СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К УПРАВЛЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ПОЛЕТОВ
Изложены основные принципы системного подхода как методологической основы системного анализа и синтеза. Указаны особенности системы «Человек-воздушное судно-среда», как объекта управления. Систематизированы и представлены основные процедуры реализации системного подхода к оценке уровня безопасности предстоящих полетов.
Ключевые слова: система; системный анализ; факторный анализ; синтез; «Человек-воздушное судно-среда»; оценивание; прогнозирование; управление; безопасность полетов.
В Руководстве ИКАО по управлению безопасностью полетов (Doc 9859) при раскрытии принципов управления безопасностью полетов (БП) (п. 5.1) подчеркивается «важность системного проактивного и четкого подхода к вопросам управления безопасностью полетов» (выделено автором). Приводятся некоторые разъяснения этих терминов, в частности: «системный означает, что меры по управлению безопасностью полетов будут осуществляться по заранее составленному плану и последовательно применяться по всей организации» [1]. При раскрытии проактивного, настоятельно рекомендуемого, подхода к управлению БП указывается, в первую очередь, на применение научно-обоснованных методов управления факторами риска (п. 1.6.6.). Отмечается, что одна из основных «корпоративных» функций подразделения по безопасности полетов - анализ состояния БП, в том числе: отслеживание тенденций и проведение исследований по БП (п. 15.2.5).
Исходя из теории общей безопасности, в качестве основных методических подходов к управлению БП, можно рекомендовать:
- для проведения исследований по БП - системную инженерию (системный анализ и системный синтез);
- для обеспечения БП и совершенствования системы управления безопасностью полетов (СУБП) - программно-целевое планирование и управление соответствующими процессами.
Использование первого метода включает:
- уточнение преследуемой цели, а также структуры и существенных свойств объекта исследования (в данном случае - сложной динамической системы типа «Человек-воздушное судно-среда»);
- проблемно-ориентированный эмпирический и теоретический системный анализ жизнестойкости объекта исследования с целью выявления закономерностей появления возможного ущерба и снижения его вероятности и/или тяжести последствий;
- системный синтез методов прогнозирования показателей БП и мероприятий по их обеспечению в пределах приемлемых значений.
Реализация второго метода проводится путем стратегического планирования (нормирование показателей БП, разработка обеспечивающих целевых программ) и оперативного управления их выполнением (контроль и поддержание этих показателей в заданных пределах). Управление осуществляется в плановом порядке с поэтапным уточнением и конкретизацией стратегического планирования.
Но остается открытым вопрос: что такое системный подход к управлению БП?
Понятие «система» - связующее звено между научным познанием и объективной действительностью. Объективным основанием понятия системы является обособленность отдельных областей, фрагментов, сторон объективной реальности и их дифференцированность, квантованность, расчленяемость на элементы, между которыми существуют связи, отношения. С одной стороны, система субъективна, т.к. зависит от цели познающего субъекта, с другой стороны, система объективна, т.к. определена свойствами отражаемой в ней объективной реальности.
Отсюда следуют фундаментальные свойства систем: всеобщность и выделяемость, вложенность и иерархичность, субъективность и объективность, взаимозависимость и взаимосвязанность.
Системный подход изначально присущ мышлению человека при познании объективной реальности как в его практической, так и в научной деятельности. Поэтому под системным подходом понимается область научно-практической деятельности человека, заключающаяся в целенаправленном установлении и выделении взаимодействующих элементов, в определении доминирующих и дополнительных связей между элементами, наиболее объективно отражающих объективную реальность и влияющих на функционирование системы в соответствии с ее предназначением, путем предметно-орудийного и (или) понятийного моделирования и принятия решения по результатам исследования [2].
Наряду с общей теорией систем, системный подход является теоретической и методологической основой системного анализа и системного синтеза. Системный анализ - совокупность методов и средств, используемых при исследовании и создании сложных объектов, прежде всего, методов выработки, принятия и обоснования решений при проектировании, создании и управлении сложными системами.
Оценку уровня безопасности предстоящих полетов применительно к системе «Человек-воздушное судно-среда» следует рассматривать как прогнозную оценку вероятных состояний системы на соответствие показателям, характеризующим уровень БП, по состоянию компонентов и их взаимосвязей. Системный подход, как методология познания частей на основании целого, позволяет объединить множество фактов в единую систему знаний, когда целое и части представляют единство противоположностей [3]. Подчиняясь целому, компоненты, каждый из которых выполняет в определенное время свои специфические функции, обладают относительной самостоятельностью, которая выражается в дифференциации, пространственно-временной локализации и специализации. Роль компонентов в системе различна: одни являются стержнем системы, другие обслуживают их.
Методология системного подхода достаточно полно выражается основными принципами [3, 4, 5]:
1. Физичности (системе присущи физические законы) с постулатами целостности (система - единое целое) и автономности (система имеет автономную пространственно-временную метрику и внутрисистемные законы сохранения).
2. Моделируемости (система представлена конечным множеством моделей, каждая из которых отражает определенную грань ее сущности) с постулатами дополнительности (описание объектов, явлений парами дополняющих друг друга понятий, одновременно необходимых и возникающих в ущерб друг другу), неопределенности (минимальная точность определения свойств системы зависит от присущей данной системе области неопределенности, внутри которой повышение точности определения одного свойства влечет за собой снижение точности определения другого), действия (реакция системы на внешнее воздействие носит пороговый характер, т.е. до определенного уровня внешние воздействия компенсируются усилением одних и ослаблением других процессов, а начиная с некоторого уровня происходит скачок - перестройка системы).
3. Целенаправленности (система обладает функциональной тенденцией, направленной на достижение системой некоторого состояния, выражаемого целью - будущим полезным результатом изменения состояния системы) с постулатом выбора (система обладает способностью выбора поведения и, следовательно, способностью однозначно предсказывать способ действия; экстраполировать ее состояние невозможно ни при каком априорном знании свойств системы и ситуации).
4. Целеобусловленности (цель первична, система должна формироваться для ее достижения). В процессе функционирования цель может меняться, а в соответствии с ней должны меняться структура и способы функционирования системы. В системе должен быть механизм, оценивающий степень достижения цели.
5. Принцип управляемости (система должна быть управляемой, т.е. изменять структуру, состояние или способ функционирования под влиянием управляющих воздействий).
6. Относительности (одна и та же совокупность элементов может рассматриваться как самостоятельная система и как часть, т.е. подсистема другой, большей системы, в которую она входит; в свою очередь эта же совокупность элементов может рассматриваться как большая система по отношению к частям, входящим в нее). Системы вложены друг в друга, иерархичны. Компоненты в иерархии упорядочены: по уровням - субординацией (по вертикали), внутри уровней - координацией (по вертикали).
7. Оперативности (изменение движения управляемой системы должны происходить в реальном масштабе времени).
Адекватное представление системы «Человек-воздушное судно-среда» требует проведения исследований в трех плоскостях: [3, 6]:
- предметной - определение состава компонентов объекта управления и связей между ними;
- функциональной - анализ внутреннего и внешнего функционирования системы;
- эволюционной - выяснение происхождения системы, процесса ее формирования, определение перспектив ее функционирования и развития, прогнозирование ее поведения.
Таким образом, в решении задачи управления БП системный анализ - процесс познания особенностей объекта управления (системы «Человек-воздушное судно-среда») с целью его совершенствования (синтеза оптимального варианта) по текущим значениям параметров, характеризующих уровень БП (риск авиационного происшествия (АП)).
Этапы проведения системного анализа и синтеза:
- постановка задачи (определение объекта и предмета исследования, задание целей и критериев);
- структуризация системы на основании факторного анализа;
- составление модели, адекватной преследуемым целям (на основании проведенного анализа);
- применение модели для структурной и параметрической оптимизации системы «Человек-воздушное судно-среда» по результатам количественного оценивания текущего (прогнозируемого) уровня БП.
Необходимость первоочередного выполнения факторного анализа обусловлена тем, что на БП влияет большое количество факторов, от которых зависит качество функционирования системы «Человек-воздушное судно-среда», ее свойства, в том числе уровень БП (вероятность АП в полете). Под каждым отдельным фактором следует понимать событие или явление (любое действие, случай, условие или обстоятельство), наличие или отсутствие которого увеличивает вероятность неблагоприятного завершения полета [7, 8].
Все факторы, влияющие на БП, могут быть разделены на системные, определяемые внутренними свойствами системы «Человек-воздушное судно-среда», и внесистемные, не зависящие от внутренних свойств системы.
Анализ причин АП и инцидентов свидетельствует об их многофакторности и наличии причинно-следственных связей событий в полете. Более 70% АП обусловлены возникновением в полете совокупности неблагоприятных факторов [8]. Обычно это сочетание нескольких различных факторов, связанных с деятельностью экипажа, функциональной эффективностью и надежностью воздушного судна (оборудования), условиями (воздействием) среды.
Актуальность системного подхода к оцениванию уровня БП (риска АП) подтверждается тем, что в силу многофакторности и наличия причинно-следственных связей аварийная ситуация в полете возможна, если некоторый неблагоприятный фактор вышел за пределы ограничений, или если все факторы находятся в пределах ограничений, но их неблагоприятное сочетание приводит к АП.
Очевидно, что чем сложнее система, тем больше пространство состояний, в которых она может находиться. Круг решаемых авиакомпанией, организацией, ведомством (отраслью) задач и располагаемых возможностей позволяет рассмотреть ограниченное подпространство состояний системы. Это подпространство не охватывает функциональные состояния, относящиеся к нормальным, т.е. штатным, но включает в себя весь или максимально заполненный континуум функциональных состояний, которые в той или иной степени представляют угрозу БП, а именно, приводят к неблагоприятным ситуациям определенной степени тяжести:
- усложнение условий полета;
- сложная ситуация;
- аварийная ситуация;
- катастрофическая ситуация.
Системный подход к оценке уровня безопасности предстоящих полетов предполагает:
1. Рассмотрение системы «Человек-воздушное судно-среда» как ограниченного множества взаимодействующих между собой элементов, распределенных по иерархическим уровням.
2. Определение состава, структуры и организации компонентов системы, обнаружение (выявление) ведущих взаимодействий между ними.
3. Выявление внешних связей системы (внешних воздействий), выделение главных (в той или иной степени влияющих на БП), оценка их значимости и частоты появления.
4. Определение функций системы, возможных основных (эксплуатационных) и резервных (неиспользуемых) режимов.
5. Анализ этапов полета по продолжительности, сложности выполнения и уровню риска АП.
6. Анализ динамики структуры, количественного и качественного состава системы, ее функций.
7. Определение закономерностей и тенденций изменения (т.е. развития или динамики) подсистем (компонентов) и системы в целом.
8. Анализ факторов, влияющих на БП, обособленно, в комбинированных и взаимосвязанных сочетаниях.
9. Синтез функционалов интегральных, частных и промежуточных показателей уровня БП по совокупности влияющих факторов, рассматриваемых в качестве аргументов и исходных данных (характеристик).
Основные положения системного подхода к управлению БП использованы при разработке методологии логико-вероятностного количественного оценивания и активного управления риском АП в предстоящих полетах [9].
Основная проблематичность реализации системного подхода при реальном управлении уровнем БП заключается в том, что объект управления является сложной динамической системой, для которой текущее оценивание параметров БП, а тем более их прогнозирование, не обеспечивается достаточным объемом исходной информации требуемой достоверности. В силу малой статистики (не репрезентативности выборки) авиационных событий интегральное оценивание уровня БП доступно лишь косвенным методом - по совокупности всех авиационных событий, имевших место в оцениваемом периоде [10]. Поэтому даже использованием математического аппарата уточнения оценок по новой статистике авиационных событий [11] на корпоративном уровне не всегда удается устранить динамическую погрешность в статистических оценках параметров БП.
Литература
1. Руководство по управлению безопасностью полетов (РУБП). Издание первое. Doc.9859 – AN/460. ИКАО, 2006.
2. Фролков А. И. Системный анализ причин-факторов, содержащихся в «Правилах расследования авиационных происшествий и авиационных инцидентов с государственными воздушными судами в Российской Федерации»./ Труды общества независимых расследователей авиационных происшествий (Выпуск 16). М.: ПОЛИГРАФ, 2004.
3. Попович П. Р., Губинский А. И., Колесников Г. М., Савиных В. П. Системный анализ комплексов «космонавт - техника». М.: Машиностроение, 1994. (28)
4. Дружинин В. В., Конторов Д. С. Системотехника. М.: Радио и связь, 1985. (27)
5. Афанасьев В. Г. Общество: системность, познание и управление. М.: Политиздат, 1981. (29)
6. Попович П. Р., Губинский А. И., Колесников Г. М. Эргономическое обеспечение деятельности космонавтов. М.: Машиностроение, 1985. (30)
7. Безопасность полетов летательных аппаратов. Под ред. В. С. Иванова. М.: ВВИА им. Н. Е. Жуковского, 2003.
8. Безопасность полетов: Учебник для вузов./ Под ред. Р. В. Сакача. М.: Транспорт, 1989.
9. Гузий А. Г., Онуфриенко В. В. Методология активного управления уровнем безопасности предстоящих полетов в авиакомпании./ Труды общества независимых расследователей авиационных происшествий (Выпуск 17). М., 2005.
10. Гузий А. Г., Лушкин А. М. Количественное оценивание показателей текущего уровня безопасности полетов эксплуатанта воздушных судов.// Проблемы безопасности полетов. 2008. Вып. № 10. М.: ВИНИТИ, 2008.
11. Гузий А. Г., Лушкин А. М., Лобачев Е. Н. Теорема Байеса для оценивания текущего уровня безопасности полетов по априорной информации и результатам контроля за показателями аварийности.// Проблемы безопасности полетов. 2009. Вып. № 6. М.: ВИНИТИ, 2009.
The system approach to an estimation of forthcoming flights safety level
A. G. Guziy («TRANSAERO Airlines»)
Main principles of the system approach as methodological basis of the system analysis and synthesis are stated. Features of «operator-aircraft-environment» system, as object of management are specified. The basic procedures of realization of the system approach to an estimation of forthcoming flights safety level are systematized and presented.
Keywords: system; the system analysis; the factorial analysis; synthesis; «operator-aircraft-environment»; estimation; forecasting; management; flight safety.