Влияние человеческого фактора на экономический ущерб техногенных чрезвычайных ситуаций. Эконометрический подход
Кандидат экономических наук, доцент кафедры экономики, менеджмента и организации государственных закупок ФГБВОУ ВО «Академия гражданской защиты МЧС России», e-mail: rbt07@mail.ru
Студентка группы 406 факультета (гуманитарного) ФГБВОУ ВО «Академия гражданской защиты МЧС России», e-mail: mkr03@ya.ru
Введение
При возникновении и развитии аварий, катастроф и других чрезвычайных ситуаций, а также ликвидации их последствий большую роль играет «человеческий фактор», который определяется как совокупность характеристик человека, уполномоченного или вынужденного принимать решения, влияющих на развитие и ликвидацию чрезвычайных ситуаций и/или их последствий.
В техническом знании человеческий фактор исследуется, главным образом, в контексте проблем безопасности различных технических систем и обозначает интегральные характеристики связи человека и технического устройства, проявляющиеся в конкретных условиях их взаимодействия при функционировании эргатической системы (схема производства, одним из элементов которой является человек или группа людей и техническое устройство, посредством которого человек осуществляет свою деятельность).
В авиации человеческий фактор рассматривается как важнейшее условие, влияющее на уровень и определяющее состояние безопасности полетов любого рода летательных аппаратов. Человек представляет собой наиболее гибкий, способный к адаптации и важный элемент авиационной системы, однако и наиболее уязвимый с точки зрения возможности отрицательного влияния на его деятельность.
Согласно данным Международной организации гражданской авиации (ИКАО), в течение многих лет каждые три из четырех авиационных происшествий происходили в результате сбоев в работоспособности человека.
Причинность общего числа авиационных происшествий – не менее 80% всех авиационных инцидентов, аварий и катастроф происходит из-за ошибочных и неправильных действий авиационного персонала, как в воздухе, так и на земле.
Кроме того, последствия чрезвычайных ситуаций, в том числе и авиакатастроф, также зависят от различных параметров человеческого фактора.
До настоящего времени зависимость ущерба от чрезвычайных ситуаций и/или их последствий от параметров человеческого фактора изучалась почти исключительно на качественном уровне. Использованные в исследовании эконометрические методы позволили получить соответствующие количественные оценки.
Создание специальных методик количественной оценки влияния параметров человеческого фактора на экономический ущерб от чрезвычайных ситуаций позволят в дальнейшем разработать эффективные управленческие решения для снижения негативных проявлений этой зависимости, что весьма актуально для безопасного функционирования систем с высоким уровнем риска, в том числе риска возникновения авиакатастроф.
Введение выборки
Для того, чтобы оценить влияние определенных параметров человеческого фактора на экономический ущерб техногенных чрезвычайных ситуаций, необходимо определить общую модель, по которой будет рассчитываться эта зависимость.
В основу исследования мы положили параметр человеческого фактора – «ошибка» в следующем определении:
Ошибка – это оценка результата как неадекватного настоящим представлениям о ресурсах и сознании субъекта.
В целях исследования от определения понятия необходимо перейти к классификации и далее моделированию.
Мы примем за основу классификацию «3-Н», используемую в работах по анализу ошибок пилотов. Классы состояния ресурсов «3-Н» – это небрежение, некомпетентность, неопытность. Рассмотрим каждый класс состояния ресурсов в поведении пилота.
Это класс преднамеренных ошибок, сознательных действий, направленных на непреднамеренный риск, нарушение правил. Этот класс поведения пилота усматривается в психообразе полета и самой профессии. Достоверные и многократные исследования подтверждают связь этого класса с классом низкого профессионализма. Напротив, осторожность, умеренность и твердые решения – смысл профессии. Доля неблагоприятных исходов по этому классу составляет около 25%.
Это – ошибки неподготовленности, неумения, недостаточной профессиональной подготовки, недостаточные навыки. Доля этого класса ресурсного состояния составляет примерно треть (35%), и он связан более всего с нижеследующим.
Забывания, невнимательность, рассеянность, нерешительность. Самый большой класс состояния ресурсов – около 40% неблагоприятных исходов. Подвидов этого класса может быть много.
Далее рассмотрим виды ошибок в каждом из определенных выше классов.
Определим долю ошибки человека в произошедшей катастрофе значениями Х от 1 до 10.
Значения Х:
1 – Ошибка выбора (неопытность)
Ошибка выбора – один из видов класса неопытности. В качестве примера можно привести «шасси убраны» и «шасси выпущены». В истории авиации существует множество случаев, когда пилот ошибается в выборе, что приводит к посадке с убранным шасси с тремя видами сигнализации: световой («зеленые горят»), звуковой (сирена), механической (полосатый указатель на капоте).
Пример. Катастрофа ATR 72 в Тайбэе (рейс 235 Transasia Airways, 2015 год): пилот совершил роковую ошибку после отказа одного из двигателей
Данная авиационная катастрофа произошла 4 февраля 2015 года. Авиалайнер ATR 72-212A авиакомпании TransAsia Airways выполнял внутренний рейс GE235 по маршруту Тайбэй—Цзиньмэнь, через 3,5 минуты после взлёта опрокинулся влево и рухнул в реку Цзилун в 5,3 километрах от аэропорта Тайбэя. Из находившихся на его борту 58 человек (53 пассажира и 5 членов экипажа) погибли 43, остальные 15 выжили, получив ранения. Также были ранены 2 человека на земле.
«О, Боже! Я нажал не на ту кнопку!» Это были последние слова пилота незадолго до того, как самолет врезался в шоссе на Тайване. Согласно отчету Тайваньского совета по безопасности полетов, после вылета из аэропорта Соншан в Тайбэе, Тайвань, один из двигателей прекратил работать. Капитан случайно отключил активный двигатель, нажав не на ту кнопку, что и привело к катастрофе.
2 – Привычка (неопытность)
Еще один вид этого же класса – привычка, например, освобождение полосы по определенной рулежной дорожке в аэропорту базирования пилотом, делавшим это сотни раз. Ошибка «по привычке» происходит в тот момент, когда даётся указание диспетчера освободить полосу по другой РД, а пилот выбирает привычную.
Пример. Катастрофа в Серритосе
В воскресенье 31 августа 1986 года в небе над Серритосом (округ Лос-Анджелес, штат Калифорния) на высоте 2000 метров столкнулись авиалайнер DC-9 компании Aeromexico и частный Piper Cherokee Archer II, после чего оба самолёта упали на расположенный под ними город. В катастрофе погибли все находящиеся на обоих самолётах 67 человек, а также ещё 15 человек на земле. Основная причина столкновения – радарная система аэропорта не была настолько мощной, чтобы с точностью определить малогабаритный Piper Cherokee, а авиадиспетчер Уолтер Уайт не придал значения помехам в передаче данных.
3 – Проблемы со здоровьем (неопытность)
В эту группу входят ситуации, когда пилот не может бороться со сном, имеет проблемы со зрением или слухом, что прямым образом влияет на принятие им решений и образ поведения в нормальных и экстренных случаях.
Пример. Андреас Любиц — Germanwings, рейс 9525 (2015 год)
Крупная авиационная катастрофа произошла 24 марта 2015 года между городами Динь-ле-Бен и Барселоннет (Франция). Авиалайнер Airbus A320-211 авиакомпании Germanwings выполнял пассажирский рейс 4U9525 по маршруту Барселона—Дюссельдорф, а на его борту находились 144 пассажира и 6 членов экипажа. Через 30 минут после взлёта самолёт внезапно перешёл в быстрое снижение и ещё через 10 минут врезался в горный склон в Прованских Альпах и полностью разрушился. Все находившиеся на его борту 150 человек погибли. Официальной причиной катастрофы стало самоубийство пилота. Следователи исходят из того, что второй пилот, который страдал от постоянной депрессии, заблокировал себя в кабине пилотов и умышленно направил самолёт на горы.
4 – Промахи, обусловленные невнимательностью (некомпетентность)
Чаще всего такой вид ошибок происходит, когда ситуация очень похожа на обычный порядок действий пилота, но не идентична ему. Если внимание рассеяно, или человек отвлекается в определенный и важный момент, он скорее всего будет следовать обычной процедуре, а не той, которую необходимо было выполнить в этом случае.
Пример. Катастрофа L-1011 в Эверглейдсе (рейс EAL 401 Eastern Air Lines, 1972 год)
29 декабря 1972 года реактивный самолет Eastern Airlines Tristar упал в Национальный парк Эверглейдс во Флориде. 101 человек, включая капитана, погиб. Эту катастрофу пережили 75 человек.
Авария произошла из-за того, что капитан и его заместитель отвлеклись на перегоревшую лампочку. Пока они проверяли свет, кто-то по ошибке потянул за джойстик, в результате чего самолет потерял режим автопилота и отклонился от курса. Когда пилот понял, что самолет падает, было уже слишком поздно.
5 – Упущения памяти (некомпетентность)
Пример. Катастрофа А321 под Исламабадом (рейс 202 Airblue, 2010 год)
Авария произошла 28 июля 2010 года недалеко от столицы Пакистана Исламабад во время внутреннего рейса, в результате чего погибли 146 пассажиров и 6 членов экипажа. Аварии можно было избежать, если бы первый офицер осмелился противоречить капитану. Капитан был обвинен в грубом отношении к своему заместителю во время полета. Он даже игнорировал предупреждение Института управления воздушным движением. Комитет по авиационным авариям показывает, что причиной крушения стало неправильное решение экипажа. Экипаж неправильно выполнял процедуры захода на посадку в аэропорту в Исламабаде в сложных погодных условиях и игнорировал команды диспетчера полетов.
6 – Ошибки восприятия (некомпетентность)
Такие ошибки также можно обозначить как ошибки в распознавании ситуации, принятия её за другую.
Пример. Сэйдзи Катагири - Japan Airlines, рейс 350 (1983 год)
Авиационная катастрофа пассажирского авиалайнера Douglas DC-8-61 авиакомпании Japan Air Lines произошла 9 февраля 1983 года в Токийском заливе около токийского аэропорта Ханэда. В этой аварии погибли 24 человека и ещё 77 получили ранения. Капитан воздушного судна Сэйдзи Катагири включил во время полета двигатели своего самолета DC-8 на реверс, в результате чего самолет произвел аварийную посадку на воду в Токийском заливе. На подлете к аэропорту было сообщено, что состояние Катагири ненормальное и «пилот громко плачет в кабине». После начала расследования выяснилось, что Сэйдзи Катагири страдал от галлюцинаций и депрессии до полета.
7 – Ошибки из-за недостаточной квалифицированности (небрежение)
В эту группу входят ошибки от простого незнания правил из-за низкой квалификации пилота или члена экипажа.
Пример. Катастрофа ATR 72 (рейс 153 Tuninter, 2009 год)
В марте 2009 года капитан и офицер полета были приговорены к 10 годам лишения свободы после авиакатастрофы, в результате которой погибли 16 пассажиров. Капитану Чафику Аль Гарби и первому офицеру Али Кебаеру-Асваду было предъявлено обвинение в том, что они молились, а не контролировали внештатную ситуацию после того, как у самолета из-за механических сбоев закончилось топливо. Это привело к тому, что самолет упал в Средиземное море. На записи в кабине видно, как капитан молится Аллаху и Пророку Мухаммеду. Есть доказательства, что экипаж прилагал много усилий, чтобы спасти ситуацию, но, в конце концов, «закрыли на все глаза» и самолет упал в море.
Рейс был из Бари (Италия) в Джербу (Тунис). Только 23 из 49 выживших в катастрофе были спасены из моря.
8 – Ошибки расчета (небрежение)
Ошибка является непреднамеренным актом. Например, диспетчер управления воздушным движением разрешает воздушному судну выполнить снижение с пересечением эшелона крейсерского полета другого воздушного судна, когда дистанция DME между ними составляет 18 м. миль (это происходит в условиях, где правильным минимальным интервалом эшелонирования является дистанция в 20 м. миль). Если диспетчер неправильно рассчитал разницу в расстояниях DME, сообщенных пилотами, его действие будет ошибкой.
Пример. Ту-154М 3 июля 2001 – Валентин Гончарук
Крупная авиационная катастрофа произошла 4 июля 2001 года. Авиалайнер Ту-154М авиакомпании «Владивосток Авиа» совершал плановый внутренний рейс ДД-352 по маршруту Екатеринбург-Иркутск-Владивосток, но при заходе на посадку в аэропорту Иркутска внезапно свалился в плоский штопор и рухнул на землю около деревни Бурдаковка. Погибли все находившиеся на его борту 145 человек — 136 пассажиров и 9 членов экипажа
Есть несколько причин данной авиакатастрофы, одна из которых состоит в том, что Валентин Гончарук не рассчитал траекторию посадки, в результате его Ту-154М упал на взлетно-посадочную полосу.
9 – Нарушение (небрежение)
Нарушение представляет собой предумышленный акт. Рассмотрим такой же пример с дистанцией между воздушными суднами: если диспетчер рассчитал расстояние правильно и разрешил снижающемуся воздушному судну продолжать полет с пересечением эшелона крейсерского полета другого воздушного судна, зная, что требуемый интервал эшелонирования не обеспечивается, его действие станет нарушением.
Пример. Катастрофа Boeing 757 под Пуэрто-Плата (рейс ALW 301 Birgenair, 1996 год)
В 1996 году коммерческий самолет, вылетевший из Доминиканской Республики в Германию, разбился всего через несколько минут после взлета. При взлете пилот узнал, что возникли проблемы со спидометром, но решил взлетать. Сразу после взлета ситуация ухудшилась, поскольку ошибка спидометра влияет на автоматическое рулевое управление. Самолет упал в Атлантику. Все пассажиры и экипаж погибли. Следователи установили, что самолет не имел технических повреждений. Но гнездо песочной осы в трубке спидометра повлияло на точность измерения давления, что привело к катастрофе.
10 – Целенаправленное участие в крушении самолета
Под этим значением мы рассматриваем допущение «ошибки» пилотом или кем-то из экипажа как умышленное действие, направленное на приведение к авиакатастрофе.
Пример. Гамиль эль-Батути – EgyptAir, рейс 990 (1999 год)
1 октября 1999 года самолет Boeing 767-366ER компании EgyptAir, который выполнял перелет между Лос-Анджелесом и Каиром, врезался в воду возле острова Нантакет. При этом погибли 218 человек. Последующее расследование, проведенное американским правительством, показало, что причиной аварии стал преднамеренный акт со стороны второго пилота Гамиля Эль-Батути. На записях с черного ящика слышно, как второй пилот Эль-Батути прошептал «я полагаюсь на Бога», после чего обороты двигателей самолета снизились до минимума. Когда капитан Ахмед Эль-Хабаши вернулся в кабину, он отчаянно пытался набрать высоту, но второй пилот продолжал тянуть штурвал вниз.
В следующей таблице представлены данные экономического ущерба от определенных выше видов ошибок в конкретных ситуациях (приведенные выше примеры). Данные являются открытыми, размещены на указанных в списке источников ресурсах.
|
Х |
Катастрофа |
Выплаты семьям пострадавших пассажиров, семьям членов экипажа |
Стоимость самолёта |
Итого |
|
1 |
Катастрофа ATR 72 в Тайбэе |
43 (2) |
25 млн (1) |
45,425 млн |
|
2 |
Катастрофа в Серритосе |
82 (8) |
48,5млн (3) + 0,467 млн (4) |
69,467 млн |
|
3 |
Андреас Любиц – Germanwings, рейс 9525 (2015 год) |
150 (6) |
75 млн (5) |
83,475 млн |
|
4 |
Катастрофа L-1011 в Эверглейдсе |
101 (8) |
20 млн (7) |
45,250 млн |
|
5 |
Катастрофа А321 под Исламабадом |
152 (10) |
110,1 млн (9) |
116,2256 млн |
|
6 |
Сэйдзи Катагири - Japan Airlines, рейс 350 |
24 (8) |
5,54 млн (11) |
9,62 млн |
|
7 |
Катастрофа ATR 72 |
33 (13) |
25 млн (12) |
37,0912 млн |
|
8 |
Ту-154М 03.07.2001 |
145 (15) |
10 млн (14) |
13,88455 млн |
|
9 |
Катастрофа Boeing 757 под Пуэрто-Плата |
189 (6) |
70 млн (16) |
80,6785 млн |
|
10 |
Гамиль эль-Батути – EgyptAir, рейс 990 |
217 (8) |
182,8 млн (17) |
237,05 млн |
Линейные и нелинейные связи
Далее рассмотрим различные эконометрические методы на предмет их применимости для расчета ущерба от техногенной катастрофы, произошедшей от конкретного вида ошибки. Виды ошибок – значения Х, ущерб определим значениями У.
Построение линейной модели парной регрессии
Общий вид данной модели: 
Производя вычисления, получаем Cov(x,y) = 66,2, и Var(x) = 8,25, коэффициент β = 8,02, α = 29,69. Таким образом, получаем уравнение вида: 
Для того, чтобы оценить, насколько подходит полученная модель, воспользуемся коэффициентом детерминации:
При подсчетах коэффициент оказался очень мал – 13,6%.
Соответственно, линейная модель парной регрессии не может быть применима для расчета зависимости экономического ущерба при авиакатастрофе от вида ошибки пилота, ставшей причиной катастрофы.
Построение показательной модели
Общий вид данной модели: 
Для вычисление производим замену:
Тогда Y = A + Bx
Путем решения системы приходим к таким результатам:
А = 1,66 – из этого следует, что α = 45,7
А = 1,66 – из этого следует, что α = 45,7
В = 0,0094 – из этого следует, что β = 1,022
Таким образом модель принимает вид: 
При подсчетах коэффициента детерминации результат получился незначимым.
Следовательно, показательная модель не применима для выявления зависимости размера экономического ущерба катастрофы от вида ошибки пилота.
Построение степенной модели
Общий вид данной модели: 
Похожим методом составляем систему с помощью замены логарифмами свободных коэффициентов. Получили: β = 0,002, α = 51,3
Таким образом модель принимает вид: 
При подсчетах коэффициента детерминации, так же, как и в первых двух случаях, результат получился незначимым.
Значит, степенная модель также не может быть использована в целях определения зависимости вида ошибки пилота и экономического ущерба, полученного в результате авиакатастрофы.
Часто на практике, если теория не дает явного выражения для функции f(t) в модели, ее можно аппроксимировать полиномом от времени t. С помощью полиномов высоких степеней можно выделить систематическую циклическую составляющую (циклический тренд).
мы построили нелинейную полиномиальную функцию, которая приняла вид:
Коэффициент детерминации
Взвешенный коэффициент детерминации
Коэффициент корреляции
Критерий Cтьюдента
Тест Фишера
Прогнозирование
Подставляем 
в формулу нашей модели и получаем 
Ошибка прогноза:
Где 
Таким образом, расчеты показывают, что построенная нелинейная полиномиальная функция может быть применима для расчета экономического ущерба, полученного в результате авиакатастрофы по причине определенного вида ошибки, допущенной пилотом.
Применяя данную функцию, есть возможность не только перевести качественные показатели человеческого фактора в количественные, но и определить, какой из этих показателей оказывает наибольшее влияние на размер экономического ущерба о чрезвычайной ситуации.
Формирование количественной оценки в соответствии с выбранной математической моделью, позволит не только прогнозировать ситуацию в авиаперелетах, но и принимать превентивные управленческие решения по минимизации влияния чел фактора в критических условиях, а также разрабатывать страхующие технические системы.
Результаты проведенного исследования позволяют полагать, что примененные эконометрические методы могут быть использованы для решения аналогичных задач при железнодорожных и автотранспортных перевозках.
Важным итогом исследования является попытка формализации понятия человеческого фактора и выявления его количественных характеристик, определение функциональной зависимости экономического ущерба катастрофы от конкретного вида ошибки человека, а также значимости эконометрических методов для эффективности стратегических управленческих процессов в вопросах предупреждения чрезвычайных ситуаций и/или ликвидации их последствий.
Ссылки на источники:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Катастрофа_Ту-154_под_Иркутском_(2001)
https://ru.wikipedia.org/wiki/Катастрофа_Boeing_757_под_Пуэрто-Плата
Руководство по обучению в области человеческого фактора, Doc 9683-AN/950, издание первое — 1998.
Руководство по управлению безопасностью полетов (РУБП), Doc 9859 AN/460, Международная организация гражданской авиации, издание первое 2006, с1-1, 1-2.
Спасибо за внимание к нашей компании.
Спасибо за внимание к нашей компании.