокусируется на продукте производства, т.е. "удовлетворение потребителя".

Система управления (менеджмента - Management system) организации ГА может включать:

• Safety Management System (SMS);

Security Management System (SeMS);

• Quality Management System (QMS);

• Enterprise Risk Management (ERP);

• Supplier Management System (SUMS);

Environmental Safety Management System (ESMS);

Occupational Health and Safety management systems (OHSAS).

1.3. Проблемные вопросы оценивания уровней безопасности в ГА на основе концепции рисков по ИКАО и категорий редких событий

В данном разделе показано, что трудности увязки этой концептуальной модели с процедурами оценивания рисков решаются путем нестохастического (без процессов "Монте-Корло") динамического моделирования цепей событий типа цепей Дж. Ризона, т.е. это по существу сценарный подход в теории БП, который принят в задачах "космоса", в информационных системах и в др.

Методология исчисления рисков по ИКАО в известной мере решает эти вопросы, но только на уровне экспериментальных методик, что также требует своего дополнительного обоснования.

Мировая статика анализа авиапроисшествий за длительный период времени подтверждает основные идеи о том, что нежелательные события хотя и редко, но происходят и влекут неоправданные потери. Поэтому вопросы обеспечения безопасности полетов должны исследоваться достаточно глубоко в рамках проблемы "редких событий" по РЖ АО [7, 71].

Но теоретического обоснования этот метод до сих пор не получил и был принят как "прагматический выход" из сложного положения. Дело в том, что традиционно в мировом авиационном сообществе отдается предпоч-

тение вероятностным моделям, но в проблеме "редких событий" по ИКАО вероятностные подходы оказываются неработоспособными.

В рамках проблемы редких событий, рассматриваемой в диссертации, указано, что традиционно оценки вероятности высоконадежных систем почти всегда перекрываются доверительными интервалами, которые заранее известны. Но эти интервалы не удается корректно определить. Сложность разрабатываемого подхода отодвинула на второй план вопросы практического обоснования найденных решений.

На рис. 1.1 представлен тренд изменения мирового показателя аварийности в период 2000-2011 гг. Из этого графика видно, что после 2003-2005 гг. появилось некоторое улучшение состояния обеспечения безопасности полетов.

Рис. 1.1. Мировой показатель аварийности и тенденции его изменения в 2000-2011 гг. (количество авиационных происшествий на 1 млн. регулярных

вылетов)

1.4. Анализ тенденций изменения показателей уровня

безопасности полётов ВС в зависимости от типов рисковых факторов

В данном подразделе проведён анализ характеристик трендов изменения некоторых показателей безопасности полётов в гражданской авиации в мировом масштабе в сравнении с Вьетнамом. Это даёт обоснования для разработки сценарного подхода к определению уровня рисков и уровня БП в ГА

РФ в сравнении с Вьетнамом. (Оценка достоверности результатов диссертации даётся на примере эксплуатации ВС иностранного производства во Вьетнаме). Поэтому можно полагать, что изучение "Вьетнамского образца" SMS для экспертных оценок БП целесообразно.

Оценка состояния БП с гражданскими самолётами в США, РФ и в других странах по ИАТА (Боингу) дана на рис. 1.2, 1.3.

а). Статистика авиапроисшествий и аварийность, 2012 г.

UN Region

Africa

Asia

Europe

Latin Amenca and the Caribbean

Northern Amenca

Oceania

World

Accidents I Accident rate2 I Fatal I 1 accidents 1 fatalities % 1 accidents 1 I % fatal 1 I accidents 1 % fatalités

5 4.8 2 167 5% 22% 45%

23 2.7 3 161 23% 33% 43%

30 4.2 3 42 30% 33% 11%

12 3.8 1 2 12% 12% 1%

29 2.8 0 0 30% 0% 0%

0 0.0 0 0 0% 0% 0%

99 3.2 9 372

б). Процент всех типов авиапроисшествий в период 2006-2012 гг.

m - i- v A oc KM fve ^^ -V -

Controlled flight into terrain Loss of control in-flight Runway safety related

o%

10%

20%

30% 40%

50%

60%

в). Авиапроисшествия - тенденции 2006-2012 гг.

70%

I At щI Fatal Äccöeres

160 140 120 100 80 €0

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Рис. 1.2. Оценка состояния БП с гражданскими самолётами

1.4.1. Типовые показатели безопасности полетов воздушных судов

В известных работах показано, что безопасность невозможно определить с помощью теории вероятности событий [27] и теории надёжности [9, 46, 60, 61], поэтому типовые показатели ИКАО берутся по регламентам из [17] в нормированном виде через частоты негативных результатов:

Основная особенность показателей негативных последствий, возникающих в процессе производства полётов ВС, заключается в том, что все они характеризуют редкие, но очень значимые по серьёзности ущербы для авиапредприятий. Именно это и определило необходимость разработки в ИКАО методологии оценивания в ГА - в мировом масштабе - рисков.

Согласно результатам анализа глобальной мировой статистики по безопасности полетов, касающейся коммерческих авиатранспортных воздушных судов с максимальной сертифицированной взлетной массой более 2250 кг, в 2010 г. произошло 135 авиационных происшествий (в том числе 19 со смертельным исходом) при выполнении регулярных рейсов, что на 19,4% превышает показатель 2009 г., когда было зарегистрировано 113 происшествий. Число погибших среди пассажиров регулярных рейсов во всем мире возросло до 767, что на 25,7% превышает показатель 2009 г. (610 человек).

Хотя в 2010 году отмечен рост числа авиационных происшествий в связи с общим ростом объемов перевозок во всем мире, глобальный уровень аварийности в целом остался неизменным и составляет примерно 4 авиационных происшествия на 1 млн. регулярных вылетов.

Именно в этот период началось интенсивное внедрение СУБП типа SMS в процессы деятельности провайдеров авиационных услуг. Упомянутый выше документ Annex-19 укрепил позиции ИКАО в вопросах развития теории рисков и создания типовых SMS. На рис. 1.2 даются детали тренда.

В данной диссертации используется новая трактовка - по Annex-19 [3] - понятие безопасности полетов через "приемлемый риск".

Описание общей картины по оценке безопасности полётов в мировой гражданской авиации представлено ниже.

Показатель неопределённости числа авиапроисшествий в разных странах по ИАТА (Боинг) [7] дан на рис. 1.2, 1.3 в зависимости от частоты событий.

Fatal Accidents - Worldwide Commercial Jet Fleet - 1998 Through 2007_ _

2200

2СЮС 1800 1600 1400

Fatales

1200 1000 80D

eoo

400

2oa 0

Nurnber of

fatai -

accidents (90 total)

Рис. 1.3. (Из архива Боинг [7, 12]) Авиационные происшествия, связанные со смертельным исходом, во всем мире для коммерческих реактивных самолётов в период с 1998 по 2007 гг.

В таблице 1.1 перечислены наиболее значимые факторы причин катастроф, которые необходимо учитывать при создании баз данных в модулях типовых SMS, например по RAV [12].

Детальный анализ событий по факторам причин и соответствующие тренды даны на рис. 1.2 а, б, в (выше). На рис. 1.3 дана статистика по сведениям "Боинг" [7, 12].

159Д .;67)

CU External fatalities {Totas 261] CHI Onboard fatalities [Total 5147]

Onboard fatalities

655(4} у

* ж

449<89}

- External fatalities

156 ',69)

ARC

CFIT

F-NI

FJEL

LOC-Q

LOC-I

MAC

OTHR

RAMP

RE

RH.'AP 3CP-SP

US03

UNK

W3-RW

Ai>"vorr-* Rjnaay Contact

Cantroiea ffiflr* vnto cr Tow arc Terrain

et*ei3r-c-«e :Nor-imp*:ti

ffuel Reiatec

Lots c" Control- Srsurc

Loss a' Control - in Ibçh*.

McsfNear MldaK Coite<ro

otr«*

Oraund -wndlrg Чипм; Excursion

Run«e> fecunaon - vefcie, Aircraft cr Percer 3**tern. Component Failure MaTLr-rear

;Non-Powe*piarti 3>5temi'ComDCfient Failure o* Mafwc^or <P3*«*plartt ■«rndersJ-oot Cherchant ипМютг. о* Undetermined 'Airdihev cr Triurœntcrr»

No accidents noted tn ttie ictoamo wPvcipei cateecrtei am AN A&nip! Maneuver AD RM Ae-ocrome ATM Air T»a*4c Management

Comr*vntcaeor», Na.ioatior Cur^-eilance CAB-S Cabin Safety Events EVAC Evacuation F-РОЗТ =rt'-3p-o«e <Pgitmracn OCOL Oraund ColljJcr

ice cing

LALT torn Aetbde Operon*

R hA Runwa» глгевр - Arm*

3EC 3*curt> Retawd

~«JRS Тигвсегсе Ercowier

For а '.осэъм desclstton ва te ЬЯр •'»»■* reaviaitonjs»'>3arci orgi

126 101 12313! 120 ¡0> 110 110» m«) 107

<4

LOC-I CHT SCF-W RE MAC LOC-G OTHR UNK RI-VAP USOS WSTRW ARC FUEL RAMP SCF-PP F-NI

22

18

2 1 5 2 3 3 2 Note Principe; categories as assigned by CAST.

Таблица 1.1

Факторы причин катастроф (фатальные) в международной коммерческой авиации (1998-2007 гг.)

ARC Аномальный контакт взлетно-посадочной полосы

CFIT Контролируемый полет в или к местности

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фам Вьет Зунг, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Курс ИКАО по системам управления безопасностью полетов. Рос-транснадзор (NA-13-12-281 от 21.08.2007 г.). СПб: 2007.

2. Annex-19 (пер. с англ). Doc. 9859- AN/460 (РУБП) ИКАО, Монреаль. М.: 2013.

3. Annex-19: C-WP/13935 - ANC Report (March 2013), based on AN-WP/8680 (Find) Review of Air Navigation Commission, Montreal - Canada.

4. SMS & B-RSA (2008): "Boeing", 2012.

5. Amer M. Younossy. "10 Things You Should Know about Management Systems (SMS)". SM ICG - Washington: 2012.

6. SMM (Safety Management Manual): Doc 9859_AN474 - Doc FA A:

2012.

7. Statistica Summary (Boeing). CAST/ICAO. Common Taxonomy Team (CICIT). http://www.inflaviation.standart.opg

8. Матвеев Т.Н. Метод упреждающего управления безопасностью полетов воздушных судов в авиационных предприятиях. Диссертация (к.т.н.). Спец.-05.22.14 (05.26.02 - транспорт). ГосНИИ ГА. М.: 2010.

9. Федеральные авиационные правила "Подготовка полетов в гражданской авиации РФ". Минтранс РФ (приказ № 128 от 31.07.2009 с изменениями от 22.11.2010). М.: 2010.

10. Менеджмент риска. Термины и определения. ISO Guide 73: 2009. (Национальный стандарт РФ - ГОСТ Р 51897-2011/Руководство ИСО 73: 2009. "Стандартинформ". М.: 2012.

11. Руководство по планированию и обслуживанию воздушного движения - Ж АО (док. 9426). Издание 4, 1992.

12. Reliability Report А-321 (July 2013). Vietnam Airlines - RAV (Robinson Aviation Inc.).

13. Инциденты с Ту-154 в а/п Иркутск. Главная инспекция Росаэрона-вигации. М.: 1986.

14. Положения по безопасности. Вертолетная европейская группа безопасности и ООО "ЭЛАЙД ЭВИЭШН КОНСАЛТИНГ" - EHEST (ESSI). ООК "ЭЭК". М.: 2010.

15. Doc. № 8083, ИКАО, 1999 г. - Руководство по обеспечению авиационной безопасности в гражданской авиации.

16. Руководство по безопасности для защиты гражданской авиации от актов незаконного вмешательств. Doc. 8973, ИКАО.

17. Приложение 17 (об авиационной безопасности) к Чикагской конвенции, ИКАО, 2006 г.

18. Куклев Е.А. Рекомендации по оцениванию рисков нанесения вреда или ущербов системам и объектам в условиях возможного проявления терроризма. Раздел 33 в учебном пособии "Авиационная безопасность". Изд. "АБИНТЕХ". М.: 2006, с. 775-779.

19. Куклев Е.А. Новая доктрина "Надежность, риск и безопасность". Материалы докладов международной конференции "Седьмые Окуневские чтения". СПб.: 2011, с. 20-22.

20. Куклев Е.А., Евдокимов В.Г. Прогнозирование уровня безопасности авиационных систем на основе моделей рисков возникновения критических функциональных отказов. // "Транспорт Российской Федерации", № 2 (45). СПб.: 2013, с. 40-43.

21. Программа обеспечения безопасности международного аэропорта (типовая структура по AHB) ИКАО. Дос. 8973 - Добавление 6.

22. Куклев Е.А. Оценивание рисков катастроф в высоконадежных системах. Проблемы управления безопасностью сложных систем. Труды XIII международной конференции. ИПУ РАН. М.: 2005, с. 55-59.

23. Смуров М.Ю., Куклев Е.А., Евдокимов В.Г., Гипич Г.Н. Безопасность полетов воздушных судов гражданской авиации с учетом рисков возникновения негативных событий. "Транспорт Российской Федерации", № 1 (38). СПб.: 2012, с. 54-58.

24. Кульба В.В., Микрин Е.А., Павлов Е.В., Платанов В.Н. Теоретические основы проектирования информационно управляющих систем космических аппаратов. Наука. М.: 2006 (с. 253 - сценарий событий).

25. ЕС AST. Component of ESSI (European Strategic Safety Initiatie). Руководство по идентификации опасности (Динамические методы моделирования).

26. EXEST (составная часть ESSI). Положение по безопасности. Европейская группа вертолетов и ООО "Элайд Эвиэшн Консалтинг". (Даются определения).

27. Сомов Д.С. Применение теории графов при разработке и использовании моделей нештатных ситуаций в сложных системах. "Проблемы управления безопасностью сложных систем". Труды 16-ой межд. конф. ИПУ РАН. М.: 2008. с. 283-285.

28. Рыбин A.A., Гипич Г.Н. Определение минимального состава оборудования для обеспечения безопасности полётов в гражданской авиации. // "Транспорт Российской Федерации", № 6. СПб.: 2011, с. 70-71.

29. Стандарт оценки основных авиационных рисков. Версия 4 (Угрозы). (Сырьевые отрасли промышленности). Flight Safety Foundation. Melbourne (Australia), 2011.

30. The Little OXFORD Thesaurus by Alan Spooner. Clarendon PressOxford: 1993.

31. Сакач P.B., Зубков М.Ф., Давиденко М.Ф. и др. Безопасность полетов. Учебник для вузов ГА. "Транспорт". М.: 1989.

32. Ливанов В.Д., Новожилов Г.В., Неймарк М.С. Система управления безопасностью полетов. СУБТМ "ИЛ". "АвиаСоюз", № 1, 2013, с. 14-21.

33. Кульба В.В., Микрин Е.А., Павлов Б.В. Проектирование информационно-управляющих систем долговременных орбитальных станций. ИПУ РАН. "Наука". М.: 2002.

34. Балясников B.B. Управление безопасностью в гражданской авиации. Вестник СПб ГУГА. ISSN 2075-9878, № 1(3), 2012, с.35-39.

35. Чунтул A.B., Дудин В.И. и др. Особые ситуации в летной практике. ООО Корпорация "Русская эргономика и интеллектуальные системы". М.: 2009, С.238.

36. Лейченко С.Д., Малишевский A.B., Михайлик Н.Ф. Человеческий фактор в авиации. Книга 1 (монография). Минтранс РФ (Росавиация) - СПб ГУГА. СПб.: 2005.

37. Есипов Ю.В. Методы оценивания рисков. Журнал МЧС, 2004 г.

38. Распоряжение Минтранса России и МВД России от 27.08.2004 № 1/5584/ИЛ-32-Р "Об организационных мерах по обеспечению безопасности на объектах воздушного транспорта".

39. Соловьева Т.В. Элементы математической логики и теория графов. Учебное пособие. СПб ГУГА: 2010.

40. СТО РЖД 1.02.033-2010. Порядок идентификации опасностей и рисков. ОАО "НИИ-AC". М.: 2010.

41. Evgueny Kuklev (Куклев Е.А.). Prognosis of Atomic Reactor Catastrophe Based on Using the Chains of Random Events and Theory of Risk. Collection of the Papers of Shanghai Forum - 2005, p. 386.

42. Кармалеев Б.А. Управление безопасностью полетов с учетом особенностей функционирования летной службы эксплуатанта ГА России. Вестник СПб ГУГА № 1(3). ISSN 20750-9878. СПб.: 2012.

43. Воробьев Ю.Л., Махутов H.A., Малинецкий Г.Г. Разработка стратегии управления рисками как фундаментальная научная проблема. "Проблемы управления безопасностью сложных систем". Материалы 9-й международной конференции. ИПУ РАН. М.: 2001, с. 3-6.

44. Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения. /Перевод с англ. под ред. P.P. Ягора. Радио и связь. М.: 1986.

45. Менеджмент качества. ИСО-9000, 2004.

46. Менеджмент риска. ГОСТ-Р 51897-2002 (Термины и определения). Госстандарт России.

47. СТО РЖД 1.02.035-2010. Порядок определения допустимого уровня риска. М.: 2010.

48. BOEING Systems and Boeing-Related Safety Activities. SMS Workshop for Air Transport Industry. 2008.

49. Ильичев A.B., Северцев H.A. О формализации показателей системной безопасности при реализации программ развития сложных систем. Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. Вып. 10. ВЦ им. A.A. Дородницына. РАН. М.: 2008.

50. СТО РЖД 1.02.033-2010. Порядок идентификации опасностей и рисков. М.: 2010.

51. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений. "Логос". М.:

2000.

52. Фам Вьет Зунг. Определение уровней безопасности полётов в граж-

данской авиации на основе моделей рисков возникновения авиапроисшествий. // Научный вестник МГТУ ГА № 135 (ЭВТ, ВП). М.: 2008, стр. 131-135.

53. Фам Вьет Зунг, Куклев Е.А. Автоматная модель деятельности аэропортовой САБ при противодействии AHB. // Транспорт РФ, № 5(48), 2013, с. 54-56.

54. Фам Вьет Зунг. Оценивание функциональной надёжности воздушных судов типа "Airbas" в задачах определения рисков возникновения авиапроисшествий при производстве полётов. // Транспорт РФ, № 5(48), 2013. с. 65-66.

55. Фам Вьет Зунг. Принципы автоматизации управления рисками в системах обеспечения безопасности полетов. Журнал "Авиация" (на вьетнамском яз.), № 3, Ханой, 2011.

56. Фам Вьет Зунг, Куклев Е.А. Оценка безопасности авиационных транспортных перевозок с учетом рисков неблагоприятных последствий. Журнал "Авиация" (на вьетнамском яз.), № 5, Ханой, 2011.

57. Тряпицын А.Б. Применение теории нечетких множеств для выбора мероприятий по снижению индивидуального риска гибели человека с учетом нечетких ограничений на действия. "Проблемы безопасности сложных систем". Тр. 16-й межд. конф. ИПУ РАН. М.: 2008, с. 352-355.

58. Куклев Е.А. Методологические аспекты оценивания рисков. ИПУ РАН. Труды международного симпозиума "Управление безопасностью сложных систем". Выпуск 1, 2006, с. 115-119.

59. Lerner E.J. An alternative to "launche on hunche". Aerospace America, 1987, V. 25, № 5, p. 40-44. (Пример анализа аварии космического аппарата).

60. Анцелович JÏ.JL Надежность, безопасность и живучесть самолета. Учебник. Машиностроение. М.: 1985.

61. GPS Risk assessment study: Final report. - USA, The John Hopkins University, 1999.

62. Рябинин И.А. Надежность, живучесть и безопасность структурно-сложных систем. "Политехника". СПб.: 2000.

63. Болтачев В.Ю. Некоторые алгоритмы имитационного моделирования управляемого воздушного движения. Научный Вестник МГТУ ГА, серия ЭВТ, № 74(8). М.: 2004, с. 173-183.

64. Руководство по летной эксплуатации самолета Ан-148. (Группа безопасности полетов корпорации "Сич-Боинг"). Киев: 2010.

65. Руководство по УВД по применению Сокращенного Минимума Вертикального эшелонирования (RVSM) в Европе / Евроконтроль, 1999.

66. Модуль Relex Faut Tree (FMEA) - 473.Relex.0709. СПб.: 2011.

67. Королев В.Ю., Бенинг В.Е., Шоргин С.Я. Математические основы теории рисков. - Физматлит. М.: 2011.

68. Северцев Н.А, Бецков A.B. Введение в безопасность. РАН (ВЦ им. A.A. Дородницына). М.: 2008, 199 с.

69. Аронов И.З. и др. Надёжность и безопасность технических систем. М.: 2009.

70. Общие правила оценки и управления рисками. Стандарт ОАО "РЖД" - СТО РЖД 1.02.034-2010. М.: 2010.

71. Probablistic Risk Assessment Procedures Guide for NASA Managers and Practitioners - Office of Safety and Mission Assurance NASA. Washington, DC 20546 - August. 2002 (Version 2/2).

72. Северцев H.A. (ред.), Куклев E.A. "Фундаментальные основы теории системной безопасности". ВЦ РАН им. А.А. Дородницына. М.: 2008, с. 175-180.

73. Черешкин Д.С., Исмаилов Т.А. Интеллектуальная система управления обеспечением транспортной безопасности. Научный вестник ГосНИИ ГА № 1. М..\ 2011, с. 128-134.

74. "Руководство по расследованию авиационных происшествий и инцидентов: политика и процедуры". Изд. 1-ое - 2011 (Doc 9962 AN/482).

75. РУБП: Doc. 9859-A/N460. ИКАО, 2009.

76. Крыжановский Г.А., Куклев Е.А. Предотвращение авиационных происшествий путем прогнозирования рисков катастроф. Материалы научной конференции. СПб.: 2005.

77. Fujito M. Frequency of Rare Event Occurrences (1СAO collision risk model for Separation minima) - RVSM. ICAO, Doc. 2458. Tokio: EIWAC 2009.

78. Орловский С.А. Проблемы принятия решений при нечёткой исходной информации. - "Наука", ФМ. М.: 1981.

79. CATS (Casual Aviation Technical Systems). Моделирование причинно-следственных связей в авиационных системах на основе оценивания рисков. Разработка Центра расследования авиапроисшествий (Нидерланды). ИКАО, 2012.

80. Смуров М.Ю., Куклев Е.А., Евдокимов В.Г., Гипич Г.Н. Разработка инструментов оценивания рисков возникновения рисков АНВ в САБ аэропортового комплекса. "Транспорт Российской Федерации", № 2(39). СПб.: 2012, с.54-58.

81. Кабанов С.А. Управление системами на прогнозирующих моделях. СПб Университет. СПб.: 1997.

82. CAST Safety Strategy. "Boeing" BCA Engineering ("Commercial Aviation Safety Team & Collaborative Approach to Safety"). 2012 (September).

83. Техническое описание системы ACARS для ВС А-380. Экспресс-информация. М.: 2010.