飛行模擬機緊急卸載事件人機工程學分析（三）

5.飛行模擬機的使用流程

每天，在模擬機投入使用之前，維護人員已經把設備準備好：操縱加載（C/L）已經接通，視景（visual）與運動系統（motion）均處于“預備的可用”狀態，其他的內艙設備也已經按需設定，只待訓練人員的使用。圖1是模擬機的訓練人員的上機、設定、準備、訓練以及下機的流程圖。

圖1 模擬機的使用流程圖

上面的流程大致可以分為三個階段共計12個步驟：1～4為第一階段（訓練前）；5為第二階段（訓練中）；6～12為第三階段（訓練后）。

6.飛行模擬機緊急放下事件的案例分析

飛行模擬機在正常的運動狀態下，如果人員或者設備確實處于危險中，那么人工或者自動采取緊急措施都是必需的，但是在非危險狀況下，模擬機出現緊急卸載的情況則屬于意外事件，對沒有心理準備的模擬機使用人員以及相關設備的安全會造成直接的威脅或傷害。因此，必須對緊急卸載事件進行綜合分析，找出真正的致因。

運動系統在正常的工作狀態下，導致模擬機緊急卸載事件的直接原因主要存在于三個方面：設備自身的故障、超出范圍的動作以及使用人員的誤操作等。其中，由于使用人員的誤操作而導致事件發生的比重較大，且性質不同于一般的設備故障，它涉及到“人”的錯誤，但是“人”的錯誤卻并不是“人”故意而為之的，因此必須“透過現象看本質”，人機工程學中的彼得森與SHEL模型就提供了“看人的錯誤的本質”的渠道與方法。因此本文站在人機工程學的角度，采用彼得森與SHEL模型，結合實際案例，從人機界面的硬件設計、操作程序的制定以及管理等方面來剖析某廠家某型號的飛行模擬機緊急卸載事件、找出真正的致因并嘗試給出有效的解決途徑。

6.1 硬件的缺陷

　　案例1. 誤按緊急電源按鈕，導致模擬機被人工啟動“一級斷開”，模擬機被緊急卸載。

　　案例2. 誤按運動系統動力源按鈕（例如HYDRAULICS OFF按鈕），導致模擬機被人工啟動“二級斷開”，模擬機被緊急卸載。

　　彼得森模型指出：工作（操作）臺的設計要符合人機工程學，否則會造成“陷阱”，導致人員誤操作，從而發生不安全事件或者事故。那么在此，我們就依照彼得森模型列舉出來的項目中找出模擬機教官臺在設計上的“陷阱”。

圖2 模擬機教官臺-模擬機控制區

　　案例1與案例2都是艙內人員誤按了位于教官臺右上方的模擬機控制區面板（如圖2所示）上的緊急按鈕，導致模擬機被緊急卸載。這兩個案例都發生在“工作臺”（workstation）上，且具有相近的性質，因此，將兩個案例合并起來進行以下分析：

緊急按鈕沒有保護裝置

　　從圖2可以看出，緊急電源按鈕（EPO）與動力源按鈕并列在模擬機控制區的右上方，分別用來緊急切斷模擬機系統電源與動力供給，這兩個緊急按鈕對于生產運行的安全保障具有非常的重要。但“凡事都有兩面”，具有安全保護功能的重要裝置在被誤操作的情況下同樣也會帶來嚴重的安全后果，因此必須對重要的裝置在設計上要加裝一道防線，即“防誤操作”的設計環節，如同飛機上重要的開關都有保護蓋一樣。但是，對于EPO與動力源這兩個緊急按鈕的時候，廠家根本沒有考慮到“防差錯”設計，沒有加裝任何保護裝置，如保護蓋、防護圈等，加大了人員誤碰的風險。

　 按鈕標識的設計不恰當

　　在文字布局上，“EPO”按鈕的名稱上下分成兩部分：上面是“EMERGENCY”，下面是“STOP”，兩個字被按鈕隔開距離6厘米；同樣，液壓緊急斷開按鈕（動力源）的標識上下也被分為“HYDRAULICS”與“OFF”兩部分。當操作人員只看到“STOP”與“OFF”這兩個字的時候，很容易把這兩個按鈕的功能誤解為“停止訓練、卸載模擬機”，因此這兩個緊急按鈕被操作人員當作具有一般正常功能的按鈕使用，誤導人員操作，從而發生模擬機緊急卸載事件?？梢哉f，這種本該放在一起的標識被硬生生地分開，是典型的“陷阱式”設計。

　　在按鈕標識的顏色上，“動力源按鈕”使用了淡黃色（米黃色），顏色較淺。事實上，按壓此按鈕會觸發“二級斷開”，對人員以及設備都有可能造成嚴重傷害，因此應該涂以紅色、橙紅色，至少也應該涂為航空業通用的琥珀色，而不是淺黃色。

在文字標識的尺寸上，上述的英文字體的尺寸都比較小、不易于充分接收其信息。

　　綜合以上分析可以看出：這屬于彼得森模型中的“工作臺”的設計缺陷（reach、force）造成人機界面的不匹配和彼得森模型中的“不匹配的（信息）顯示”造成人機界面的不匹配，這兩種不匹配都會造成陷阱（TRAPS），帶來安全隱患。

　　解決途徑：

　 將EPO與動力源應急按鈕加裝防護裝置。如圖 3所示。這些保護裝置不僅能夠防止使用人員的“誤碰”，而且能夠明確提醒企圖按壓這些按鈕的人：這些按鈕不是一般的操作按鈕，而是應急的，這樣能夠防止人的“誤操作”，設置最后一道關。

圖3 模擬機控制區的緊急按鈕

　 將警示字連成一體，如圖 3所示。

　 制作醒目的警示標識、包括顏色、字體大小以及中文等。

　　案例3. 誤按到“操縱按鈕”（CONTROL LOADING ON/OFF），導致模擬機被人工啟動“二級斷開”，模擬機被緊急放下。

　　模擬機控制區面板右上方的一排按鈕包括四個獨立功能的按鈕，分別是“操縱按鈕”、“視景按鈕”、“運動按鈕”以及“飛行狀態按鈕（IN FLIGHT SIGN）”。其中，前三個按鈕既是顯示裝置又是操縱裝置 ，被操縱的對象（機構）通過按鈕來控制并由按鈕內的燈來顯示其狀態，例如“操縱按鈕”用來接通或者卸荷某些操縱機構上的驅動力，同時通過按鈕內的燈來顯示整個操縱機構的狀態：穩定的綠燈表示已接通、穩定的琥珀色為已卸荷并處于可用狀態、閃爍的琥珀色表示系統處在接通的過程中、短暫的熄滅表示處在卸荷的過程中，而長時間的熄滅意味著系統不可用。

　　教員在操作這些按鈕的時候，可能會誤按到“操縱按鈕”，人工啟動“二級斷開”，導致模擬機被緊急卸載的事件。在此，需要找出模擬機工作臺在設計上的“陷阱”，分析如下：

　 按鈕布局不合理

　　首先，從圖 2可以看到，視景按鈕、操縱按鈕、運動按鈕以及狀態燈是并排的四個方形按鈕，相鄰按鈕的操作面（表面）的邊緣間距僅為2毫米，這個間距比一般的電腦鍵盤都要小。

　　其次，如上所述，模擬機每天在投入使用之前，操縱加載系統已經由維護人員接通，無需教員操作，因此操縱按鈕的按壓次數很少，而相鄰的“運動按鈕”或者“視景按鈕”卻經常需要教員來操作，使用相對頻繁。

　　最后，誤操作“操縱按鈕”涉及到安全風險——它的意外斷開會導致模擬機觸發“二級斷開”（在運動系統接通后），操縱失去動力，同時模擬機緊急卸載；而“運動按鈕”或者“視景按鈕”卻不會因誤操作而帶來危險。

　　因此，可以說廠家在按鈕的設計上忽略了“操縱按鈕”的危險性，沒有把它與其他按鈕區別開來，把上述按鈕緊密地并列在一起顯然是不合適的。

　　 擬機控制區面板、教官臺屏幕以及教員座椅的高度不匹配

　　從圖2還可以看出：當教員坐在一個適合操作屏幕的高度的時候，他的左手指尖離上述按鈕約12厘米左右，而右手的指尖則距離上述按鈕約50厘米（大多數人習慣使用右手）。很明顯，按鈕不在（坐姿的）教員的作業空間內，更別提最佳作業空間了。如果教員要按壓上述按鈕就需要采取以下某個方法：扭轉身體引身向上、站立起來或者將座椅慢慢升高（電機驅動）以便手指能夠按壓到上述按鈕。經過觀察發現，最后一個方法（電動調節座椅高度）無人使用，因為在升高座椅后還要再降低座椅高度以便人員從座椅上下來，升降座椅的過程需要25秒左右的時間，實在是太慢了；而采取扭轉身體引身向上或者站立起來的方法則更加方便快捷，但是這兩種操作方法，需要操作人員抬高重心或者傾斜身體，因此會出現人體“底盤不穩”的后果，人的身體、胳膊以及手指都會出現“不聽話”的現象，誤按到“操縱按鈕”。

　　 縱按鈕的操作力量太小，過于容易觸發

　　真飛機駕駛艙內的重要按鈕或者開關，例如發動機起動電門、慣導開關以及電瓶開關等都不是一觸即發的，一般都裝有防誤碰的保護蓋、凸出擋塊或者卡槽，需要用較大的力或者/和一定的操作方法才能操作、改變或者關閉這些開關/按鈕。而模擬機的操縱按鈕沒有保護蓋，而且一碰即動，一觸即發，操作過于靈活。

　　 按鈕標識模糊

　　上述每個按鈕的尺寸為21毫米×15毫米，按鈕上印的字為細小黑色英文字，因此不易識別。并且在模擬機正常使用的過程中，上述按鈕四個內置燈的顏色都是綠色，且連成緊密的一排，不易區別，因此導致信息識別的困難，加大了誤碰的風險。

　　綜合以上分析可以看出：這都屬于彼得森模型中的“工作臺”的設計缺陷（size、reach、force），這種缺陷造成人機界面的不匹配，從而形成陷阱，最終有可能會引起人的錯誤操作而導致不安全事件的發生。

　　解決途徑：

　　 修改按鈕布局，隔開安裝“操縱按鈕”，并增大各按鈕之間的距離。

　　 優化作業空間，降低按鈕高度至人的最佳作業空間內 。

　　 將“操縱按鈕”加裝活動的透明蓋或者保護圈，對其增加“防差錯”的保護。

　　 重新設計按鈕標識，字體清晰、明顯。

　　案例4. 誤打開后艙門，人工啟動“四級斷開”，導致模擬機被緊急放下。

　　在模擬機訓練告一段落后，艙內人員打開艙門之前可以通過以下四個渠道來辨別運動系統卸載的情況：

　　1）“運動按鈕”的內置燈

　　2）“飛行狀態按鈕”的內置燈

　　3）來自模擬機外部的喇叭聲

　　4）模擬機后艙門上的觀察孔

　　按說，有四個信息渠道，何以被忽略呢？通過詢問與觀察，得知上述四個信息渠道都很窄，信息量較少、強度弱。對于前兩個通道——按鈕的內置燈，此前已經分析過，它們尺寸較小，布局緊密，人員離開座椅后回頭看這兩個燈是比較“費事、費眼力的”，尤其是熄滅了的“飛行狀態按鈕”燈幾乎沒有實際的信息價值；第三個渠道即來自模擬機外部的聲音，然而在人員艙內對此聲音不夠敏感，并且多臺模擬機之間存在聲音干擾；而最后一道防線——后艙門上的觀察孔（如圖4所示）的實用價值就更加微乎其微了：該觀察孔是一個內徑為7毫米的“貓眼”小孔，位置較高，只有貼住“貓眼”才能觀察到外面登機橋或者判定模擬機機體的位置，這種設計與其說是給使用者帶來便利，不如說給使用者帶來不必要的麻煩。

圖4 艙門的觀察孔

圖5 艙門的觀察窗

　　綜合以上分析可以看出：模擬機運動系統的狀態信息不能有效地傳遞給教員，屬于彼得森模型中的“工作臺”的設計缺陷（feel--視覺與聽覺），這種缺陷造成人機界面的不匹配。

　　解決途徑：

　 可以使用大尺寸的觀察孔或者“觀察窗”來取代原有的小觀察孔。觀察窗的中心點距離艙內地板的高度為3925px，窗的凈尺寸為425px×425px，如圖5所示。

　 將“飛行狀態燈”安裝在艙門內側邊，高度為3950px-4050px之間，在艙內人員將開門的之前提供更加直觀的“目視”參考。

　 將后艙門的鎖設計為“電動安全鎖”，只有在放下位的時候才能解鎖并打開 。

(待續)

摘編自: 民航資源網(http://news.carnoc.com//list/279/279906.html