Текст книги "Системная безопасность гражданской авиации страны (анализ, прогнозирование, управление)"

В.Б. Живетин
Системная безопасность гражданской авиации страны
Том 17

Рецензент: д.т.н., профессор В.Г. Ципенко.

Рекомендовано Ученым советом Института проблем риска в качестве учебного пособия по специализации «Управление технико-экономическими рисками авиационных систем».

О серии «Риски и безопасность человеческой деятельности»

Исследования и анализ риска служат основой для принятия решений практически во всех сферах человеческой деятельности. В зарубежных развитых странах идет активный процесс организации научно-исследовательских институтов, факультетов в университетах, специализированных научных и учебных центров по анализу риска. Благодаря значительному прогрессу, достигнутому за последние десятилетия в области теории риска, это новое междисциплинарное научное направление практически выделилось в самостоятельную дисциплину. И это не дань моде, а естественный процесс, предопределенный современными условиями и тенденциями развития мирового сообщества.

Человечество прошло великий путь, достигло высоких результатов в своей деятельности и при этом пережило и продолжает переживать великое множество трагедий. Многие из них происходят из-за амбиций отдельных светских и религиозных деятелей и властителей и утопических теорий построения общества, начиная от первых цивилизаций, заканчивая эпохой Нового времени, когда на планете проявились мощные духовные утопии, обусловливая не менее мощные материальные потери. Сюда относятся как государственные системы, так и способы их обустройства, мораль и этика, знания, другие человеческие ценности, реализованные в процессе человеческой деятельности.

Противопоставляя друг другу религию, философию и науку, мы часто забываем их родство. Для того чтобы иметь полные знания, осмыслить проблему достоверности знаний, необходимо изучать их во взаимосвязи, взаимозависимости, когда ошибки одной подсистемы общей системы знаний преобразуются, видоизменяются другой. Уничтожение одной из подсистем создает условия для усиления ошибок другой. При этом возрастают потери не только отдельных подсистем, но и системы в целом.

Задача состоит в оценке имеющихся или вновь накопленных знаний, их достоверности, в разработке критериев, с помощью которых можно количественно оценить потери, сопутствующие применению полученных недостоверных знаний при создании материальной культуры. Ведущая роль при этом принадлежит духовной культуре, пониманию, осознанию себя.

В последнее время человек в научном познании, технике расширяет свои знания, а во внутреннем мире, духовной, моральной культуре – теряет, становится рабом своих неуемных желаний и жадности. В жизни отдельной личности и человечества в целом роль различных ошибок возрастает, и возрастают потери от этих ошибок, следовательно, роль риска в человеческой деятельности становится существенной.

Основы деятельности человека формируются его интеллектуальной системой, а реализуются во внешней и во внутренней средах. Во внутренней среде деятельность направлена на совершенствование своей интеллектуальной системы; во внешней среде – на совершенствование социальной системы, где реализуются процессы его жизнедеятельности.

Интеллектуальная система человека как источник планомерного формирования умственных действий и их микроструктурного анализа в процессе познавательной и исполнительной деятельности включает деятельностное опосредствование межличностных отношений.

Человеческой деятельности свойственна развитая форма предметности, проявляющаяся в социальной обусловленности деятельности человека, ее связи со значениями, фиксированными в закрепленных в орудиях и схемах действиях, понятиях языка, социальных ролях, ценностях, социальных нормах. Субъективность деятельности обусловлена прошлым опытом психического образа, потребностями, установками, эмоциями, целями, мотивами, определяющими направленность и избирательность деятельности.

Три уровня синтеза и анализа деятельности человека:

– генетический;

– структурно-функциональный;

– динамический.

Деятельность, с учетом сказанного, представляет собой динамическую систему, которая находится в постоянном изменении и обусловлена: активностью, обеспечивающей саморазвитие деятельности и возникновение ее новых форм; установкой, обусловливающей устойчивый характер целенаправленной деятельности в постоянно изменяющихся условиях среды.

Указанным свойствам человеческой деятельности как динамической системы посвящены работы:

– физиологии активности (Н.А. Бернштейн);

– функциональных систем (П.К. Анохин);

– системной организации высших корковых функций (А.Р. Лурия).

Возможны следующие варианты реализации деятельности в своих крайностях:

– деятельность по реализации, привнесенной извне программы (приказа), которую в Древней Греции называли «noietis»;

– деятельность субъекта, выступающего одновременно и субъектом целеполагания, и субъектом реализации данной цели (целедостижения, целереализации), которая в Греции называлась «chretis», а ее творческая разновидность – «praxis».

В современной философии деятельность разделяется по предметному критерию:

1) материальная деятельность, которая реализуется в процессе взаимодействия человека и природы в контексте производства;

2) социальная деятельность, реализующаяся в процессе влияния человека на социальные процессы и организацию общественной жизни;

3) духовная деятельность, реализуемая интеллектуальной системой человека при создании системы знаний для реализации процессов жизнедеятельности.

В современной социальной среде актуальна проблема синтеза структур, обусловленная объективными и субъективными аспектами социальной жизни, формируемой на макро– и микроуровнях во взаимодействии структуры и деятельности. Во всех случаях ученые стремились к решению проблемы структурно-функционального синтеза систем, реализованных в процессе человеческой деятельности. В качестве таких систем выступают: общество, социальная, эгосферная системы и т. д.

В монографии создаются структурно-функциональные основы моделирования человеческой деятельности в различных сферах жизнедеятельности. Это позволяет разделить исследование проблемы рисков и безопасности человеческой деятельности как динамической системы по сферам жизнедеятельности, взаимосвязанным на структурно-функциональной основе, включающей структурно-функциональный синтез и анализ.

В многотомной монографии представлены разработанные автором теоретические основы анализа, прогнозирования и управления рисками и безопасностью человеческой деятельности на уровне математического моделирования в следующих областях на уровне систем.

Эгосферные системы (четыре тома):

1. Человеческие риски.

2. Эгосферные риски.

3. Риски интеллектуальной деятельности.

4. Эгодиагностические риски.

Социальные системы (пять томов):

1. Социосферные риски.

2. Ноосферные риски систем власти.

3. Теосферные риски религиозных систем.

4. Биосферные риски.

5. Риски цивилизаций.

Экономические системы (пять томов):

1. Экономические риски и безопасность.

2. Введение в анализ риска.

3. Управление рисками рыночных систем.

4. Управление рисками банковских систем.

5. Управление рисками коммерческих банков.

Технико-экономические системы (пять томов):

1. Технические риски.

2. Риски и безопасность авиационных систем (анализ, прогнозирование, управление). Системная безопасность гражданской авиации страны.

3. Риски и безопасность авиационных систем. Методы и средства обеспечения безопасности полета.

4. Риски и безопасность авиационных систем. Аэромеханический контроль критических состояний самолета и вертолета (основы анализа).

5. Риски и безопасность авиационных систем. Аэромеханический контроль критических состояний лопасти вертолета (основы анализа).

Системы научных знаний (три тома):

1. Научные риски.

2. Введение в теорию риска и безопасности.

3. Математические знания: системы, структуры, риски.

Этико-правовые риски (четыре тома):

1. Этико-правовые риски демократий.

2. Этико-правовые риски человеческой деятельности.

3. Этико-правовые риски россиян.

4. Управление этико-правовыми рисками.

Представленную монографию следует рассматривать как нуждающуюся в дальнейшем осмыслении и углублении. Особая роль, по мнению автора, принадлежит духовной сфере, духовным рискам, управление которыми возможно путем единения духовного, которое позволяет реализовать устойчивое развитие ноосферы человечества.

Сегодня мы можем констатировать, что создано новое научное направление: «Системная рискология», изложенная в 21 томе монографий, включающая:

– системную математику;

– системную экономику;

– системную медицину;

– системную авиацию.

Методом структурно-функционального синтеза доказано существование единой универсальной структуры систем, в том числе созданных в процессе человеческой деятельности. Это позволяет создать единый метод анализа риска и безопасности динамических систем как информационно-энергетических, так и интеллектуально-энергетических. Все это обуславливает большую значимость системного подхода при решении научных и прикладных проблем человеческой жизнедеятельности.

На этой основе представляется возможность организации новых специализаций по проблемам управления рисками в рамках первого, основного, диплома, а также второго диплома.

Приобрести книги серии «Риски и безопасность человеческой деятельности», а также получить более подробную информацию о каждой из них вы можете на официальном сайте Института проблем риска http://www.institutpr.com.

Введение

Авиационная система – одна из компонент экономической системы страны, которая в свою очередь является компонентой социальной системы общества. Для изучения свойств авиации ей ставится в соответствие система, которая посредством синтеза представляется в виде структуры, содержащей подсистемы.

Синтезированной структуре для целей анализа ставятся в соответствие функциональные свойства подсистем.

Задача теоретических исследований состоит в изучении путем математического моделирования структурно-функциональных свойств авиационной системы и, прежде всего, в построении областей допустимых и критических состояний, а также синтезе таких комплексов контроля и управления состоянием подсистем и системы в целом, при которых система способна выполнять поставленные перед ней цели, находясь в области допустимых (безопасных) состояний.

Для достижения заданной цели в системе используется соответствующий алгоритм функционирования, реализованный в виде некоторой материальной структуры, включающей средства контроля, обработки информации, управления, реализации необходимых действий.

Разработанная и реализованная структура системы может не в полной мере обеспечивать достижение всех поставленных целей. Поэтому важным для системы (ее организатора, создателя, руководителя) является степень недостижения целей, которая определяет несоответствие состава, структуры и свойств системы, необходимых для достижения цели, при воздействии внутренних и внешних факторов риска.

Эффективность и безопасность авиации как системы при выполнении целевого назначения зависят от множества зависимых и независимых факторов. При этом эффективность и безопасность характеризуются интегральным показателем по этапам жизненного цикла авиационного парка, включая создание и эксплуатацию авиационной техники.

Безопасность авиационной системы страны в силу множества причин контролируется и регламентируется Международной организацией гражданской авиации (ICАО), а также различными службами внутри страны.

Сегодня мы можем констатировать необходимость разработки, детализации таких показателей, которые системно увязаны и нацелены на комплекс требований, обеспечивающих не только безопасность, но и эффективность авиационных систем. Интегральные показатели эффективности и безопасности авиационной системы позволяют решить и обратную задачу: располагая допустимыми погрешностями (суммарными) системы, включающей: целеполагание, целедостижение, целереализацию, контроль цели, можно было бы получить информацию о соответствии их требованиям, поставленным целям и при необходимости наметить пути и методы их достижения.

Согласно сказанному, авиация – это совокупность систем, подлежащих контролю и управлению из условий эффективности и безопасности. Под безопасностью понимается не только состояние динамических систем, но и безопасность людей, их эксплуатирующих и пользующихся их услугами. Обеспечение безопасности объектов и систем связано с ограничением потерь экономической системы. Обеспечение безопасности людей связано с ограничением потерь социальных систем. Обеспечение эффективности реализуется при условии максимальной отдачи указанных выше систем, включая:

– максимальную эффективность;

– минимальные потери в процессе функционирования.

Таким образом, системы функционируют наилучшим или оптимальным образом, если оптимально соотнести затраты на обеспечение безопасности и выгоды от создания и эксплуатации таких систем.

В 2006 году в ICАО закончился многолетний период разработки нового подхода к решению проблемы безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации, в результате которого документом DOC-9859-AN/460 была официально введена в действие концепция системы управления безопасностью полетов. Концепция ознаменовала завершение перехода от практики регистрации летных происшествий, изучения их причин, определения на основе этого изучения достигнутого уровня безопасности полетов и принятия мер, исключающих повторение уже случившихся событий, к практике более глубокого изучения процессов возникновения и развития опасных ситуаций и разработке на их основе превентивных мер.

Концепция системы управления безопасностью полетов в наиболее полном ее понимании включает:

1) установление иерархии приемлемых уровней безопасности полетов, достижение которых является целями конкретных программ работ;

2) проведение постоянного мониторинга безопасности полетов на каждом из иерархических уровней;

3) регулярную оценку на каждом иерархическом уровне соответствия текущего уровня безопасности полетов назначенному целевому приемлемому уровню безопасности полетов;

4) требования постоянного роста целевого приемлемого уровня безопасности полетов и текущего уровня безопасности полетов.

Для каждой страны система иерархических уровней может быть представлена:

– высшим мировым уровнем (ICAO);

– уровнем государства;

– уровнем органов государственной власти;

– уровнем ведомств;

– уровнем корпораций ведомств;

– уровнем отдельных предприятий и организаций.

Через такую систему программ и соответствующих им целевых приемлемых уровней безопасности полетов в постоянную работу по повышению безопасности полетов планируется вовлечь всех участников авиационной деятельности.

Показательно, что первым последователем концепции системы управления безопасностью полетов выступил Совет ICAO, который в глобальном плане повышения безопасности полетов установил целевой приемлемый для мира уровень безопасности в следующей формулировке:

а) сократить число авиационных происшествий и человеческих жертв во всем мире независимо от объема воздушного движения;

б) добиться значительного снижения частоты авиационных происшествий, особенно в регионах, где этот показатель остается высоким.

Вторая часть этой формулировки в первую очередь относится к РФ.

Как отмечалось, вторым иерархическим уровнем является уровень государств. Здесь принципиальным моментом является то, что государство, назначая приемлемый для него уровень безопасности полетов, берет на себя моральную ответственность за этот уровень перед обществом своей страны и мировым сообществом в лице ICAO, позиционирует свой воздушный транспорт по безопасности полетов по отношению к уровням других стран и мировому уровню и объявляет это от своего лица гражданам страны. В этой ситуации вопрос выбора государственного целевого уровня безопасности полетов приобретает существенно большее значение, чем простая констатация результатов статистики катастроф в отчетах Международной авиационной комиссии.

Данная монография развивает основы построения системы управления безопасностью полетов, созданной ICAO на качественном уровне, до уровня структурно-функционального синтеза и анализа. Это обеспечивает возможность проводить анализ, прогнозирование и управление безопасностью полетов гражданской авиации на системном уровне. Решение этой проблемы направлено на сокращение человеческих жертв и потерь материально-технических ценностей, т. е. потерь социальной системы и экономики.

Таким образом, безопасность полетов реализуется путем предотвращения аварий и катастроф авиационной техники согласно системному принципу контроля, прогнозирования и управления, разработанному и представленному в монографии.

Автор выражает благодарность за подготовку рукописи к изданию Савва Е.Б., взявшей на себя и совершившей этот большой труд.

Глава I. Системная безопасность гражданской авиации. структурно-функциональный синтез

Основополагающим принципом обеспечения безопасности, эффективности и минимизации риска авиации служит системный контроль и управление как на макроуровне, когда анализируется гражданская авиация страны, так и на микроуровне, когда анализируется самолет как микросистема гражданской авиации страны.

Необходимость создания теории системной авиации обусловлена стремлением обеспечить на уровне международной авиационной системы потребную безопасность, эффективность и минимизировать риски.

Основы системной безопасности авиации начали создаваться Международной организацией гражданской авиации (ICAO) и которые были оформлены в 2006 году в виде концепции системы управления безопасностью полетов.

1.1. Программы и системы обеспечения безопасности полетов. Структурно-функциональный синтез

Реализация безопасности полетов возложена на ICAO согласно статье 44 Конвенции по Международной гражданской авиации (Чикагской Конвенции).

Требования по безопасности полетов, сформулированные в системе ICAO, включают:

1) программы безопасности полетов, а также интегрированный набор правил по развитию безопасности полетов;

2) системы обеспечения безопасности полетов, реализующие программы безопасности полетов, которые включают политику, формирующую необходимые функциональные свойства подсистем.

В рамках национальных систем обеспечения безопасности полетов необходимо участие всех органов системы, реализующих полет, в том числе: организаций технического обслуживания; служб воздушного движения; эксплуатационных служб аэродромов; летчиков, которые внедряют систему обеспечения безопасности полетов, одобренную государством. Такая система четко определяет на системном уровне субординацию организаторов полетов, т. е. представляет иерархическую систему.

В основу такой системы следует положить специальные программы руководства, обеспечивающие концептуальную структуру систем безопасности полетов, а также системных процессов и деятельности, реализующих задачи Государственной программы безопасности полетов, включая разработку нормативных характеристик безопасности полетов.

В связи с тем, что сегодня воздушное пространство заполнено авиацией различных стран, на аэродромы различных стран совершают посадки самолеты других стран, которые перевозят пассажиров из различных стран, безопасность полетов представляет собой международную проблему, реализация которой совершается на уровне международной иерархической системы управления безопасностью авиационных систем.

В 2006 году ICAO предложило мировому сообществу новую систему стратегического контроля и управления безопасностью полетов. Функции новой системы включают на основе изучения летных происшествий глубокое и всестороннее изучение процессов возникновения и развития опасных ситуаций и разработку на их основе превентивных мер, направленных на стратегическое управление безопасностью полетов.

Система, реализующая обязательства по управлению безопасностью полетов, синтезированная на структурно-функциональном уровне, приведена на рис. 1.1 (здесь ПОГА – полномочный орган гражданской авиации). В этой системе выделены проблемы управления безопасностью полетов: стратегические, тактические, оперативные, контролирующие.

Рис. 1.1

Международная система управления безопасностью полетов создала систему разработки и внедрения стандартов и рекомендаций, результаты структурно-функционального синтеза которой приведены на рис. 1.2 (здесь СУБП – система управления безопасностью полетов).

Рис. 1.2

Для реализации процессов в подсистемах (1–4) (рис. 1.2) разработаны руководства по: подготовке полетов (док. 9376); летной годности (док. 9760); сертификации аэродромов (док. 9774); тренировке человеческого фактора (док. 9683); надзору за безопасностью полетов (док. 9735); работе с человеческим фактором для руководства по проверке безопасности полетов (док. 9806); расследованию авиационных происшествий (док. 9756); подготовке бортпроводников по безопасности полетов (док. 7192); человеческому фактору для систем управления воздушным транспортом (директивы) (док. 9758); человеческому фактору для руководства по техническому обслуживанию воздушных судов (директивы) (док. 9824); проверке безопасности (LOSA) (док. 9803); дайджест N16 по человеческому фактору – факторы в безопасности авиации (цирк. 302).

ICAO осуществляет целерегулирование безопасности полетов (разработку процедур и руководства их исполнения) посредством системы, включающей следующие подсистемы (рис. 1.2).

Подсистема 1. Создана для организации международных безопасных авиационных операций; планирования и развития авиационного транспорта (целеполагание). Эта система создала и развивает нормы и нормативные практики, которые приняты Чикагской Конвенцией и отражают наилучший опыт работы различных государств. Процедуры для авианавигационных служб содержат материалы, в которых создается критерий международного единообразия требований к безопасности и эффективности авиации.

Все сказанное ICAO реализует следующим образом:

– обеспечивает материалами (руководствами, проектами) исполнителей по управлению полетами, пригодности самолетов к полету, обслуживанию воздушных путей, обслуживанию аэродромов и аэропортов;

– разрабатывает принципы управления безопасностью и контроль за эффективной реализацией программ по управлению безопасностью;

– распространяет объективную информацию о состоянии дел и перспективах безопасности полетов;

– осуществляет управление Всеобщей программой проверки безопасности.

Подсистема 2. Государства создают методы реализации целей, сформированные ICAO, и реализуют эти методы в авиационной системе страны.

Обязанности государства включают в себя следующие.

Обеспечивать условия, необходимые для управления безопасностью полетов, используя соответствующие законы и регулирование. При этом авиационное законодательство устанавливает авиационные цели государства, включающие авиационную безопасность страновых авиационных систем и определяет степень ответственности, подотчетность при выполнении этих целей.

Подсистема 3. Для реализации авиационных целей, в том числе безопасности полетов, государство создает необходимые организации, которые включают: корпоративные ассоциации, такие как IATA, ATA, CANSO; национальные и международные авиационные ассоциации, такие как IFALPA, IFATCA; международные органы безопасности; промышленные правительственные группы (CAST, GAIN); фирмы по безопасности крупных производителей.

При этом каждое государство решает проблему выбора государственного целевого уровня безопасности полетов. Государство отвечает на морально-правовом уровне за реализацию этой цели перед обществом и ICAO.

Подсистема 4. Принятый каждым членом ICAO обоснованный государственный целевой уровень безопасности полетов становится целью страновой авиационной системы. Эта цель – предмет деятельности надзорного органа, который устанавливает нормативные величины уровней безопасности полетов для всех подсистем и объектов страновой авиационной системы на основе государственного целевого уровня. При этом частные нормативные безопасности назначаются и обосновываются согласно нормативному уровню безопасности полетов страны с учетом технических требований подсистем, включающих: проектирование; научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы; испытания, производство, а также подсистемы, ответственные за организацию и реализацию полетов самолетов.

В итоге мы выделили на макроуровне три подсистемы, ответственные за организацию и выполнение нормативных уровней безопасности полетов:

– международную (ICAO), формирующую цель организации полетов на международных линиях и аэродромах;

– страновую подсистему, формирующую нормативные уровни безопасности полетов, т. е. цель организации авиационной макросистемы, а также методы достижения цели;

– подсистему реализации цели, включающую все уровни практической реализации безопасных и экономичных полетов.

Так, согласно государственной (подсистема 2) программе обеспечения безопасности полетов, приведенной в рекомендуемых уровнях безопасности полетов, созданных ICAO (см. п. 1.4.16), приемлемый уровень безопасности полетов в качестве примера задается шестью показателями ω_i, включающими:

– количество катастроф – ω₁;

– количество летных инцидентов – ω₂;

– количество столкновений с птицами – ω₃;

– количество несанкционированных выездов транспортных средств на взлетно-посадочную полосу – ω₄;

– количество инцидентов, связанных с управлением воздушным движением, – ω₅.

В качестве ω₆ следует включить количество жертв летных происшествий, абсолютное значение или в единицу времени или в отношении к числу перевезенных пассажиров. Этот показатель широко применяется в различных странах, в странах членах ICА и IАТА.

Каждому показателю безопасности полетов должна соответствовать количественная характеристика, которой, согласно четко сформулированному в п. 1.4.12 РУБП ICAO, соответствует «заданный уровень безопасности полетов», либо текущее ее значение получено согласно эксплуатационным данным.

Совокупность заданных уровней безопасности полетов по всем ω_i представляет собой «количественные целевые показатели, характеризующие приемлемый уровень безопасности полетов», что соответствует п. 1.4.12 и 5.3.19 РУБП ICAO.

Главные требования программ, направленных на создание систем управления безопасностью полетов, включают:

– назначение приемлемых для государства целевых уровней безопасности полетов с постоянным ростом их значений во времени;

– организацию постоянного мониторинга безопасности полетов и его регулярной оценки;

– разработку адекватных методов оценки текущего уровня безопасности полетов и средств достижения целевого уровня безопасности полетов, так, например, по завершении программы.

В основу построения методов и средств реализации системы управления безопасностью полетов следует положить разработку достаточно оперативного и одновременно адекватного вероятностного метода анализа текущего уровня безопасности полетов [19].