【飛行疲勞研究】5700字

飛行疲勞研究綜述國際民航組織，將疲勞定義為:由于睡眠不足晝夜節(jié)律相位或工作量超負荷而導(dǎo)致的精神或身體表現(xiàn)能力下降的生理狀態(tài)，。飛機在全球多個時區(qū)運行，短途、多航段和長途飛行都面臨挑戰(zhàn)。此外，技術(shù)的發(fā)展使飛機比過去飛得更遠。在這種環(huán)境下，各種因素都會影響飛行員的機敏度、判斷力和表現(xiàn)。這些因素包括:飛行時間;晝夜或晝夜轉(zhuǎn)換;白天睡眠時間;連續(xù)工作期間的休息時間;給定時間段內(nèi)的起飛和降落次數(shù);時區(qū)變化對晝夜節(jié)律的影響;提前開始時間;還有通勤。該提案包括與飛行員通勤有關(guān)的規(guī)定，包括在確定休息時間時考慮通勤時間，以及考慮與飛行員"基地"有關(guān)的飛行和值班時間。聯(lián)邦航空局歡迎公眾就解決這一重要問題的策略發(fā)表意見。雖然聯(lián)邦航空局的規(guī)定已經(jīng)規(guī)定飛行員必須適合執(zhí)行任務(wù)，但聯(lián)邦航空局提議加強這一要求。根據(jù)該提議，如果飛行員過于疲勞，航空公司將無法指派(而且，飛行員也無法接受)任務(wù)。此外，如果公司員工懷疑飛行員在飛行過程中過于疲勞而無法履行職責(zé)，則可以向航空公司報告該信息，以便航空公司確定飛行員是否過于疲勞而無法飛行。從測量的角度來看，人員疲勞實時測量有兩種方法:主觀方法和客觀方法。生化指標來判斷疲勞狀況，肺、腦等多個系統(tǒng)，，受試者疲勞信息，但目前多用于實驗室研究，不適合在實際操作中應(yīng)用。主觀方法主要依靠各種自評量表，通過受試者的主觀疲勞感來確定其疲勞狀況。常用的自評量表有:卡羅林斯卡嗜睡量表、艾普沃思嗜睡量表、桑佩雷利量表等，但該方法主觀程度較高，易受被試情緒的影響。從預(yù)測的角度來看，許多國家普遍采用生物數(shù)學(xué)模型來預(yù)測人員的疲勞狀況，但這種模型被認為是不完善和暫時的科學(xué)工具，各國開發(fā)的模型也存在一定的局限性和不足。Caldwell和Caldwell(2016)強調(diào)，需要擺脫疲勞只是一種心理狀態(tài)而不是真實和有形的東西的誤解。對工作場所的疲勞已經(jīng)進行了充分的研究(Bowden和Ragsdale，2018)。然而，航空疲勞的研究仍然不足，學(xué)者們在研究人類運輸操作人員的消耗時，對如何操作疲勞還沒有達成一致意見(Phillips，2015)。一些關(guān)于疲勞所帶來的風(fēng)險的模型系統(tǒng)，已經(jīng)被開發(fā)出來(例如，疲勞風(fēng)險管理系統(tǒng)(FRMS)，避免疲勞調(diào)度工具(FAST)，睡眠、活動、疲勞和任務(wù)有效性(SAFTE)。Davidovi′c等人(2018)研究了巴士和卡車司機的疲勞。他們發(fā)現(xiàn)，晝夜節(jié)律、睡眠和工作因素對司機的疲勞有影響。他們得出的結(jié)論是，司機工作時間超過法定限度，駕駛性能下降更多，參與事故的機會增加。安德森等人(2017)研究了限制卡車司機工作時間和駕駛時間的服務(wù)時間規(guī)定政策的變化，以減少涉及卡車的疲勞相關(guān)事故，并得出結(jié)論，他們沒有導(dǎo)致事故的明顯變化。多年來，航空業(yè)的疲勞一直是國家運輸安全委員會(NTSB，2016)關(guān)注的十大安全問題之一。盡管百分比各不相同，但據(jù)估計，60-80%的航空事故是由人為錯誤造成的(Shappell&Wiegmann，1996)。人為錯誤被定義為''在沒有一些不可預(yù)見的事件的干預(yù)下，計劃中的行動未能達到預(yù)期目的''(Reason1997)。因此可以理解，人為錯誤通常與預(yù)先計劃的行動有關(guān)，特別是在復(fù)雜度較高的系統(tǒng)內(nèi)，人的因素在過程的某些階段發(fā)生了故障。如今，在航空事故中，人為錯誤的貢獻已經(jīng)成為一個主要因素，因為在1992年至2001年期間，66%的機身損失事故與飛行人員有關(guān)(波音公司，2006)。人為錯誤在通用航空中的影響甚至更為顯著。例如，2006年在美國發(fā)生的致命事故中，有79%是由飛行員的錯誤造成的(Krey，2007)。92%的飛機與地面車輛或機場結(jié)構(gòu)的碰撞都是人為錯誤造成的，不包括滑行道的操作，全球航空業(yè)每年的損失約為100億美元(Lacagnina，2007)。疲勞被認為是影響飛行機組成員決策的最關(guān)鍵因素之一。Caldwell(2005)介紹了美國國家運輸安全委員會(NTSB)對1978年至1990年美國國內(nèi)航空公司重大事故的研究，該研究估計疲勞導(dǎo)致了4%至7%的民用航空事故(Kharoufah等人，2018)。此外，Caldwell(2005)提出了一項對飛行人員的調(diào)查，接受調(diào)查的國際機組人員表示，困倦和昏昏欲睡、認知遲鈍、注意力不集中是飛行人員疲勞的常見原因。國際飛行員經(jīng)常把疲勞歸咎于睡眠不足和與時區(qū)轉(zhuǎn)換有關(guān)的晝夜節(jié)律紊亂。此外，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大約70%的公務(wù)機飛行員報告說他們在飛行中睡著了。同時，90%接受調(diào)查的飛行人員建議，在他們的操作環(huán)境中，飛行安排是減少疲勞的主要因素(Caldwell，2005;Kharoufah等人，2018)。在歐洲進行的研究表明，50-54%的飛行員承認在駕駛艙內(nèi)睡著了(BALPA2015)。疲勞會損害警覺性和整體表現(xiàn)，會對航空安全構(gòu)成巨大威脅(Wise，2010;聯(lián)邦航空管理局，2018)。美國聯(lián)邦航空管理局(2011年)報告說，在過去幾十年里，人為錯誤并沒有減少，仍然是航空事故的主要原因。Shappell等人(2007)發(fā)現(xiàn)，近60%的商業(yè)航空事故可直接歸因于不安全行為，這些行為可分為無意的錯誤和故意的違規(guī)行為(Scarborough等人，2005)。這些錯誤又被進一步分為決策錯誤、技能錯誤和感知錯誤(Shappell和Wiegmann，2003)。根據(jù)美國國家運輸安全委員會的統(tǒng)計，有300多起死亡事故是由于疲勞造成的，其中一些是由于長時間值班、晝夜節(jié)律紊亂和睡眠不足的直接原因(AversandJohnson，2011)。根據(jù)Goode(2003)，每個飛行員的事故數(shù)量與他/她的值班時間長短成正比，并與他/她的疲勞程度直接相關(guān)。Folkard和Lombardi(2006)得出結(jié)論，與8小時輪班相比，10小時輪班的錯誤和事故的風(fēng)險增加了13%，12小時輪班增加了28%。工作量和其他因素，如疲勞，影響著飛行人員的表現(xiàn)，應(yīng)該保持在合適的水平，以確保安全運行(Efthymiou等人，2019)。美國聯(lián)邦航空局幾十年來一直規(guī)定9小時的休息時間，然而，新的規(guī)定要求10小時的休息時間，并有機會獲得至少8小時的不間斷睡眠。最大飛行時間也已更新:白天最大飛行時間為9小時，夜間最大飛行時間為8小時。新規(guī)則還將飛行員的飛行值班時間限制為9-14小時，取決于開始時間和飛行段的數(shù)量。風(fēng)險管理系統(tǒng)來幫助飛行員滿足新的要求。最后，聯(lián)邦航空局建議航空公司實施疲勞風(fēng)險管理系統(tǒng)，以協(xié)助飛行員滿足新的要求(交通部。聯(lián)邦航空管理局，2012)。在Jeppesen的一份報告中顯示，目前的航空規(guī)則本身并不能有效地說明疲勞問題(Olbert和Klemets，2011)。1.2飛行疲勞表現(xiàn)及后果根據(jù)NASA的統(tǒng)計，疲勞因素占報告飛行事件20.1%[9]。有許多因素，導(dǎo)致了疲勞，有些是航空作業(yè)中特有的。Lee和Kim(2018)列出了所有的飛行員因素，然后歸為8類(飛行方向、機組調(diào)度、伙伴關(guān)系、飛機環(huán)境、工作分配、種族差異、酒店環(huán)境和其他)。在航空業(yè)，機組人員需要不定時工作，長時間輪班，增加了跨越時區(qū)的時間(Caldwell，2005)。研究表明，在飛行任務(wù)期(FDP)之前，睡眠時間不足是延遲反應(yīng)時間和/或錯誤的預(yù)測因素(Cabon等人，2008)?？茖W(xué)證據(jù)表明，人類在每24小時內(nèi)平均需要8小時的高質(zhì)量連續(xù)睡眠，以避免疲勞的發(fā)生(Campbell和Bagshaw，2008;Ewing，2008)。長期輪班工作的船員，日夜顛倒，有可能出現(xiàn)累積的睡眠債務(wù)(Caldwell，2005)。這種現(xiàn)象表明，每個睡眠期減少一小時的睡眠就會引起疲勞，隨著隨后的睡眠期的減少，疲勞會逐漸變得更加明顯(Darby和Walls，1998)。睡眠周期的中斷、睡眠損失和剝奪會導(dǎo)致疲勞(Caldwell等人，2012;Samel等人，1997)。此外，在白天獲得的睡眠不如夜間睡眠有效(Harrison和Horne，1999)。船員的輪班模式增加了對睡眠周期的干擾，對執(zhí)行任務(wù)時的警惕性和警覺性構(gòu)成挑戰(zhàn)(Previc等人，2009)。Gander等人(2015年)發(fā)現(xiàn)，短途運營的飛行員的平均值班時間為10.6小時，進一步的研究還表明，飛行員在值班時間的后半段表現(xiàn)出更多的失誤(Gander等人，2014)。值班時間延長到夜間，導(dǎo)致晝夜節(jié)律紊亂，研究表明，在這些時間段工作會導(dǎo)致績效下降和錯誤增加(Akerstedt，1995)。此外，非傳統(tǒng)的工作時間、技術(shù)進步和自動化程度的提高對船員的疲勞程度有直接影響(Dinges，1995)。最后，歐洲駕駛艙協(xié)會(ECA，2012)，對飛行員進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)夜間飛行是造成疲勞的一個主要因素。70%以上的航空事故可歸因于人為因素，現(xiàn)在被認為是管理和改善飛行安全的關(guān)鍵決定因素之一(Kelly和Efthymiou，2019;Gander，2001;Jin-Ru等人，2009;Jeng-Chung和Yu，2018)。Jin-Ru等人(2009)調(diào)查了在臺灣航空公司工作的1891名飛行員(1062名機長和831名大副)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)飛行員表示在長途飛行中感到疲勞甚至打瞌睡。許多研究表明，由于飛行操作導(dǎo)致的疲勞、睡眠損失和晝夜節(jié)律紊亂會影響機組人員的表現(xiàn)和飛行安全(Rosekind等人，1997;Spencer，2001)。警覺度下降，反應(yīng)能力變慢，降低飛行員飛行技能，飛行員任務(wù)操作能力將會受到影響感覺到疲勞程度越大并且可以從自身感受到出現(xiàn)疲勞的時間也越早[12]。大多數(shù)航空事故也發(fā)生在這11分鐘里，如圖3.1所示。滑行滑行11%起飛10%起始上升6%巡航11%爬升6%下降4%下降進近16%起始進近14%著陸20%圖1.1飛機失速事故統(tǒng)計根據(jù)歐洲運輸安全委員會（2001年），駕駛員的疲勞是導(dǎo)致大約20%的重型商用車車禍的一個重要因素。超過50%的長途司機在駕駛過程中曾經(jīng)睡著過（Hamelin，2000）。由于疲勞駕駛導(dǎo)致的碰撞，其死亡或重傷的可能性要大3倍，因為碰撞速度快，而且缺乏避讓動作（道路安全局，2008）?？ㄜ囁緳C更容易受到傷害，因為他們輪班工作，在方向盤后面呆的時間長，而且經(jīng)常在與睡眠有關(guān)的碰撞的高峰期開車。因此，對司機工作時間的限制，也被稱為服務(wù)時間的規(guī)定，是為了消除可能導(dǎo)致車禍的瞌睡類型（聯(lián)邦汽車運輸安全管理局的，2017）。飛行時間限制（FTL）規(guī)定了那些在航空業(yè)工作的人的工作時間。FTL的主要目的是確保對疲勞的控制和法規(guī)的標準化（Steiner等人，2012）。這些限制詳細列出了一個人的最長工作時間、累計工作時間、最長飛行時間和機組成員的最低休息時間要求。表1總結(jié)了法規(guī)的變化和變化的理由。通過輪值制度防止疲勞是空中作業(yè)的基本要求之一。然而，一些人對該條例提出質(zhì)疑，因為它沒有考慮到其他變量，如工作負荷嚴重程度的變化、工作/生活因素和容易受個體差異影響的警覺性水平，以及恢復(fù)時間（Fletcher等，2015）。一些研究認為，航空業(yè)的疲勞管理需要考慮疲勞的幾個原因。其中一些是缺乏足夠的睡眠（Dawson和McCulloch，2005）、工作量（Bennett，2016）、時區(qū)交叉（Gander等人，2014）、日常身體節(jié)奏，即晝夜節(jié)律（Gander等人，2015）、任務(wù)時間（Gunzelmann等人，2010）、睡眠質(zhì)量（Sieberichs和Kluge，2016）和午睡的好處（Hartzler，2014）。休息時間、指揮官的自由裁量權(quán)和共同責(zé)任是新條例所強調(diào)的領(lǐng)域。疲勞培訓(xùn)是一項強制性要求，應(yīng)包括疲勞的可能原因和影響以及對抗疲勞的方法。營運之間的差異（如長途與短途）被FTL法規(guī)所忽視（Steiner等人，2012）。Stewart（2009）指出了一些與疲勞有關(guān)的變量，而FTL并沒有考慮這些變量。反映生活方式和社會需求的船員睡眠機會。在平衡靈活的輪班模式時獲得睡眠的難度。白天和晚上的睡眠改變在睡眠不足的狀態(tài)下執(zhí)行安全相關(guān)任務(wù)的能力的個體差異。由于天氣等不利的操作變化而導(dǎo)致的名冊變化以及這些變化可能對睡眠機會產(chǎn)生的影響。工作量的復(fù)雜性和變化。每天最大的飛行工作時間（FDP）仍為13個小時。在連續(xù)夜班的情況下，每個夜班最多可以運行四個航段。在夜間值班超過10小時的情況下，必須采用當局批準的適當?shù)腇RMS（EFT，2014）。另一個與疲勞和FTL有關(guān)的新元素是疲勞風(fēng)險管理系統(tǒng)（FRMS），它已成為航空公司的強制性要求。FRMS的目的是確保機組人員在一個令人滿意的水平上運行（ICAO，2012）。該系統(tǒng)考慮到了個人能力的變化，以及睡眠和晝夜節(jié)律水平相對于績效的預(yù)測。1995年，新西蘭民航局改變了他們的規(guī)定，以允許運營商使用FRMS（新西蘭民航局，2007）。新西蘭航空業(yè)的FRMS顯示，自我報告每周至少一次疲勞的飛行員比例從1993年的近70%下降到2010年的40%以下。FRMS考慮到了可能導(dǎo)致疲勞的額外因素，如執(zhí)勤前的休息和影響或時區(qū)（Signal等人，2008）。新加坡航空公司利用FRMS來減輕與2003年引入的超長途飛行有關(guān)的疲勞（Spencer和Robertson，2004）。民航局（CAA）對EasyJet的花名冊進行了為期6個月的審查，經(jīng)過安全審查，EasyJet被允許偏離FTL，因為新的花名冊系統(tǒng)大大降低了疲勞風(fēng)險和飛行甲板錯誤（Stewart，2009）。FRMS采取了更科學(xué)的方法來規(guī)范船員的休息，認識到要求船員在工作前應(yīng)得到充分的休息，并在飛行和執(zhí)行任務(wù)后提供足夠的休息時間（ALPA，2008）。根據(jù)新的歐盟發(fā)生報告條例（Reg.376/2014），疲勞報告不再是一種選擇，而是一種義務(wù)（ECA，2016）。越來越多的員工面臨著報告疲勞或在疲勞狀態(tài)下工作的同事的窘境。研究表明，當對自己有利時，個人會撒謊（Ellingsen和Johannesson，2004；Gneezy，2005；Gibson等人，2013；Gneezy等人，2013）。此外，由于擔(dān)心被同行排斥和懲罰，很多時候會避免舉報同事，因為"舉報人"甚至不受那些誠實行事的人歡迎（Reuben和Stephenson，2013）。報告疲勞可能會產(chǎn)生社會、經(jīng)濟和法律后果。機組人員是否愿意報告疲勞，很大程度上取決于他們所處的報告文化類型。FRM支持FTL方案的應(yīng)用，通過對睡眠喪失和性能的科學(xué)研究，認識到機組人員在執(zhí)行飛行任務(wù)前需要充分休息。這是通過航空公司持續(xù)監(jiān)控其與潛在疲勞職責(zé)相關(guān)的運行安全并采取相應(yīng)行動來實現(xiàn)的。這一過程通過航空公司安全管理系統(tǒng)進行監(jiān)測，并由國家當局定期審查（國際民航組織，2011a；2011年b；2011年c）。了解航空公司運營的復(fù)雜性，以及它們?nèi)绾胃鶕?jù)運營需求顯著變化。飛行時間規(guī)格方案為航空公司提供了一個機會，他們可以向國家當局證明，他們在飛行時間限制方面具有更大的靈活性。如果要求偏離，航空公司必須使用科學(xué)原理提交定期報告，概述對機組疲勞的影響(ORO.FTL.125）詳細表格，以避免誤解。對晝夜節(jié)律低谷期（WOCL）連續(xù)工作的慢性睡眠喪失的科學(xué)研究表明，WOCL阻礙了警覺性水平和工作表現(xiàn)，從睡眠和工作表現(xiàn)的研究中取重點，制定了嚴格的限制條件(Rosegind等人，2006年）。航空技術(shù)的進步現(xiàn)在允許飛機飛行16小時或更長時間。這會導(dǎo)致機組人員在