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自动化半岛APP管理:如何做飞机的主人?

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  作为飞机的驾驭者,操纵飞机的技术永远是飞行员最重要的能力。然而,随着飞机的自动化程度越来越高,飞行员的自动化依赖日益明显。据统计,在过去几十年中,多起可控飞行撞地、不稳定进近、飞行事故征候都与飞行员操作飞机的能力下降有关。所以在飞行中,飞行员管理飞机的自动化变得越来越重要。

  在航班运行中,飞机的自动化管理几乎贯穿整个飞行过程。那么,自动化对飞行员到底有什么影响呢?

  飞机自动化带来的好处是显而易见的,如可靠、安全、舒适、减轻工作负荷等。但它同样给飞行员带来了新的挑战,如改变飞行员职责,导致飞行员过度依赖自动化或出现沟通障碍等。

  在实际运行中,飞行员在高度自动化的驾驶舱中需要频繁监视自动化系统,在自动化系统可靠性高、机组工作负荷小时更是如此。所以,高度自动化的驾驶舱使得飞行员的职责从传统的以操纵为主,向以监视、控制和决策为主转变。

  然而,自动化可能导致飞行员人工操纵技能下降。飞行飞行,不飞不行。飞行员长时间过度依赖自动化,将丧失人工操纵飞机的技能。一旦高度复杂的自动化系统发生故障,飞行员便面临巨大挑战。此外,与飞机自动化进行交互和理解自动化信息,可能分散飞行员操纵飞机的注意力。

  随着自动化系统变得更加可靠,飞行员倾向于对它越来越信任,并且在监控其功能和性能时放松警惕。这导致了所谓的“自动化引起的自满”,并且已被认为是许多飞行事故的一个诱因。玻璃驾驶舱飞机改变了飞行员的注意力分配模式,他们忙于核对自动化设备的运行是否与飞行意图一致,而不是操纵飞机。由于自动化系统效率提高、工作可靠,飞行员以前的主动监控已经变成被动监控,习惯用检查自动化工作是否正常取代人工飞行。

  同时,飞机自动化还会带来沟通障碍。从人机交互的角度来说,高度自动化的系统会让机组与之交流更加困难。以飞行管理系统为例,飞行员需要输入控制显示单元/多功能控制显示单元(CDU/MCDU),并理解其显示信息的含义,这需要机组有足够的知识储备。从机组人员沟通的角度来说,自动化带来了机组人员交流和配合困难。玻璃驾驶舱的结构和技术强化了对外界环境的显示,但减少了机组人员交流和行为同步。如果机组人员没有系统地进行配合协调,告诉对方自己的意图和行为,自动化带来的灵活性有时可能是陷阱。

  驾驶舱自动化程度的提高减轻了飞行员的体力负荷,但增加了心理负荷;提高了飞行员对环境的认知,降低了培训要求,但又提出了新的培训要求;改变了飞行员的职责,但并没有改变任务本身;减少了人为错误,但增加了新的错误;保障了飞行安全,但也给飞行安全带来了新的挑战。所以,自动化对飞行员来说“亦敌亦友”,既带来了便利,又带来了新的困难和挑战。那么,飞行机组该如何用好自动化这把“双刃剑”呢?

  笔者认为,飞行员要在飞行训练中掌握现代飞机通常使用的自动驾驶系统(如自动驾驶仪或自动油门),具备在飞机自动飞行与人工飞行之间进行切换的能力,从而提高常规程序的及时性和准确性,降低出错概率。

  用好飞机的自动化,必须严格执行标准操作程序。在每次飞行中,当飞行员执行多段任务时,往往由于掉以轻心或者疲劳等将标准操作程序的执行流于形式。实际上,飞行员必须谨记,标准操作程序的制定是为了便于广大飞行员建立以规章或习惯为基础的思维模式,从而节约脑力资源,防止不可预见的事故。同时,标准操作程序还有利于形成联合行为的预定计划和共同使用的语言,不仅有利于交流,还能使交流更加可靠。

  严格执行标准操作程序,是做好自动化管理的第一步。例如,标准操作程序对于模式控制面板/飞行控制单元(MCP/ FCU)上的动作要求,是为了让整个机组了解并确认当下所选择的自动化水平、方式;再如,对飞行方式信号牌(FMA)的喊话是自动化监控的关键一步,用于证实和确认所选择的自动化水平、方式是否生效。所以,执行标准操作程序的每一步,真正做好眼到、手到、口到、心到,发挥标准操作程序的作用,才能管理好自动化。

  在自动化管理过程中,自动化这个电子成员所发出的一些“信号”能否有效传递到飞行员的脑海里是非常关键的。而对这些信息的理解,是基于飞行员对自动化系统的理解。飞行员现在所操纵的飞机基本上所有信息都是英文,而英文并不是所有飞行员的母语,因而可能导致理解错误或带来迷惑。所以,在机型改装课程中,对飞机各个电子系统知识的理解,尤其是飞行管理计算机/控制显示单元(FMC/ CDU)显示的信息、发动机指示和机组告警系统/电子中央飞机监控(EICAS/ ECAM)显示的信息,是飞行员与飞机系统交互的窗口,对这些信息的理解至关重要。这也是飞行员核心胜任力中最基础的技术性胜任力的体现,只有具备底层的技术性胜任力,才能发挥上层的非技术性胜任力的作用。

  在实际运行中,正确的自动化水平取决于需要执行的任务、飞行阶段、可用时间等条件。例如,对于需要执行的短期任务,飞行员可以在引导控制面板上抬头直接控制;而对于长期任务,则可以在CDU/MCDU上低头操作等。需要注意的是,正确的自动化水平是飞行员对当前情况感到满意的水平,其因时而异、因人而异。操纵飞机的飞行员(PF)始终拥有权力和能力选择合适的自动化水平和指引方式,以完成飞行任务。

  当飞行员理解了自动化原理,并根据实际运行情况选择了合适的自动化水平时,是不是就意味着飞行员做好了自动化管理呢?

  其实不然。在自动化管理中,关键一环是对自动化系统的监控。众所周知,越来越先进的飞机已经让飞行员从操纵飞机向监控、决策转变,但人本身并不是可靠的监控者,这与人的局限息相关。

  在驾驶舱内的飞行员也是如此。当飞行员将注意力集中于执行某项任务时,如排除故障、与管制员通话等,可能产生非注意盲视,导致没有看到飞机状态仪表参数的变化。虽然这是一种正常的大脑运作机制,但会对飞行安全产生影响。飞行员要避免这种情况发生,首先要意识到自身的局限性,意识到其监控可能是失效的;其次要做好任务分工,将最紧急、最重要的监控目标如飞机的航径始终保持在自身监控范围内,不要因为分心、受到干扰等转移最关键的监控目标;再次要合理利用驾驶舱内整个团队的资源,机组人员及时沟通,对监控的主要目标进行共享和提醒,以保证自动化监控落实到位。

  所以,真正做好人机分工,提高机组使用自动化系统的能力,充分发挥自动化的作用,是化解人与自动化矛盾的关键。一方面,飞行员要树立正确的自动化观念,明确在什么时候使用自动化,在什么时候进行人工操作,二者如何衔接。在自动化工作期间,机组必须对飞机的姿态和自动化工作状态实施有效监控。如果自动化导致的情况复杂,机组完全可以关闭自动化,采用传统方式操纵飞机。另一方面,飞行员要加强知识储备和技能培训,掌握使用自动化系统的方法、原理,以最大限度发挥自动化系统的作用,提高系统的可靠性,减少和避免对飞行安全造成威胁。此外,做好工作负荷管理也很重要,要充分发挥机组资源的作用,做好任务分工、优先级排序、人员分工等,以保证自动化监控落实到位。

  飞行员作为一个实践操作职业,需要管理好飞机的自动化。永远都是人在操纵飞机,飞行员永远是飞机的主人。(中国民航网 通讯员高影、姚永强)