航空電子設備安全－透過切實可行的安全解決方案克服未來航空挑戰

發佈日期 : 06 October 2024

發佈者 : Sanya Mehra

過去幾年，全球航空業發生了多起致命事故。根據國際航空運輸協會（IATA）的數據， 2022年共記錄了5起造成機組人員和乘客死亡的致命事故。此外，同年，致命事故率為每百萬航段0.16起，而總事故率為每百萬航段1.21起。另一方面，致命風險為0.11，2022年IATA成員航空公司發生了一起造成19人死亡的致命事故。以下列出了幾起重大航空事故及其真正原因：

• 韓亞航空 214 號班機在舊金山墜毀，是由於機組人員在能見度不佳的機場，試圖在一條較短的跑道上不當著陸造成的。
• TWA 800 航班爆炸和隨後的火災是由於恐怖分子在飛機從紐約市甘迺迪機場起飛前將其放置在飛機上的爆炸物造成的。
• 澳洲航空 2036 號班機起飛後不久撞到一隻鴨子，導致引擎故障，並在澳洲貝特曼斯灣附近的開闊水域上空失去控制。
• 由於各自的引擎出現問題，聯合航空的航班在飛行前安全評估中被發出警告：UA 1989（從紐瓦克起飛）、AA 4000（飛往芝加哥奧黑爾機場）和 AL 3272（從休士頓布希洲際機場起飛）。
• 馬來西亞航空17號班機在烏克蘭墜毀，機上298人全數罹難，其中包括283名乘客和12名機組人員。這架飛機在飛往荷蘭阿姆斯特丹史基浦機場的途中，被俄羅斯支持的烏克蘭叛軍用「山毛櫸」地對空飛彈在頓內茨克國際機場附近擊落，機上載有荷蘭公民。
• 衣索比亞航空961號班機：一架波音737-200型客機在接近羅馬菲烏米奇諾機場時，因客艙失壓和機械故障墜毀。機上157名乘客和機組人員全數罹難，這起事故在當時是歐洲最嚴重的空難之一。

航空電子設備安全的主要目標

航空安全目標是各國政府和航空業為減少事故和死亡人數而共同製定的指導方針。國際民航組織（ICAO）制定這些標準是為了應對環球航空800航班空難，該空難造成機上230人全部罹難。

航空安全管理的首要重點是飛行安全，它涵蓋所有影響飛行安全的配套服務，包括空中導航服務和機場運作管理。 「安全管理系統」指主動安全管理要素（SMS）的系統性整合。

• 觸電－飛行員必須意識到潛在的觸電風險，並確保其設備正確接地。這包括飛機線路和外部設備，例如筆記型電腦和便攜式收音機。飛行員在任何時候使用電力設備，都必須採取適當的安全預防措施，包括佩戴防護裝備、手套和耳塞，並保持工作區域清潔，以防止任何飛濺的火花引發危險的火災。美國職業安全與健康管理局估計，4.7%的致命職業事故是由電力引起的。
• 機上火災－飛機起火時，機上人員會暴露於有害氣體或火焰中，對飛機和機上人員造成災難性傷害。飛行員必須掌握的關鍵技能包括：能夠識別飛機內的高溫區域（例如發動機艙）、及時發現燃油故障、在壓力下保持冷靜以及絕不遺棄任何人員。據我們分析，過去26年間，共發生95起與火災相關的民用客機事故，造成近2,400人死亡。
• 疲勞與事故風險－睡眠不足和長時間工作會導致疲憊，進而增加事故發生的機率。睡眠不足與飛行員表現下降和飛行失誤增加均有關聯。儘管航空事故數量極少，但它們確實會發生，其中80%的事故是由人為錯誤造成的，而在這80%的事故中，據估計有15%到20%是由飛行員疲勞造成的。
• 雷暴引發的電磁事件－在雷雨天氣下，請採取預防措施，屏蔽可能產生的電磁事件（EMI）。全球大約經歷了2000次雷暴。這些雷暴每秒產生50次，為同步輻射背景訊號提供了基礎。
• 射頻幹擾－在電子設備（包括飛機航電）附近使用無線設備會造成射頻幹擾 (RFI)。這種幹擾會對系統產生負面影響，導致效能下降甚至設備損壞。使用絕緣導線或射頻濾波器可以消除這些幹擾，從而降低射頻幹擾損壞設備或乾擾飛行安全的風險。在無線設備上安裝抗干擾軟體也是可行的解決方案。為了最大限度地確保飛行員和乘客的安全，如果條件允許，飛行期間必須完全關閉 Wi-Fi。

主動安全

航空業管理

航空業安全管理的有效策略在於遵循風險管理計劃，即在危險演變為事故或事件之前發現並採取必要措施降低風險。一個積極主動的安全管理計畫應包含以下要素：

• 利用最先進的風險評估技術進行危險檢測和風險評估。
• 對安全相關事故進行專業調查，旨在找出整體安全系統的缺陷。
• 營造一種支持道德的行為、促進在非懲罰性環境中進行安全溝通的工作場所安全文化。
• 為員工提供有針對性的安全指導。

這些目標涵蓋六個領域：空中交通管理、飛機設計與製造、操作程序、機組人員訓練、機場營運以及緊急準備與應變。透過在這些領域實施最佳實踐來降低飛行風險，可以使飛行對所有相關人員更加安全。

航空安全：

飛行員職業生涯中最關鍵的方面

毫無疑問，航空安全是飛行員職業中最重要的組成部分。安全飛行取決於許多因素，包括著陸技術、空中交通管制系統和飛機引擎。飛行員每天都在運用這些技能來保障乘客的飛行安全。隨著全球飛行員招募人數的成長，飛行員必須同樣重視飛機安全的每個細節。我們的分析師發現，2021年至2031年間，航空公司和商業飛行員的就業人數將整體成長6%。另一方面，光是在美國，到2022年底，飛行員的招募人數就達到了約13,000人，高於2021年的約5,500人。以下五個關鍵的航空安全注意事項必須成為飛行員的首要任務：

• 隨時注意附近其他飛機和地面標誌物。
• 採用正確的飛行方法避開鳥類或其他空中物體。盡量避免在雪天飛行。
• 在高風險航線上旅行時，要隨時注意氣流顛簸，保持高度警覺。
• 即使在休息時也要隨時注意周圍環境。

哪些人對航空安全負有責任？

航空安全責任一般分為三類：飛行員、飛機工程師和空中交通管制員。

• 飛行員負責引導飛機穿越空域，並確保飛機在飛行過程中保持安全。
• 飛機工程師負責設計和維護飛機，並確保飛機符合所有適用的政府法規。
• 空中交通管制員根據特定的飛行計畫指揮飛機飛行，並根據天氣狀況或其他因素分配航班。他們的職責還包括監控無線電通信，以避免飛機之間發生潛在的碰撞。

航空安全是一項複雜且不斷變化的任務，涉及眾多參與者。雖然聯邦航空管理局 (FAA) 發揮著重要作用，但包括國家運輸安全委員會 (NTSB) 在內的其他機構在調查航空事故和提出預防未來事故的建議方面也發揮著不可或缺的作用。 FAA 負責監管美國民用航空的各個方面，包括空中交通管制、飛機認證、航空公司營運和機場安保。 FAA 也管理一套用於管制民用飛行員和軍用飛機所用空域的系統。

如何提高飛機安全性？

透過實施組織變革、改善員工培訓和規程以及提高溝通效率，可以改善航空安全。

• 組織變革是指飛機營運公司調整其層級結構，使所有員工都清楚自己在安全演習和事故處理中的角色。這將有助於確保每個人都了解自己在事故或演習場景中的作用，並減少混亂或誤會的可能性。
• 更完善的訓練能夠消除員工的知識缺口，並提升他們對安全工作規範的了解。接受過正確指導的員工在危機情況下犯下危險錯誤的可能性較低。根據航空技術員教育委員會（ATEC）統計，30%完成航空維修課程的人員最終會轉行到其他行業。
• 最後，有效的溝通能讓員工了解彼此在鬧鐘系統內外所扮演的角色。

結論

未來幾年，航空電子安全領域必將蓬勃發展。人工智慧 (AI) 和機器學習 (ML) 工具領域的巨額投資，以及大數據技術的快速發展，都被視為提升航空安全的有效途徑。另一方面，隨著電子垂直起降飛行器 (eVTOL) 和城市空中交通 (UAM) 的日益普及，安全問題已成為重中之重。這將為全球企業在未來幾年開發更先進的安全系統創造條件。