航空电子设备安全——通过切实可行的安全解决方案克服未来航空挑战

发布日期 : 06 October 2024

发布者 : Sanya Mehra

过去几年，全球航空业发生了多起致命事故。根据国际航空运输协会（IATA）的数据， 2022年共记录了5起造成机组人员和乘客丧生的致命事故。此外，同年，致命事故率为每百万航段0.16起，而总事故率为每百万航段1.21起。另一方面，致命风险为0.11，2022年IATA成员航空公司发生了一起造成19人死亡的致命事故。以下列出了几起重大航空事故及其真正原因：

• 韩亚航空 214 号航班在旧金山坠毁，是由于机组人员在能见度差的机场，试图在一条较短的跑道上不当着陆造成的。
• TWA 800 航班爆炸和随后的火灾是由于恐怖分子在飞机从纽约市肯尼迪机场起飞前将其放置在飞机上的爆炸物造成的。
• 澳航 2036 号航班起飞后不久撞到一只鸭子，导致发动机故障，并在澳大利亚贝特曼斯湾附近的开阔水域上空失去控制。
• 由于各自的发动机出现问题，联合航空公司的航班在飞行前安全评估中被发出警告：UA 1989（从纽瓦克起飞）、AA 4000（飞往芝加哥奥黑尔机场）和 AL 3272（从休斯顿布什洲际机场起飞）。
• 马来西亚航空17号航班在乌克兰坠毁，机上298人全部遇难，其中包括283名乘客和12名机组人员。这架飞机在飞往荷兰阿姆斯特丹史基浦机场的途中，被俄罗斯支持的乌克兰叛军用“山毛榉”地对空导弹在顿涅茨克国际机场附近击落，机上载有荷兰公民。
• 埃塞俄比亚航空961号航班：一架波音737-200型客机在接近罗马菲乌米奇诺机场时，因客舱失压和机械故障坠毁。机上157名乘客和机组人员全部遇难，这起事故在当时是欧洲最严重的空难之一。

航空电子设备安全的主要目标

航空安全目标是各国政府和航空业为减少事故和死亡人数而共同制定的指导方针。国际民用航空组织（ICAO）制定这些标准是为了应对环球航空800航班空难，该空难造成机上230人全部遇难。

航空安全管理的首要重点是飞行安全，它涵盖所有影响飞行安全的配套服务，包括空中导航服务和机场运行管理。“安全管理系统”是指主动安全管理要素（SMS）的系统性整合。

• 触电——飞行员必须意识到潜在的触电风险，并确保其设备正确接地。这包括飞机线路和外部设备，例如笔记本电脑和便携式收音机。飞行员在任何时候使用电力设备，都必须采取适当的安全预防措施，包括佩戴防护装备、手套和耳塞，并保持工作区域清洁，以防止任何飞溅的火花引发危险的火灾。美国职业安全与健康管理局估计，4.7%的致命职业事故是由电力引起的。
• 机上火灾——飞机起火时，机上人员会暴露于有害气体或火焰中，从而对飞机和机上人员造成灾难性伤害。飞行员必须掌握的关键技能包括：能够识别飞机内的高温区域（例如发动机舱）、及时发现燃油故障、在压力下保持冷静以及绝不遗弃任何人员。据我们分析，过去26年间，共发生95起与火灾相关的民用客机事故，造成近2400人死亡。
• 疲劳与事故风险——睡眠不足和长时间工作会导致疲惫，从而增加事故发生的概率。睡眠不足与飞行员表现下降和飞行失误增多均有关联。尽管航空事故数量极少，但它们确实会发生，其中80%的事故是由人为错误造成的，而在这80%的事故中，据估计有15%到20%是由飞行员疲劳造成的。
• 雷暴引发的电磁事件——在雷暴天气下，请采取预防措施，屏蔽可能产生的电磁事件（EMI）。全球大约经历了2000次雷暴。这些雷暴每秒产生50次，为同步辐射背景信号提供了基础。
• 射频干扰——在电子设备（包括飞机航电）附近使用无线设备会造成射频干扰 (RFI)。这种干扰会对系统产生负面影响，导致性能下降甚至设备损坏。使用绝缘导线或射频滤波器可以消除这些干扰，从而降低射频干扰损坏设备或干扰飞行安全的风险。在无线设备上安装抗干扰软件也是一种可行的解决方案。为了最大限度地保障飞行员和乘客的安全，如果条件允许，飞行期间必须完全关闭 Wi-Fi。

主动安全

航空业管理

航空业安全管理的有效策略在于遵循风险管理计划，即在危险演变为事故或事件之前发现并采取必要措施降低风险。一个积极主动的安全管理计划应包含以下要素：

• 利用最先进的风险评估技术进行危险检测和风险评估。
• 对安全相关事故进行专业调查，旨在找出整体安全系统中的缺陷。
• 营造一种支持合乎道德的行为、促进在非惩罚性环境下进行安全沟通的工作场所安全文化。
• 为员工提供有针对性的安全指导。

这些目标涵盖六个领域：空中交通管理、飞机设计与制造、操作程序、机组人员培训、机场运营以及应急准备与响应。通过在这些领域实施最佳实践来降低飞行风险，可以使飞行对所有相关人员都更加安全。

航空安全：

飞行员职业生涯中最关键的方面

毫无疑问，航空安全是飞行员职业中最重要的组成部分。安全飞行取决于诸多因素，包括着陆技术、空中交通管制系统和飞机发动机。飞行员每天都在运用这些技能来保障乘客的飞行安全。随着全球飞行员招聘人数的增长，飞行员必须同样重视飞机安全的每一个细节。我们的分析师发现，2021年至2031年间，航空公司和商业飞行员的就业人数将总体增长6%。另一方面，仅在美国，到2022年底，飞行员的招聘人数就达到了约13000人，高于2021年的约5500人。以下五项关键的航空安全注意事项必须成为飞行员的首要任务：

• 时刻注意附近其他飞机和地面标志物。
• 采用正确的飞行方法避开鸟类或其他空中物体。尽量避免在雪天飞行。
• 在高风险航线上旅行时，要时刻注意气流颠簸，保持高度警觉。
• 即使在休息时也要时刻注意周围环境。

哪些人对航空安全负有责任？

航空安全责任一般分为三类：飞行员、飞机工程师和空中交通管制员。

• 飞行员负责引导飞机穿越空域，并确保飞机在飞行过程中保持安全。
• 飞机工程师负责设计和维护飞机，并确保飞机符合所有适用的政府法规。
• 空中交通管制员根据具体的飞行计划指挥飞机飞行，并根据天气状况或其他因素分配航班。他们的职责还包括监控无线电通信，以避免飞机之间发生潜在的碰撞。

航空安全是一项复杂且不断变化的任务，涉及众多参与者。虽然联邦航空管理局 (FAA) 发挥着重要作用，但包括国家运输安全委员会 (NTSB) 在内的其他机构在调查航空事故和提出预防未来事故的建议方面也发挥着不可或缺的作用。FAA 负责监管美国民用航空的各个方面，包括空中交通管制、飞机认证、航空公司运营和机场安保。FAA 还管理着一套用于管制民用飞行员和军用飞机所用空域的系统。

如何提高飞机安全性？

通过实施组织变革、改进员工培训和规程以及提高沟通效率，可以改善航空安全。

• 组织变革是指飞机运营公司调整其层级结构，使所有员工都清楚自己在安全演习和事故处理中的角色。这将有助于确保每个人都了解自己在事故或演习场景中的作用，并减少混乱或误会的可能性。
• 更完善的培训能够消除员工的知识缺口，并提升他们对安全工作规范的了解。接受过正确指导的员工在危机情况下犯下危险错误的可能性更低。据航空技术员教育委员会（ATEC）统计，30%完成航空维修课程的人员最终会转行到其他行业。
• 最后，有效的沟通能够让员工了解彼此在闹钟系统内外所扮演的角色。

结论

未来几年，航空电子安全领域必将蓬勃发展。人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 工具领域的巨额投资，以及大数据技术的飞速发展，都被视为提升航空安全的有效途径。另一方面，随着电子垂直起降飞行器 (eVTOL) 和城市空中交通 (UAM) 的日益普及，安全问题已成为重中之重。这将为全球企业在未来几年开发更先进的安全系统创造条件。