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

Приведем основные функции указанных подсистем.

Служба безопасности (подсистема 1). Команда по проверке техники безопасности включает:

– функции службы безопасности;

– критерии выбора начальника службы безопасности;

– роль лидера;

– функции начальника службы безопасности в больших или расширяющихся организациях;

– взаимосвязь начальника службы безопасности с исполнителями.

Комитет безопасности (подсистема 2): председатель комитета и члены комитета руководят следующими видами подготовки:

– начальная подготовка всего персонала;

– подготовка руководящего персонала;

– подготовка специалистов;

– подготовка рабочего персонала;

– подготовка менеджеров по технике безопасности;

– требования по продолжительной подготовке по технике безопасности.

Проведение исследования по технике безопасности (подсистема 3) реализует:

– принципы проверки;

– периодичность исследований;

– методы активного мониторинга;

– итоги исследования на всех объектах контроля.

Распространение информации по безопасности (подсистема 4) включает:

– критическую информацию по безопасности;

– информацию типа «хорошо это знать»;

– отчет руководству;

– методы содействия.

Управление информацией о безопасности (подсистема 4).

1. Общее:

– требования ICAO;

– система оповещения (отчетности) об авариях и происшествиях.

2. Потребности информационной системы.

3. Понимание базы данных:

– что такое база данных;

– ограничения базы данных;

– целостность базы данных.

4. Управление базами данных:

– защита данных о безопасности;

– возможности базы данных по безопасности.

5. Рассмотрение/разбор/анализ выборки базы данных.

Компании, реализующей полет, необходимо создать и ввести в действие систему контроля за безопасностью. Такая система должна включать подсистемы, реализующие необходимые действия по обеспечению безопасности. Синтезированная на структурно-функциональном уровне система контроля за безопасностью авиакомпании приведена на рис. 1.11.

Рис. 1.11

Решение проблем безопасности полетов требует:

1) разработки и внедрения программ на уровне идеологических основ обеспечения безопасности полетов;

2) разработки структурно-функционального синтеза системы управления безопасностями полета, способной осуществить программы безопасности полетов;

3) практической реализации организации, синтезированной на структурно-функциональном уровне, способной выполнить программу, созданную из условия идеологического обеспечения безопасности полетов.

1.5. Проблемы разработки нормативных величин показателей безопасности полетов

Целевой приемлемый для государства уровень безопасности полетов вводится впервые в мировой истории гражданской авиации.

В принципе этот государственный акт должен означать, что государство гарантирует своим гражданам – пассажирам, пассажирам-иностранцам функционирование воздушного транспорта в стране с установленным и поддерживаемым нормативным уровнем безопасности, заданным согласно этико-правовым нормам общества [25].

Представляется, что создание в РФ системы управления безопасностью полетов в полном соответствии со стандартами ICAO является безальтернативным способом исправления ситуации.

Для установления общего целевого приемлемого для государства уровня безопасности полетов необходимо рассмотреть выбор показателя уровня безопасности и определение его количественного значения.

Дальнейшее использование в качестве показателя общего уровня безопасности вероятности катастрофы воздушного судна на 1 час полета (т. е. главного сертификационного показателя) представляется недостаточно обоснованным, поскольку каждый пассажир в отдельности и российское общество в целом заинтересованы в том, чтобы надлежащим нормативом был защищен не летный час, а полностью каждый рейс, на который покупаются билеты. Если не учесть этого аспекта, то для пассажиров, совершающих перелет с длительностью 10 летных часов, риск гибели будет в 10 раз больше, чем у пассажира часового рейса. С этой точки зрения в качестве показателя общего уровня безопасности был бы более понятен коэффициент потери воздушного судна, применяемый IАТА для оценки уровня безопасности полетов по данным эксплуатации. Этот коэффициент очень близок к частоте катастроф воздушных судов в расчете на 1 полет. Разница состоит только в том, что в коэффициент IАТА кроме количества катастроф входит также количество потерянных воздушных судов, чьи пассажиры в полном составе остаются в живых. Для нашей цели потерянные воздушные суда без человеческих жертв должны быть приравнены к катастрофам. В этом случае коэффициент потери воздушных судов мог бы быть выбран в качестве показателя общего приемлемого уровня безопасности полетов тяжелых воздушных судов. Однако следует еще учесть, что ни один из рассмотренных выше показателей не ограничивает роста абсолютного количества жертв при увеличении объемов воздушных перевозок, в частности при использовании воздушных судов с большой и сверхбольшой пассажировместимостью (например, А-380, 550 человек). Эта проблема, по-видимому, может быть частично решена путем назначения для различных типов воздушных судов различных допустимых значений вероятностей катастроф на полет в зависимости от пассажировместимости и прогноза изменения структуры эксплуатирующегося парка воздушных судов. Другим способом решения проблемы, связанной с использованием самолетов с большой пассажиро-вместимостью, является применение дополнительного показателя безопасности полетов, выражаемого количеством жертв на 1 млн. перевезенных пассажиров. По этому показателю в воздушном пространстве США в настоящее время достигнуто беспрецедентно низкое значение – 0,075 (среднегодовое значение за последние 10 лет). В среднем по ICAO этот показатель выше почти на порядок, т. е. 0,75, а по СНГ-региону – еще выше. Информация, получаемая в процессе постоянного контроля над данным показателем, по-видимому, также может быть использована при определении количественных значений основного показателя – вероятности катастрофы на 1 полет – для различных типов воздушных судов.

Официальный выбор и разделение показателя общего целевого уровня безопасности полетов на составляющие, в том числе на долю, приходящуюся на бортовое оборудование, должны проводиться уполномоченным органом в рамках общего анализа безопасности полетов.

Однако до завершения такого анализа для организации работ в области бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) в полном соответствии со стандартами ICAO целесообразно руководствоваться следующими временными положениями.

1. В качестве главного показателя безопасности полетов воздушных судов в гражданской авиации принять вероятность катастрофы тяжелого коммерческого самолета на 1 полет.

В качестве общего целевого уровня безопасности принять значение этой вероятности, равное 3·10^–7, что ниже достигнутого в настоящее время уровня безопасности полетов тяжелых коммерческих самолетов в США, где в период с 2002 по 2005 гг. в этой группе воздушных судов катастроф не было, но примерно вдвое выше среднемирового уровня, достигнутого в 2006 году [14].

2. Принимая во внимание, что в период с 1992 по 2001 гг. доля причин катастроф, связанных с несовершенством авиационной техники, в общем количестве причин составила 15 % (за период с 2002 по 2007 гг. аналогичные данные пока не опубликованы), и выделяя из нее 30 % как долю, приходящуюся на авионику, принять в качестве целевого уровня безопасности вероятность катастрофы тяжелого коммерческого самолета на 1 полет (по причинам, связанным с отказами систем авионики или невыполнением интегрированными комплексами авионики оговоренных в технических заданиях функций), равную 1,35·10^–8.

Отметим, что приведенное значение главного показателя общего уровня безопасности полетов является временным. На данном этапе он необходим для отработки методологии регулярной оценки фактического уровня безопасности в той части, которая относится к авионике, по данным, получаемым из эксплуатации. При назначении официального приемлемого для государства уровня безопасности полетов значение показателя 1,35·10^–8 соответственным образом должно быть откорректировано.

Рассмотренные выше главный и дополнительный показатели (вероятность катастрофы на полет и количество жертв на 1 млн. перевезенных пассажиров) должны рассматриваться как исчерпывающие характеристики общего уровня безопасности. Любые другие характеристики, такие, например, как вероятности аварийных и сложных ситуаций, являются вспомогательными инструментами, полезными для выявления тенденций.

Ввиду принципиальной разницы между сертификационным уровнем безопасности полетов и общим приемлемым для государства уровнем в РФ до настоящего времени никогда не давалась оценка того, являлась ли достигнутая на том или ином историческом этапе безопасность полетов воздушных судов в гражданской авиации достаточной или нет. Материалы по летным происшествиям тщательно собирались, анализировались, сопровождались, как правило, обоснованными рекомендациями по устранению причин летных происшествий и представлялись на обозрение авиационной общественности в синхронном сопоставлении с аналогичными материалами США и ICAO. Но очень редко эти результаты являлись действенным импульсом для практической деятельности соответствующих органов, предприятий и организаций внутри авиационной системы. Именно поэтому в настоящее время основные причины летных происшествий можно разбить на те же самые группы, что и много десятков лет назад, а катастрофы в значительной своей части повторяются по одним и тем же причинам.

Иными словами, деятельность различных организаций и предприятий, направленная на повышение безопасности полетов, происходит в рамках не слишком хорошо организованной системы без жесткой обратной связи по сигналам рассогласования между тем, что должно быть, и тем, что было или есть на самом деле. То, что должно было быть (общий целевой уровень безопасности), никогда не задавалось, а то, что было (реальный уровень безопасности), не с чем было сравнивать.

Введение системы управления безопасностью полетов призвано устранить отмеченные выше фундаментальные недостатки. Установление общего целевого приемлемого для государства уровня безопасности полетов является первым шагом при создании такой системы. Второй шаг – это организация процессов оценки соответствия выбранному целевому уровню ожидаемого в результате внедрения определенного перечня программных мероприятий уровня безопасности (что необходимо будет при обосновании программы работ по доведению безопасности полетов до назначенного целевого уровня), а также фактического уровня безопасности полетов в гражданской авиации при постоянном мониторинге в соответствии со стандартом ICAO по системе управления безопасностью полетов.

Статистика летных происшествий в гражданской авиации свидетельствует, что за последние 25 лет (с 1980 по 2005 гг.) авиационных катастроф по причине отказов или неисправной работы электронного приборного оборудования не было. Однако для подтверждения соответствия фактического уровня безопасности полетов целевому уровню непосредственно по данным статистики катастроф период наблюдения, в течение которого катастрофы будут отсутствовать, должен быть во много раз больше.

Количественную оценку фактического уровня безопасности не могут дать и материалы расследования летных инцидентов. Например, статистика срабатываний системы TCAS-II, которые происходят при уменьшении номинального вертикального разделения (300 или 500 метров) на 100–120 м, никак не может быть использована для определения вероятности столкновения воздушных судов при полетах по заданным эшелонам.

Эти обстоятельства не уменьшают значение процедур расследования летных происшествий, в результате которых поставлялась, поставляется и будет поставляться всегда самая ценная информация об их причинах и сопутствующих факторах. Однако эти же обстоятельства в свете новых требований ICAO о регулярной оценке поддерживаемого уровня безопасности обусловливают необходимость разработки методов, позволяющих рассчитывать ожидаемый уровень безопасности в тех же форматах, в которых он задан.

В настоящей работе (включая все пять томов книги «Риски и безопасность авиационных систем») предлагается один из таких методов, который заключается в синтезе общей вероятностной модели безопасности полетов на основе вероятностных моделей полной совокупности функциональных задач комплекса авионики, в первую очередь задач пилотирования и самолетовождения, включая аэронавигацию. Такой подход предполагает подробнейшее рассмотрение каждой из функциональных задач комплекса, разработку насколько возможно подробных описаний алгоритмов их решения (без априорного пренебрежения влиянием различных факторов впредь до доказательного обоснования) и далее разработку на основе указанных алгоритмов и определенных в реальных условиях эксплуатации вероятностных характеристик каждого влияющего фактора синтетической вероятностной модели каждой функциональной задачи.

При разработке вероятностных моделей, применяемых в настоящее время при сертификации самолетов, метод оценки безопасности полетов, основанный на расчете отказобезопасности бортовых систем, может быть использован лишь частично, поскольку этот метод абстрагируется от множества факторов, имеющих место в реальных условиях эксплуатации. Сочетание отказов бортовых систем с различными комбинациями этих не учитываемых при сертификации факторов и является реальной причиной подавляющего числа катастроф. Именно поэтому вероятностные модели безопасности полетов должны описывать не столько отказобезопасность систем БРЭО, сколько, главным образом, надежность выполнения каждой из полного перечня функций, оговоренных в техническом задании на комплекс авионики.

В структуре общей вероятностной модели безопасности полетов кроме характеристик надежности инструментальных средств авионики должны содержаться характеристики надежности программно-математического обеспечения вычислительных блоков, кратность резервирования аппаратных средств, параметры настройки внутренних и внешних систем контроля, вероятностные характеристики изменчивости ожидаемых условий эксплуатации, вероятностные характеристики ошибочных действий экипажа воздушного судна и диспетчерской службы.

В вероятностных моделях функциональных задач должны учитываться также вероятности возможных других сопутствующих неблагоприятных факторов, которые могут образовать цепь событий, ведущих к катастрофическому исходу. Набор этих факторов специфичен для каждой функциональной задачи.

Важнейшим элементом вероятностной модели безопасности полетов должна быть вероятностная характеристика надежности программно-математического обеспечения. В настоящее время методов количественной оценки этой характеристики не существует. Проблема является общей как для отечественных, так и для западных специалистов.

Таким образом, постановка задачи разработки общей вероятностной модели безопасности полетов для комплекса авионики не отменяет, а принципиально дополняет методологию сертификации воздушных судов гражданской авиации, основанную на расчете отказобезопасности. При этой постановке еще более актуальной становится проблема повышения инструментальной надежности систем авионики. Если ранее проблема повышения инструментальной надежности систем ставилась, главным образом, из условия снижения эксплуатационных расходов, то теперь с повышением общего целевого уровня безопасности требования к надежности критичных систем возрастут, и они должны быть введены в нормы летной годности воздушных судов.

Тем или иным способом обоснованный государственный целевой уровень безопасности становится целью для всех участников авиационной деятельности. В целях обеспечения единства подхода на всех последующих иерархических уровнях для каждого участника авиационной деятельности надзорным органом также должны устанавливаться частные приемлемые для государства уровни безопасности полетов. В зависимости от рода деятельности эти уровни могут выражаться самыми различными способами, но при условии, что частные приемлемые уровни безопасности должны обеспечивать достижение государственного целевого уровня безопасности полетов. Поэтому ни один частный приемлемый уровень безопасности не может обосновываться и назначаться в отрыве от государственного приемлемого уровня, равно как и в отрыве от тех технических требований, обеспечивающих государственные программы управления безопасностью полетов (ПУБП) и относящихся к роду деятельности рассматриваемого участка авиационной деятельности.

На каждом иерархическом уровне ПУБП определяются одним или несколькими показателями, для каждого из которых устанавливается соответствующий целевой уровень.

В обязательном порядке при разработке любой программы по повышению безопасности полетов в качестве главных требований должны быть приняты:

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

– организация постоянного мониторинга текущего состояния в области безопасности полетов и регулярной его оценки с соответствующей разработкой адекватных методов сопоставления текущего уровня безопасности полетов с назначенным приемлемым (целевым) уровнем безопасности, имея в виду, что целевой уровень безопасности – это тот уровень, который должен быть достигнут по завершении программы.

В процессе постоянного мониторинга уровня безопасности должны выявляться ранее неизвестные скрытые факторы риска, а при регулярной оценке уровня безопасности в ходе программы может определяться степень приближения к целевому уровню безопасности и, следовательно, степень эффективности программы. Если в составе приемлемого уровня безопасности полетов будут использоваться составляющие в виде процентного роста достигнутого уровня, то, согласно DOC-9859-AN/460, для этих составляющих должны определяться периоды времени после завершающей оценки соответствия достигнутого уровня безопасности приемлемому целевому уровню. Таким способом будет реализовываться требование о постоянном росте безопасности полетов.

Весь этот описанный процесс будет в необходимой степени прозрачным только в случаях успешного решения центральной проблемы концепции – разработки достаточно оперативного и в то же время адекватного (известно, что эти требования противоречивы) вероятностного метода оценки текущего уровня безопасности полетов. В работе этой проблеме уделяется особое внимание.

На следующем после государственного уровня может рассматриваться уровень групп предприятий и организаций, непосредственно связанных с эксплуатацией воздушных судов гражданской авиации, а также групп предприятий и организаций, обеспечивающих функционирование экспериментальной авиации. Разработка отдельных программ повышения безопасности для этих двух групп предприятий и организаций вполне согласуется с концепцией системы управления безопасностью полетов. В силу известных отличительных особенностей, присущих каждой из этих групп, им должны быть определены различные по набору показателей приемлемые уровни безопасности полетов. Но то обстоятельство, что обе эти группы связаны с эксплуатацией воздушных судов, обусловливает необходимость включения в состав показателей приемлемых уровней безопасности обеих групп тех же основных показателей и их целевых значений, которые приняты для Государственной программы. А это в свою очередь означает, что и основные технические требования (по терминологии ICAO), вытекающие из необходимости обеспечения приемлемого уровня безопасности, который установлен для Государственной программы, должны быть обязательными и для программы экспериментальной авиации. Что касается программных мероприятий, то теоретически они могут быть предусмотрены в любой из этих программ. Учитывая, что финансирование по Государственной программе будет осуществляться под эгидой Минтранса и для предприятий авиационной промышленности они будут недоступны, приходим к выводу, что все мероприятия и расходы по модернизации авиационной техники в целях повышения безопасности полетов должны быть предусмотрены в программе по экспериментальной авиации. Именно в такой постановке рассматриваются вопросы повышения безопасности полетов за счет совершенствования комплексов бортового оборудования.

В качестве примера приведем краткую характеристику современного уровня безопасности авиационных перевозок в РФ. Необходимость создания системы управления безопасностью полетов и разработки межведомственной программы работ по повышению безопасности полетов в области авионики включает следующее.

1. В соответствии с обязательными для исполнения стандартами ICAO в РФ должна быть принята «Государственная программа безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации», в которой должен быть установлен целевой приемлемый уровень безопасности полетов и приведен перечень мероприятий по его обеспечению. В этой программе должно также содержаться требование о создании в Гражданской авиации РФ системы управления безопасностью полетов, которая как минимум:

а) определяет риски и безопасность полетов;

б) обеспечивает принятие корректирующих действий, необходимых для поддержания приемлемого уровня безопасности полетов;

в) предусматривает проведение постоянного мониторинга и регулярной оценки обеспечиваемого уровня безопасности полетов;

г) имеет своей целью постоянное повышение общего уровня безопасности полетов.

2. Сегодня в опубликованном проекте «Государственной программы безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации» целевой приемлемый уровень безопасности полетов на ближайший период времени не определен. Результативность же программы оценивается повышением существующего уровня безопасности в 2÷2,5 раза. Это примерно соответствует рекомендованным ICAO и IАТА планом повышения безопасности полетов в других регионах мира (25 % в год), но одновременно с этим утверждение «Государственной программы безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации» с такой низкой результативностью не только не изменит приведенные выше «провальные» соотношения уровней безопасности в России и других регионах мира, но и закрепит их на неопределенный срок в будущем. Это означает, что основная цель «Государственной программы безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации» перед ее утверждением должна уточняться. В целом же требования, приведенные в пунктах а–г, должны быть приняты за основу при разработке межведомственной программы работ по повышению безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации за счет повышения надежности систем и расширения функциональных возможностей комплексов бортового оборудования авионики. Основной целью межведомственной программы должно являться достижение установленного «Государственной программой безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации» целевого приемлемого уровня безопасности в части, относящейся к БРЭО. Межведомственная программа должна являться составной частью «Государственной программы…» и содержать все необходимые мероприятия, включая разработку нормативных требований, проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, серийное производство новых систем и доработку воздушных судов в эксплуатации по бюллетеням, разработку необходимых правовых документов и проведение организационных мероприятий.

Для обеспечения полного удовлетворения рассматриваемым требованиям ICAO работа по повышению безопасности полетов в области БРЭО должна проводиться на постоянной основе.

3. Факторами, характеризующими отсутствие системы управления безопасностью полетов, создание которой определено в качестве одной из основных задач Государственной программы, в области БРЭО являются:

а) отсутствие назначенного для комплекса авионики целевого уровня безопасности полетов и системы оперативного информационного обеспечения заинтересованных участников авиационной деятельности (кроме информационного обеспечения по авиационным катастрофам и летным инцидентам), что делает практически невозможным проведение комплексного анализа безопасности полетов по причинам, связанным с отказами или невыполнением функций комплексов авионики;

б) разобщенность усилий предприятий и организаций различных ведомств, ведущих направленные на повышение безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации работы; указанная разобщенность приводит к тому, что многие заделы предприятий авиационной и радиотехнической промышленности не находят быстрой дороги на борт эксплуатирующихся самолетов (системы раннего предупреждения о приближении к земле, перспективные МНРЛС (метеонавигационные радиолокационные станции), системы контроля разбега и взлета и др.);

в) отсутствие механизма жесткого контроля за устранением причин летных происшествий.