摘要：本文从航空气象服务对航班延误的影响入手，引出航空气象装备安全评价的紧迫性。根据气象装备出厂验证、维护维修、信息安全以及跟踪验证四个方面，筛选出反映航空气象服务安全运行的10个评价指标。运用Delphi法和层次分析法，建立了航空气象装备的综合安全评价模型，引入1-9标度法构造判断矩阵，确定各指标权重值。最终通过对安全评价指标的分析，全面衡量气象装备安全运行状态，提高气象服务水平，并为今后的航空气象发展决策和投资方向提供科学的依据。 

一、 航空气象装备安全评价体系研究的必要性 

随着航空交通运输的快速发展，航空气象对飞行的影响日趋严重。据中国民航局生产数据统计显示，2016年我国导致航班延误的各类因素中，天气原因占56.8%；2017年，51.28%的航班受天气影响而延误，平均延误时间高达 24 分钟^【1】。航空用户对于气象服务的精准化、精细化要求越来越迫切。 

要想实现气象预报精准化、气象服务精细化，前提和基础就是航空气象装备。民航空管系统十三五发展规划中提出建设“新一代航空气象服务体系”，其主要业务系统建设大致分四个方面：气象综合探测系统、气象预报业务系统、气象信息交换平台以及四维气象资料库，气象装备的发展决定了新一代航空气象系统的建设进程。 

目前，安全评价在我国航空运输业主要运用于航空公司、空中管制、空域管理，对于航空气象服务领域，有关安全评价的研究甚少。特别是气象装备，单靠技术、设施的进步是不够的，还必须系统性进行安全评价，查明薄弱环节，找出解决办法，通过安全管理手段，消除隐患，保证安全。 

2009年6月，法航AF447航班在执行从里约热内卢到巴黎的飞行途中，在大西洋上空坠毁，机上乘客和机组人员共计288人，全部遇难。飞机失事后，法航专门针对气象雷达的机组成员培训、使用以及气象信息的有效性，进行了风险评价。法航首席执行官Pierre-Henri Gourgeon透露，失事之后调查员对该空客失踪时的气象条件以及附近其他飞机修正航线的细节进行了调查，调查显示AF447机组穿过了未被气象雷达探测到的湍流区域，而当时气象雷达的回波有取决于雷达设置的“显著差异”。Gourgeon表示：“依据调查报告，我们将重新评审使用气象雷达的方式。无论（天气）是否是导致447航班失事的原因，我们都必须检查每一个影响因子并改进我们所有的程序和条例”。对于航空气象装备的安全风险研究，显得尤为必要。 

二、 我国航空气象装备安全评价的现状和不足 

在 20 世纪 80 年代初期，我国航空航天、机械、冶金等行业开始引入安全分析评价方法，事故树分析法(FTA)和安全检查表(SCL)在生产一线和安全运行班组得到应用，安全评价标准也应运而生^【2】。 

我国在航空气象装备方面的安全评价工作开展的较晚。早期的气象装备主要依靠规章制度的执行和科学技术的发展，提高安全性。但是随着航空安全管理水平的提升，气象装备应用的广度、深度不断扩大，仅仅依靠规章制度和技术革新，已经无法有效提高安全性。只有从系统的角度进行安全评价，才能查找出安全隐患，提高航空气象的运行质量。航空气象装备的安全评价开始逐步发展，但仍存在以下不足： 

一是气象装备缺少评价指标体系。经过十二五、十三五建设，我国航空气象设备已具备相当的规模。但是由于气象设备点多面广，存在分布位置分散、数量多、型号庞杂、运行环境差异大、运行管理不规范等问题，实际业务运行中很少开展系统的评价。即使对气象装备进行评价，也多是针对单套设备、单个系统，或者某个功能、某类指标进行评价，头痛医头脚痛医脚，缺乏全面系统的评价指标体系。 

二是气象装备缺乏安全评估机制。目前, 民航主要通过日常维护、定期维护、周/月/季/年巡检、故障维修等措施来保障气象设备的安全运行。这些措施基本能够保证气象设备的安全运行，但是当装备更新改造、升级换代时，施工期的安全风险，不停航施工的措施，系统和设备在更新升级后的运行状况，缺乏评估手段。我们无法知道这一时期气象装备的功能是否正常，性能是否下降，飞行安全有无受到影响。 

三是气象装备验证评价时间不充分。目前民航气象装备主要由生产厂家通过提供产品功能需求书和出厂测试报告，并据此对系统和设备的功能和性能进行测试。这种方法对成熟的、经过长期验证的、得到行业用户认可的、功能固化的系统和设备有效。事实上，随着科学技术的发展，气象装备的升级换代日新月异，大部分装备对于用户都是重新磨合接受的。仅仅依靠出厂前的几个月甚至几周测试，是无法对装备做出系统评价。装备交付用户以后，首先进入磨合期，可能出现设备故障、功能不满足、操作不适应等问题，这给航空安全带来了隐患，有时甚至是致命的。美国联邦航空局( FAA ) 要求，空管系统所有采用的新技术、新设备，需要在技术中心进行1～2 年的验证评价后才能装备使用^【3】。 

四是气象装备的信息安全评价被忽视。气象情报是建立在接收正确的机场实时气象要素、形势场、物理量场和航空器报告等气象信息基础上分析产生的。但我们往往处于一种危险，自动观测系统采集的数据，有时会由于线路问题出现错码；多普勒雷达反射的回波，常常会因为地形产生地物杂波，干扰产品图像；气象数据库，更会受到不明者的非法入侵。因此，必须定期对气象系统进行信息安全的验证评价，确保设备在正确的时间获取正确的数据、产生正确的结果。 

三、 航空气象装备安全评价指标分析 

(一) 航空气象装备安全评价指标的范围 

航空气象装备涉及的领域相当广泛，包括安全、管理、运行、效益、业务技能、文化建设等方面，及时、准确、实时、稳定是最根本的要求。安全上，我们希望气象装备的稳定可靠，适应性强；运行上，我们希望气象装备的数据及时、准确；管理中，我们希望气象装备管理规范，可操作性强；效益方面考虑，我们需要尽可能降低运行成本和维护成本，创造大的效益；技术上，关注人员资质能力，提升整体业务技能；文化建设里，我们需要树立“严细实专”优良作风，打造业务精湛、乐于奋斗的专业技术队伍。因此，航空气象装备的安全评价指标要涵盖以下四个方面： 

(1)航空气象装备自身的性能指标。 

(2)航空气象装备在日常业务运行中的状态。 

(3)航空气象装备对工作效率、经济效益产生的影响。 

(4)航空气象装备对单位的文化建设、专业技术方面的促进作用。 

要注意的是，这四个方面并不是孤立存在的，它们彼此之间互相联系互相影响，共同构建了气象装备的安全评价体系。 

(二) 航空气象装备安全评价指标的选取 

依据评价指标的涵盖范围，我们拟从出厂验证、维护维修、信息安全和跟踪验证四方面，选择评价指标。出厂验证就是气象装备在投入运行前的完整性功能测试。维护维修就是气象装备在投入运行后的维护维修能力评估，它包括维修规程、维护经费、人员培训等。信息安全是对气象装备输出的气象信息准备性的评估，它包括输出信息的准确性、及时性、有效性和保密性。跟踪验证则是对气象装备运行一段时间后的评估。主要针对系统和设备交付用户以后，运行过程中，可能出现设备故障、功能不满足、操作不适应等影响飞行安全的隐患。 

最终，通过咨询专家，反馈意见，整理结果，综合分析，我们选取功能完整性等10个指标，作为航空气象装备综合安全评价的指标，并确定相应权重。这些指标有与安全直接挂钩的，也有反映用户需求的；有定量指标，也有定性指标。 

1. 功能完整性。任何气象装备，在投入运行前，其功能是否符合项目需求，满足用户需要，功能（特别是主体功能）是否存在缺陷。 

2. 运行稳定性。气象装备对于运行稳定性有着很高的要求。事实上，绝大部分气象装备都是365×24小时不间断运行，任何细微的隐患，长期积累下，都可能导致飞行事故。 

3. 环境适应性。气象装备主要用于观天测云，很多设备安装在户外，戈壁沙漠、海滩峰谷、高温酷暑、严寒低温、雨雪风霜、飞沙走石，面对各种气候环境，都需要运行良好。 

4. 维修规程的可操作性。为了保证气象装备正常运行，必须定期和不定期进行维护维修，包括日巡视、周维护、月维护、季维护、年维护等，要有具体详实的维修规程。 

5. 维护人员的培训程度。气象装备的使用好坏，与维护人员的技术水平息息相关。高超的技术水平，良好的维护习惯，能延长设备的使用寿命，极大提高设备正常率。 

6. 信息传输路由。气象装备采集、处理的各类信息，能否及时、准确、有效的传递到预报、观测、管制部门、公司用户的手中，决定着最终产品的合格性。 

7. 信息安全。航空运输是涉及到领空主权的一个行业，对于安全性、保密性要求极高。空域资源，航线设置，军事禁飞区，党和国家领导人行程等等，都属于安全保密范畴。目前气象装备的信息安全，已经被列入国家安全局的保密等级序列中。 

8. 运行后的故障。每一套气象装备投入运行后，都会经历故障多发期→稳定期→老化期，很多设备隐患只有实际运行1-2年以后才能显现出来，这种隐患往往隐蔽性强、安全危害大，有时甚至是灾难性的。 

9. 工作效率的改善。气象装备的智能化发展，必然带来人员工作量的减少，工作效能的提高。例如气象网络，实现了气象数据的高度集成和信息共享，用户可以根据自己的需求，随时随地获取想要的气象信息。以前花费1个小时、六七页纸获知的信息，现在网页浏览几分钟搞定。 

10. 运行成本的降低。运行成本有两方面构成，一是新装备带来的维护经费的增加，二是新技术的应用带来的增效节支。维护经费包括气象装备的正常折旧，零备件的采购，每年的定检定标，故障维修，更新升级等。增效节支主要是劳动力成本的降低，业务损耗的减少，工作效率的提高。 

出厂验证和维护维修，直接体现了航空气象装备竣工时的安全状况；信息安全和跟踪验证则属于气象装备运行后的安全评价。这四方面的效益都是我们希望获得的。需要说明的是，国内外对于维护维修和跟踪验证相对研究的较少，更值得我们关注。 

四、 航空气象装备安全评价模型 

目前国内外的安全评价方法有很多，大多数学者将安全评价方法分为：定性的评价方法、定量的评价方法、综合的评价方法。用于技术装备的综合评价方法主要有四种：层次分析法、Delphi法、灰色评价方法和模糊评价法^【4】。 

经过研究分析，我们采用Delphi法+层次分析法相结合方式，建立航空气象装备综合安全评价模型。 

(一) 建立层次结构模型 

评价指标的权重采用Delphi法来确定。专家们各自经验判断，在[0，1）区间，为选定的10个气象装备综合评价指标评定权值。然后按照层次分析法，建立的层次结构模型如下： 

表4-1  气象装备安全评价层次结构模型 

在对评价指标的权重判断中，我们引入美国运筹学教授Santy的1-9标度法^【5】。虽然专家无法明确说出每个指标在整个评价系统中的权重，但从所有指标中任取两个进行对比，专家可以很明确的用“谁与谁同等重要”、“谁比谁明显重要”、“谁比谁极端重要”等定性描述，说明两个指标之间的相对权重。 

表4-2  1-9标度法 

(二) 层次单排序 

根据影响气象装备综合安全评价的各个因子，建立判断矩阵，决定本层级指标对上一层指标的重要性次序权重值。按照表4-1建立的层次结构模型，采用1-9标度法，取专家判断的均值构造了如下判断矩阵： 

表4-3  A-B判断矩阵 

表4-4  B1-C判断矩阵 

表4-5  B2-C判断矩阵 

表4-6  B3-C判断矩阵 

表4-7  B4-C判断矩阵 

(三) 层次总排序 

表4-8 计算层次总排序 

经过归纳排序，如下表： 

表4-9 气象装备评价指标权值总排序表 

对气象装备评价指标权值总排序表（表4-9）的10个安全评价指标分析比较后，我们发现该结果基本能够反映各指标实际的重要程度。比如说第一项：“运行后的故障”，权值361。这表明气象装备的安全评价最主要的是要跟踪验证设备运行1-2年后的安全状态，这个阶段暴露出的故障潜伏性强，危害性大，必须引起高度重视。“维护人员的培训程度”，以权值211位居第二，遥遥领先第三名，出乎笔者的意料。这提示我们，气象装备对于航空安全的促进作用，不仅仅是系统功能的更新升级，更要关注气象装备人员的维护维修水平和终端用户对于产品的应用能力。我们在引进气象装备时，一方面要求设备功能强大，满足需要；另一方面还要加强人员培训，培养和储备一支业务强技术精的人才队伍，航空安全水平才能真正得到提高。 

五、 结论 

通过安全评价模型的建立，我们发现随着航空气象装备的发展，不仅要考虑新技术应用带来的系统性能的提高，更要关注隐藏的隐患和运行管理环境。 

从表4-9总排序表可以看出，在航空气象装备的综合安全指标中，第一位是“运行后的故障”，这表明气象装备建成后运行初期，故障多，隐蔽性强，危害大，是安全最容易出问题的时期。第二位是“维护维修”，表明保障气象装备安全运行，依靠的是规范的维护程序和过硬的维修水平。侧重于装备性能本身的“运行稳定性”是指标中权重靠后的，并不表明运行稳定与安全无关，而是说明运行稳定是安全的最基本要求。 

由此可见，运用Delphi法、层次分析法，可以实现对航空气象装备的安全评价。这对于气象装备的设计、运行及今后的建设方向具有重要的参考意义。(蒋凌 民航西北空管局 )

参考文献 

【1】 中国民航局，《2017 年民航行业发展统计公报》 

【2】 任建国，安全评价在我国的发展历程，劳动保护，2005(4):8一10 

【3】 国际民用航空组织，空中交通规则与空中交通服务，2009 

【4】 刘铁民，张兴凯，刘功智，安全评价方法应用指南，北京：化学工业出版社，2006，1-11 

【5】 彭祖赠，孙镊玉，模糊(Fuzzy)数学及其应用，武汉大学出版社，2003