• Nie Znaleziono Wyników

Ograniczanie ryzyka zagrożeń w lotnictwie ogólnym przez zastosowanie systemu monitorującego stan psychofizyczny pilota

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Ograniczanie ryzyka zagrożeń w lotnictwie ogólnym przez zastosowanie systemu monitorującego stan psychofizyczny pilota"

Copied!
177
0
0

Pełen tekst

(1)

P O L I T E C H N I K A P O Z N A Ń S K A

W YDZIAŁ M A S ZYN R OB OC ZY CH I T RA NSP ORT U

ROZPRAWA DOKTORSKA

mgr inż. Marta Galant

Ograniczanie ryzyka zagrożeń w lotnictwie ogólnym

przez zastosowanie systemu

monitorującego stan psychofizyczny pilota

Promotor:

prof. dr hab. inż. Jerzy Merkisz

Promotor pomocniczy:

dr inż. Adrian Gill

P OZNAŃ 2017

(2)

2

(3)

3

Spis treści

Streszczenie ... 5

Summary ... 6

Spis skrótów i oznaczeń ... 7

1. Wprowadzenie do problematyki pracy ... 11

1.1. Uwarunkowania prawne dotyczące bezpieczeństwa w transporcie lotniczym ...11

1.2. Stan bezpieczeństwa lotniczego ...16

1.3. Ograniczanie ryzyka zagrożeń w procesie zarządzania ryzykiem ...19

1.4. System monitorujący kondycję psychofizyczną pilota jako metoda ograniczania ryzyka zagrożeń ...21

2. Problemy badawcze oraz cel i zakres pracy ... 23

2.1. Obszar problemowy pracy ...23

2.2. Cel i zakres pracy ...24

3. Metody określenia stanu psychofizycznego pilota ... 26

3.1. Metody subiektywne...26

3.2. Metody obiektywne ...28

3.3. Metody behawioralne ...32

3.4. Metody oparte na wskaźnikach środka transportu ...34

3.5. Wybór metody do realizacji badań doświadczalnych...36

4. Podstawy teoretyczne oceny ryzyka zagrożeń ... 39

4.1. Podstawowe pojęcia i definicje ...39

4.2. Algorytm zarządzania ryzykiem ...41

4.3. Metody analizy ryzyka w ocenach ryzyka zagrożeń ...46

4.4. Procedura wyboru i wybór metody do dalszych badań ...48

4.5. Autorska metoda wyznaczania ryzyka MICE-RISK ...50

5. Realizacja oceny ryzyka zagrożeń w wybranym obszarze systemu transportu lotniczego ... 52

5.1. Rozpoznanie obszaru analiz ...52

5.2. Rozpoznanie źródeł zagrożeń ...67

5.3. Formułowanie zagrożeń ...76

5.4. Szacowanie i wartościowanie ryzyka ...78

5.5. Postępowanie wobec ryzyka ...85

6. Analiza wpływu zmiany warunków środowiskowych na stan psychofizyczny pilota ... 86

6.1. Metodyka badań doświadczalnych ...86

6.1.1. Symulator CKAS MotionSim5 ... 86

6.1.2. Aparatura wykorzystana do badań ... 89

6.1.3. Grupa badawcza, harmonogram i przebieg badań... 91

6.2. Wyniki badań doświadczalnych w środowisku wirtualnym ...94

6.2.1. Badanie wpływu zmiany warunków atmosferycznych na poziom koncentracji pilota ... 94

6.2.2. Badanie wpływu awarii podzespołów statku powietrznego na poziom koncentracji pilota ... 98

6.2.3. Badanie wpływu zmiany warunków atmosferycznych na poziom pulsu i utlenowanie krwi pilota ... 101

6.2.4. Badanie wpływu awarii podzespołów statku powietrznego na poziom pulsu i utlenowanie krwi pilota ... 106

6.2.5. Wnioski z przeprowadzonych badań ... 109

(4)

4 7. System monitorujący stan psychofizyczny i wspomagający pilota w sytuacji niedoboru

zasobów poznawczych ... 115

7.1. Założenia do systemu ...115

7.2. Umiejscowienie czujników ...117

7.3. Weryfikacja pracy systemu ...119

8. Zakończenie ... 122

8.1. Podsumowanie zawartości rozprawy ...122

8.2. Uwagi i wnioski końcowe ...124

8.3. Kierunki dalszych prac ...126

Literatura ... 128

ZAŁĄCZNIK I ... 135

ZAŁĄCZNIK II ... 139

(5)

5

Streszczenie Tytuł pracy:

Ograniczanie ryzyka zagrożeń w lotnictwie ogólnym przez zastosowanie systemu monitorującego

stan psychofizyczny pilota

Rozprawa dotyczy zagadnień postępowania wobec ryzyka zagrożeń w lotnictwie ogólnym. Wyrazem tego postępowania jest m.in. powoływanie i badanie odpowiednich systemów bezpieczeństwa, umożliwiających redukowanie ryzyka zagrożeń. Jako cel pracy przyjęto ograniczanie ryzyka zagrożeń w lotnictwie ogólnym przez zastosowanie systemu monitorującego kondycję psychofizyczną pilota i wspomagającego jego pracę w sytuacji niedoboru zasobów poznawczych. Do realizacji tak postawionego celu rozprawy zaplanowano i zrealizowano szereg zadań badawczych, z których sprawozdanie przedstawiono w czterech częściach rozprawy tj. części: teoretycznej, analitycznej, badawczej oraz aplikacyjno-weryfikacyjnej. W części teoretycznej pracy wprowadzono w problematykę badawczą pracy oraz uargumentowano potrzebę prowadzenia prac nad zwiększeniem poziomu bezpieczeństwa w lotnictwie ogólnym. Przedstawiono metody badań stanu psychofizycznego pilota oraz podstawy teoretyczne oceny ryzyka zagrożeń.

Zaproponowano również autorską metodę oceny ryzyka zagrożeń MICE-RISK. Część analityczna pracy dotyczy oceny ryzyka zagrożeń w obszarze analiz, jakim jest lot z widocznością w przestrzeni niekontrolowanej. Zaprezentowano ogólną charakterystykę obszaru analiz oraz dokonano oszacowania i oceny ryzyka zagrożeń. Wykonane analizy wyników pomiarów pozwoliły na znalezienie zależności pomiędzy zmianą warunków środowiskowych, a kondycją psychofizyczną pilota. Jako część badawczą pracy, zrealizowano badania wpływu zmian środowiskowych (warunków atmosferycznych i awarii podzespołów) na koncentrację oraz puls i utlenowanie krwi pilota oraz przedstawiono wyniki tych badań. Próby prowadzone były przy wykorzystaniu zaawansowanego symulatora lotu CKAS MotionSim5. Część aplikacyjno-weryfikacyjna pracy dotyczy systemu monitorującego stan psychofizyczny pilota w czasie lotu.

Wskazano m.in., że stan psychofizyczny pilota znacząco wpływa na bezpieczeństwo wykonywania operacji lotniczych, oraz że możliwe jest monitorowanie zmian kondycji pilota w czasie lotu. Dało to podstawę do opracowania założeń do systemu monitorowania i wspomagania działań pilota w czasie rzeczywistym.

Postępowanie wobec ryzyka jest jednym z głównych procesów zarządzania ryzykiem. Zgodnie ze strukturą tego procesu, przeprowadzono ponowną ocenę ryzyka zagrożeń tj. ocenę z uwzględnieniem funkcjonowania opracowanego systemu monitorowania. Wskazano źródła zagrożeń, na które oddziałuje opracowany system.

Podsumowanie przyjętych do realizacji problemów badawczych zawarto

w uwagach i wnioskach końcowych rozprawy. Podano także propozycje dalszych

kierunków badań.

(6)

6

Summary

Title:

Reducing the risk of hazards in general aviation

through the use of a pilot psychophysical monitoring system

The doctoral dissertation addresses issues of dealing with the risk of threats to general aviation. The expression of this procedure is inter alia (e.g) establishing and testing appropriate security systems to reduce risks. The aim of the work was therefore to reduce the risk of aviation hazards through the use of a pilot psychophysical monitoring system and to assist its work in cognitive deficits. To realize this objective the trial planned and carried out a series of research tasks, which report is in four parts: theory, analysis, testing, verification and application. The theoretical part of the work has been introduced into the research problems of work and the need to work on increasing the level of safety in general aviation. The methods of research psychophysical condition of the pilot and the theoretical basis of risk assessment of threats. An authoritative MICE-RISK risk assessment was also proposed. The analytical part of this work concerns the risk assessment of threats in the area of analysis, which is a flight visibility in uncontrolled airspace. The general characteristics of the area of analysis were presented and risk assessment and risk assessment was performed. The performed analyzes of the results of the measurements allowed to find the relationship between the change of the environmental conditions and the psychophysical condition of the pilot. As part of the research work, studies on the impact of environmental changes (atmospheric conditions and component failures) on the concentration and pulse and oxygenation of the pilot's blood were conducted and the results of these studies were presented. Attempts were made using the advanced Flight Simulator CKAS MotionSim5. The application and verification part of the work concerns the monitoring system psychophysical condition of the pilot during the flight. It was also indicated that the pilot's psychophysical state significantly affects the safety of flight operations, and that it is possible to monitor changes in the condition of the pilot during the flight. This has provided the basis for developing assumptions for the real-time pilot monitoring and support system.

Risk management is one of the key risk management processes. According to the structure of this process, a reassessment of risk was carried out, i.e. an assessment taking into account the functioning of the developed monitoring system. Indicates sources of hazards that are affected by the developed system.

A summary of the research solutions adopted for the study was included in the

remarks and conclusions of the hearing. There are also suggestions for further research

directions.

(7)

7

Spis skrótów i oznaczeń

ACC Adaptive Cruise Control – tempomat adaptacyjny

ADAS Advanced Driver Assistance Systems – zaawansowane systemy wspomagania kierowcy

ADHD Attention Deficit Hyperactivity Disorder – zespół nadpobudliwości z deficytem uwagi

AFCS Automatic Flight Control System – system automatycznego sterowania lotem

AIP Aeronautical Information Publication – zbiór informacji lotniczych ApBRM Approach below RVR minima – wykonywanie operacji przy

ograniczonej widzialności

ARC Abnormal Runway Contact – nieprawidłowy kontakt z drogą startową AIRMET Airmen's Meteorological Information – zwięzły opis zaobserwowanego

i/lub przewidywanego wystąpienia określonych, istotnych zjawisk meteorologicznych na trasie lotu dla lotów na małych wysokościach AIRPROX Aircraft Proximity – niebezpieczne zbliżenia

ASM Airspace Management – zarządzanie przestrzenią powietrzną ATC Air Traffic Control – służba kontroli ruchu lotniczego

ATS Air Traffic Services – służby ruchu lotniczego

AUP Airspace Use Plan – plan użytkowania przestrzeni powietrznej BOLD blood-oxygen-level-dependent – zmiana stężenia deoksyhemoglobiny BPL Balloon Pilot Licence – Licencja Pilota Balonowego

BPM Beats Per Minute – uderzenia na minutę

BR Basic Regulation – rozporządzenie bazowe Komisji Europejskiej CAA Civil Aviation Authority – władza lotnictwa cywilnego

CAT Commercial Air Transport – lotnictwo zarobkowe, komercyjne

CAVOK Cloud And Visibility OK – określenie zastępujące informacje o widzialności, zjawiskach pogody i chmurach

CB cumulonimbus – chmura kłębiasta deszczowa

CFIT Controlled Flight Into Terrain – kontrolowany lot ku ziemi

CKAS MS5 CKAS MotionSim5 – nazwa symulatora lotniczego wykorzystywanego podczas badań

CMBS Collision Mitigation Braking System – system ograniczający skutki kolizji

D Danger Area – strefa niebezpieczna

DAWS Driver Attention Warning System – System Ostrzegania Kierowcy firmy Saab

DME Distance Measuring Equipment – radiowa pomoc nawigacyjna służąca do pomiaru fizycznej odległości (długości wektora położenia) pomiędzy samolotem a stacją naziemną

EA Exercise Area – rejon ćwiczeń

EASA European Aviation Safety Agency – Europejska Agencja

Bezpieczeństwa Lotniczego

(8)

8 EASP European Aviation Safety Programme – Europejski Program

Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym

EASp European Aviation Safety Plan – Europejski Plan Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym

EEG electroencephalography – elektroencefalografia

EGAST European General Aviation Safety Team – Europejski Zespół Ds. Bezpieczeństwa Lotnictwa Ogólnego

ESSI European Strategic Safety Initiative – Europejska Strategiczna Inicjatywa Na Rzecz Bezpieczeństwa

ETA Event Tree Analysis – metoda drzewa zdarzeń

FD Flight Director – system sterowania dyspozycyjnego FIR Flight Information Region – Rejon informacji powietrznej FIS Flight Information Services – Służby Informacji Powietrznej FL flight level – poziom lotu

FMEA Failure Mode and Effects Analysis – analiza rodzajów i skutków potencjalnych wad

FMS Flight Management System – system sterowania lotem

fNIR functional Near Infrated Spectroscopy – funkcjonalne obrazowanie bliskiej podczerwieni

FNPT Flight and Navigation Procedures Trainer – urządzenie szkoleniowe do ćwiczenia procedur lotu i nawigacji

FS Five Steps – metoda pięciu kroków

FS&F Fire, Smoke & Fumes – pożar, dym i opary FTA Fault Tree Analysis – analiza drzewa błędów GA General Aviation – lotnictwo ogólne

GND ground – poziom ziemi

GS Ground Safety – bezpieczeństwo na ziemi

GSR Galvanic Skin Response – galwaniczna reakcji skóry

GTOW Glider towing related events – zdarzenia lotnicze związane z holowaniem szybowca

HAZOP Hazard and Operability Study – studium zagrożeń i zdolności działania HR Heart Rate – rytm serca

HRV Heart Rate Variability – zmienność rytmu serca

IBI InterBeat Intervals – interwały między kolejnymi uderzeniami serca ICAO International Civil Aviation Organization – Organizacja

Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego

IFCN The International Federation of Clinical Neurophysiology – Międzynarodowa Federacja Neurofizjologii Klinicznej

IFR Instrument Flight Rules – przepisy dla lotów według wskazań przyrządów

ILS Instrument Landing System – radiowy system nawigacyjny,

wspomagający lądowanie samolotu w warunkach ograniczonej

widzialności

(9)

9 IMC Instrument Meteorological Conditions – warunki meteorologiczne,

w których nie jest możliwe wykonywanie lotów VFR

IR Implementing Rules – rozporządzenia wykonawcze Komisji Europejskiej

JAA Joint Aviation Authorities – Zrzeszenie Władz Lotniczych

JAR-FCL Joint Aviation Requirements – Flight Crew Licensing – Regulacje licencjonowania personelu lotniczego

KPB Krajowy Plan Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym KPBwLC Krajowy Program Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym KWT Kontrola Wiedzy Teoretycznej

LAPL Light Aircraft Pilot Licence – licencja pilota rekreacyjnego LKAS Lane Keep Assist System – system utrzymywania pasa ruchu LOC-I Loss of Control in Flight – utrata kontroli podczas lotu MAC Mid-Air Collision – zderzenie w powietrzu

MATZ Military Aerodrome Traffic Zone – strefa ruchu lotniskowego lotniska wojskowego

MCC Multi Crew Coordination lub Multi Crew Co-operation – uprawnienia do lotów w załodze wieloosobowej

METAR METeorological Aerodrome Report – depesza służąca do przekazywania lotniskowych rutynowych obserwacji meteorologicznych

MTOW Maximum Take-off Weight – maksymalna masa startowa

NASA National Aeronautics and Space Administration – Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej w Stanach Zjednoczonych NOTAM NOtice To AirMen – depesza telekomunikacyjna Kierownictwa Lotów P Prohibited Area – strefa zakazana

PART-FCL Part Flight Crew Licensing – załącznik regulujący licencjonowanie pilotów

PAŻP Polska Agencja Żeglugi Powietrznej

PHA Preliminary Hazard Analysis – Metoda wstępnej analizy zagrożenia PKBWL Państwowa Komisja Badania Wypadków Lotniczych

PPL (A) Private Pilot Licence (Aircraft) – Licencja pilota turystycznego samolotowego

R Restricted Area strefa ograniczona RAC Risk Assessment Code – kod oceny ryzyka

RE Runway Excursion – wypadnięcie z drogi startowej

RHR Resting Heart Rate – spoczynkowa częstotliwość rytmu serca RI Runway Incursion – wtargnięcie na drogę startową

RI-A Runway Incursion-Animal – wtargnięcie zwierzęcia na drogę startową RPAS Remotely Piloted Aircraft Systems – bezzałogowy system latający RS Risk Score – metoda wskaźnika ryzyka

RSA Respiratory Sinus Arhythmia – arytmia oddechowa

RVR Runway Visual Range – zasięg widzenia wzdłuż drogi startowej

RWY runway – droga startowa

(10)

10 SARP’s Standards & Recommended Practices – wymagania i zalecane praktyki

dotyczące bezpieczeństwa

SIGMET SIGnificant METeorological Information – zwięzły opis określonych, występujących i/lub prognozowanych, istotnych zjawisk meteorologicznych na trasie lotu, które mogą wpływać na bezpieczeństwo statków powietrznych, a także obraz rozwoju tych zjawisk w czasie i w przestrzeni

SCF-NP System/Component Failure or Malfunction (Non-Powerplant) – awaria spowodowana stanem technicznym statku powietrznego niezwiązana z napędem

SCF-PP System/Component Failure or Malfunction (Powerplant) – awaria spowodowana stanem technicznym statku powietrznego związana z napędem

SMM Safety Management Manual – Podręcznik Zarządzania Bezpieczeństwem

SMR SensoriMotor Rhythm – rytm sensomotoryczny

SMS Safety Management System – System Zarządzania Bezpieczeństwem SP statek powietrzny

SPI Safety Performance Indicator – wskaźnik poziomu bezpieczeństwa SPM Safety Performance Monitoring – pomiar poziomu bezpieczeństwa SPL Sailplane Pilot Licence – Licencja pilota szybowcowego

SpO

2

saturatio – nasycenie cieczy gazem (tu: nasycenie krwi tlenem) SSP State Safety Programme – Krajowy Program Bezpieczeństwa

SWAT Subjective Workload Assessment Technique – technika subiektywnej oceny obciążenia

TAF Terminal Aerodrome Forecast – depesza zawierająca prognozę pogody dla konkretnego lotniska

TLX Task Load Index – wskaźnik obciążenia poznawczego TRA Temporary Reserved Area – strefa czasowo rezerwowana TSA Temporary Segregated Area – strefa czasowo wydzielona UAV Unmanned Aerial Vehicle – bezzałogowy statek powietrzny

UE Unia Europejska

ULC Urząd Lotnictwa Cywilnego

VFR Visual Flight Rules – przepisy dla lotów z widocznością

VMC Visual Meteorological Conditions – minima pogodowe do wykonywania lotów z widocznością

VOR VHF Omnidirectional Range – rodzaj radiolatarni stosowanej w lotnictwie, wykorzystującej pasmo radiowe 108–117,950 MHz WWD Wielokryterialne Wspomaganie Decyzji

Z zagrożenie

ZN zdarzenie niepożądane

ŹZ źródło zagrożenia

(11)

11

1. Wprowadzenie do problematyki pracy

1.1. Uwarunkowania prawne dotyczące bezpieczeństwa w transporcie lotniczym

Transport lotniczy jest najszybciej rozwijającą się gałęzią transportu [20, 47, 72].

Z uwagi na rosnącą liczbę operacji lotniczych w lotnictwie cywilnym konieczne jest zwrócenie uwagi na problem bezpieczeństwa w tym sektorze transportu [10, 48].

W przeszłości nadzór nad bezpieczeństwem w lotnictwie cywilnym w głównej mierze opierał się na weryfikacji i egzekwowaniu przez krajowe organy państwowe (takie jak Urząd Lotnictwa Cywilnego) wszystkich norm i standardów z zakresu prawa lotniczego w podmiotach lotniczych. Zadaniem przedsiębiorstw związanych z działalnością lotniczą, takich jak linie lotnicze, organizacje szkolenia lotniczego, organizacje obsługowe, instytucje zapewniające służby ruchu lotniczego czy zarządzający lotniskami, było więc jedynie przygotowanie dokumentów spełniających wymagane założenia. Zarządzanie bezpieczeństwem odbywało się więc tylko zgodnie z tzw. podejściem reaktywnym, czyli reagowaniu na zdarzenia już zaistniałe, a polegającym na podejmowaniu działań o charakterze korygującym i naprawczym.

Aktualnie zdecydowanie bardziej pożądanym, a zarazem wymaganym prawnie, jest podejście proaktywne (rys. 1.1). Polega ono na stosowaniu procedur pozwalających przewidywać powstawanie tych zdarzeń. Dzięki temu możliwe jest odziaływanie na źródła zagrożeń, co może prowadzić do ograniczenia ryzyka zagrożeń.

Rys. 1.1. Podejście proaktywne i reaktywne w zarządzaniu bezpieczeństwem [32]

Zmiana podejścia do zarzadzania bezpieczeństwem spowodowała uzupełnienie obowiązujących przepisów o weryfikację poziomu bezpieczeństwa bezpośrednio w podmiocie lotniczym. Dzięki połączeniu ich działania z działaniami podejmowanymi przez organy państwowe uzyskiwana jest większa kompleksowość w podejściu do zagadnienia. Nowe podejście do zagadnień bezpieczeństwa zostało więc oparte na dwóch podstawowych elementach [85]:

1. Systemie zarządzania bezpieczeństwem, wdrożonym i rozwijanym przez samą organizację lotniczą (ang. Safety Management System – SMS),

2. Krajowym programie bezpieczeństwa, wdrażanym i rozwijanym przez Państwo (ang. State Safety Programmes – SSP).

Podstawowym dokumentem regulującym międzynarodowe przepisy cywilnej żeglugi powietrznej jest Konwencja o Międzynarodowym Lotnictwie Cywilnym podpisana w Chicago w 1944 roku (tzw. konwencja chicagowska) [79]. Na jej mocy

zdarzenie niepożądane

podejście proaktywne podejście reaktywne

(12)

12 powołano Organizację Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego (ang. Intenational Civil Aviation Organisation, ICAO). Obecnie członkami Organizacji jest 191 państw [34].

Celem działalności ICAO jest „rozwijanie zasad i techniki międzynarodowej żeglugi powietrznej oraz popieranie planowania i rozwoju międzynarodowego przewozu lotniczego” [79]. W praktyce najważniejszymi elementami działalności ICAO są:

ustanawianie międzynarodowych norm i zalecanych metod postępowania w zakresie bezpieczeństwa, promowanie liberalizacji rynku międzynarodowego transportu lotniczego, rozwój międzynarodowego prawa lotniczego oraz kontrola przestrzegania międzynarodowych norm i zalecanych metod postępowania [79, 106]. Kompetencje ICAO są zatem bardzo szerokie. Organizacja koordynuje i sprawdza działanie podmiotów lotniczych, w tym celu stosuje międzynarodowe Normy i Zalecone Metody Postępowania (ang. Standards and Recommended Practices, SARP’s), które zawarte są w 19 załącznikach do Konwencji.

Kwestie związane z zarządzaniem bezpieczeństwem zaczęły być wprowadzane do poszczególnych załączników już w 2006 roku (Załącznik 1 – Licencjonowanie Personelu [80], Załącznik 6 – Eksploatacja statków powietrznych [87], Załącznik 8 – Zdatność do lotu statków powietrznych [88], Załącznik 11 – Służby ruchu lotniczego [81], Załącznik 13 – Badanie wypadków i incydentów lotniczych [82] i Załącznik 14 – Lotniska [83, 84]). W 2013 roku postanowiono jednak wprowadzić nowy dokument – Załącznik 19 – w całości poświęcony zagadnieniom związanym z zarządzaniem bezpieczeństwem w lotnictwie cywilnym [12, 85]. Wspomniany Załącznik 19 reguluje zarówno kwestie związane z zarządzaniem bezpieczeństwem w podmiotach lotniczych (SMS), jak i wymagania dotyczące krajowych programów bezpieczeństwa (SSP).

W Polsce oba elementy są ze sobą powiązane i występują pod wspólną nazwą: Krajowy Program Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym (KPBwLC). Jest to „zbiór regulacji i działań mających na celu poprawę bezpieczeństwa, służących do zarządzania bezpieczeństwem w lotnictwie cywilnym na poziomie całego państwa, jako jednego podmiotu” [74]. Tym samym należy przyjąć, że SMS w podmiotach lotniczych, jako narzędzie zarządzania bezpieczeństwem w skali mikro jest warunkiem koniecznym dla istnienia KPBwLC, jako zarządzania bezpieczeństwem w skali makro [74]. Zgodnie z zaleceniami zawartymi w Załączniku 19 ICAO System Zarządzania Bezpieczeństwem każdego podmiotu (zarówno SMS, SSP, jak i KPBwLC) powinien posiadać cztery główne filary: polityka i cele bezpieczeństwa, zarządzanie ryzykiem, zapewnianie bezpieczeństwa i promowanie bezpieczeństwa (rys. 1.2).

Rys. 1.2. Filary systemu zarządzania bezpieczeństwem; opracowanie własne na podstawie [74]

(13)

13 Przez pojęcie „polityka i cele bezpieczeństwa” rozumie się ustanawianie metod i procesów, które będą stosowane dla osiągnięcia określonych celów i wyników. Polityka bezpieczeństwa ma być deklaracją i wyrazem zasad stanowiących kulturę bezpieczeństwa organizacji, jakimi zamierza się kierować zarządzający daną organizacją [74]. Ważnym elementem jest zapewnienie, że wszystkie podmioty danej organizacji (personel) muszą zostać z nią zapoznane.

Drugim, a zarazem jednym z kluczowych filarów, jest zarządzanie ryzykiem.

Według zaleceń ICAO, przełożonych na KPBwLC, dzieli się go na dwa główne obszary:

„proces identyfikowania zagrożeń” oraz „procesy oceny i ograniczania ryzyka” [74].

Pierwszy z nich dotyczy bieżącego prowadzenia procesu rozpoznawania źródeł zagrożeń związanych z działalnością podmiotu lotniczego. Ważne jest tu połączenie zarówno podejścia reaktywnego, jak i proaktywnego. Po analizie ryzyka można przystąpić do drugiego procesu – związanego z szacowaniem i ograniczaniem ryzyka zagrożeń.

Zapewnianie bezpieczeństwa obejmuje ocenę wyników osiąganych w trakcie zarządzania bezpieczeństwem, a także umożliwia ich stałą poprawę [74]. Ustawodawca przewiduje tu trzy etapy. Pierwszy związany jest z monitorowaniem poziomu bezpieczeństwa. Podmiot lotniczy zobowiązany jest do opracowania i utrzymania niezbędnych środków w celu sprawdzenia poziomu bezpieczeństwa i sprawdzeniu skuteczności kontroli ryzyka. Drugi dotyczy zarządzania zmianami i zobowiązuje podmiot do działania predykcyjnego związanego z analizą następstw zmian, które planowane są do wprowadzenia. Bezpośrednio przekłada się to na przygotowanie systemów bezpieczeństwa zanim nastąpią zmiany w organizacji. Ostatnim etapem jest

„ciągłe udoskonalanie systemu bezpieczeństwa”, w którym to podmiot prowadzi formalny proces oceny wydajności SMS celem ciągłego podnoszenia efektywności jego działania [32].

Ostatnim z filarów Systemu Zarządzania Bezpieczeństwem, zalecanym przez ICAO, jest promowanie bezpieczeństwa. Należy dwojako rozumieć to pojęcie.

Po pierwsze chodzi zapewnienie odpowiedniego wyszkolenia personelu w zakresie bezpieczeństwa. Specjalnie powołany pracownik – kierownik ds. bezpieczeństwa (ang. Safety Manager) opracowuje program szkoleń dla pracowników dostosowany do zakresu ich obowiązków. Dodatkowo zobowiązany jest do opracowania i utrzymywania formalnych sposobów do przekazywania informacji dotyczących norm, procedur postępowania i kultury bezpieczeństwa. Kierownik ds. bezpieczeństwa odpowiedzialny jest również za proces identyfikacji zagrożeń, analizy i oceny ryzyka, a także norm postępowania wobec ryzyka.

Oprócz zasad wynikających z Konwencji chicagowskiej, na terytorium

Rzeczypospolitej Polskiej obowiązują przepisy europejskie. W odróżnieniu od regulacji

ICAO, mających charakter rekomendacji, przepisy europejskie wynikające zarówno

z rozporządzenia bazowego jak i rozporządzeń wykonawczych, obowiązują

w Rzeczypospolitej Polskiej bezpośrednio i bez wyjątków [74]. Podstawowe przepisy

dotyczące Systemu Zarządzania można odnaleźć w rozporządzeniu Parlamentu

Europejskiego i Rady (WE) nr 216/2008 z dnia 20 lutego 2008 r. w sprawie wspólnych

zasad w zakresie lotnictwa cywilnego i utworzenia Europejskiej Agencji Bezpieczeństwa

Lotniczego oraz uchylającym dyrektywę Rady 91/670/EWG, rozporządzenie (WE)

(14)

14 nr 1592/2002 i dyrektywę 2004/36/WE (Dz. Urz. UE L 79 z 19.03.2008, str. 1, z późn.

zm.), zwanym dalej „rozporządzeniem bazowym” (ang. Basic Regulation, BR). Wymogi wynikające z rozporządzenia bazowego są precyzowane w tzw. rozporządzeniach wykonawczych Komisji Europejskiej (ang. Implementing Rules, IR). Do rozporządzeń wykonawczych związanych z SMS zalicza się [74]:

 rozporządzenie Komisji (UE) nr 1178/2011 z dnia 3 listopada 2011 r.

Ustanawiające wymagania techniczne i procedury administracyjne odnoszące się do załóg w lotnictwie cywilnym zgodnie z rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 216/2008 (Dz. Urz. UE L 311 z 25.11.2011, str. 1, z późn. zm.),

 rozporządzenie Komisji (UE) nr 965/2012 z dnia 5 października 2012 r.

Ustanawiające wymagania techniczne i procedury administracyjne odnoszące się do operacji lotniczych zgodnie z rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 216/2008 wraz ze zmianami (Dz. Urz. UE L 296 z 25.10.2012, str. 1, z późn. zm.),

 rozporządzenie Komisji (UE) nr 1035/2011 z dnia 17 października 2011 r.

Ustanawiające wspólne wymogi dotyczące zapewniania służb żeglugi powietrznej oraz zmieniające rozporządzenia (WE) nr 482/2008 i (UE) nr 691/2010 (Dz. Urz.

UE L 271 z 18.10.2011, str. 23, z późn. zm.),

 rozporządzenie Komisji (UE) nr 139/2014 z dnia 12 lutego 2014 r. Ustanawiające wymagania oraz procedury administracyjne dotyczące lotnisk zgodnie z rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 216/2008 (Dz. Urz.

UE L 44 z 14.02.2014, str. 1),

 rozporządzenie Komisji (UE) nr 2015/340 z dnia 20 lutego 2015 r. Ustanawiające wymagania techniczne i procedury administracyjne dotyczące licencji i certyfikatów kontrolerów ruchu lotniczego zgodnie z rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 216/2008, zmieniające rozporządzenie wykonawcze Komisji (UE) nr 923/2012 i uchylające rozporządzenie Komisji (UE) nr 805/2011 (Dz. Urz. UE L 63 z 06.03.2015, str. 1) – wejście w życie na terytorium RP od 1 stycznia 2017 r.,

 rozporządzenie Komisji (UE) nr 1321/2014 z dnia 26 listopada 2014 r. w sprawie ciągłej zdatności do lotu statków powietrznych oraz wyrobów lotniczych, części i wyposażenia, a także w sprawie zezwoleń udzielanych instytucjom i personelowi zaangażowanym w takie zadania (Dz. Urz. UE L 362 z 17.12.2014, str. 1),

 rozporządzenie Komisji (UE) nr 748/2012 z dnia 3 sierpnia 2012 r. Ustanawiające przepisy wykonawcze dotyczące certyfikacji statków powietrznych i związanych z nimi wyrobów, części i akcesoriów w zakresie zdatności do lotu i ochrony środowiska oraz dotyczące certyfikacji organizacji projektujących i produkujących (Dz. Urz. UE L 224 z 21.08.2012, str. 1, z późn. zm.).

Tym samym przepisy dotyczące SMS wynikające z rozporządzeń unijnych

wymienionych powyżej są obowiązujące, a Prezes ULC prowadzi bieżący nadzór nad ich

przestrzeganiem. W zakresie SSP założenia europejskie przewidują dwa elementy:

(15)

15 1. Europejski Program Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym (ang. European

Aviation Safety Programme – EASP),

2. Europejski Plan Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym (ang. European Aviation Safety Plan – EASp).

W związku z powyższym Urząd Lotnictwa Cywilnego podjął decyzję o utworzeniu dwóch dokumentów – Krajowego Programu Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym (KPBwLC) [74] oraz Krajowego Planu Bezpieczeństwa [117], będącego załącznikiem do Krajowego Programu i uzupełnieniem wymagań Komisji Europejskiej. Tym samym zakres merytoryczny dokumentów opiera się na Załączniku 19 ICAO, natomiast forma odpowiada wzorcom europejskim, zawartym w EASP i EASp (rys. 1.3).

Rys. 1.3. Metodyka utworzenia Krajowego Programu Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym [56]

Krajowy Program Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym ma na celu przede

wszystkim zintegrowanie działań państwa związanych z zarządzaniem bezpieczeństwem

w obszarze legislacji, polityki i celów państwa, jak również promowanie bezpieczeństwa

oraz nadzór nad systemami zarządzania bezpieczeństwem podmiotów prowadzących

lotniczą działalność gospodarczą. Krajowy Plan Bezpieczeństwa na lata 2017 – 2020

(KPB), stanowiący załącznik do KPBwLC ma na celu wskazanie obszarów zagrożeń,

które zostaną objęte procedurą szczególnych analiz i nadzoru Prezesa ULC.

(16)

16

1.2. Stan bezpieczeństwa lotniczego

Organizacją odpowiedzialną za opracowywanie i wdrażanie międzynarodowych przepisów regulujących bezpieczeństwo ruchu lotniczego i ekonomię transportu lotniczego jest Organizacja Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego ICAO [106].

Co roku ICAO wydaje raport bezpieczeństwa (Safety Report) [33], w którym omawiany jest stan bezpieczeństwa i najważniejsze zdarzenia lotnicze minionego roku.

We wspomnianym raporcie ICAO podkreśla swoja współpracę z całą międzynarodową społecznością lotnictwa w celu osiągnięcia kluczowych elementów utrzymania witalności lotnictwa cywilnego, czyli zapewnienia bezpiecznego, skutecznego i jak najmniej obciążającego środowisko naturalne lotu na poziomie globalnym, regionalnym i krajowym [33]. Na postawie raportu z 2016 roku wynika, że w 2015 roku miało miejsce 92 wypadków lotniczych, w wyniku których śmierć poniosło 474 osoby [33]. Oznacza to, że liczba wypadków lotniczych zmniejszyła o 5% w stosunku do roku poprzedniego.

Należy zauważyć, że raport ICAO obejmuje jednak tylko statki powietrzne o maksymalnej masie startowej (ang. Maximum Take-off Weight, MTOW) powyżej 5 700 kg, przez co pominiętych jest większość operacji lotnictwa ogólnego (ang. General Aviation, GA).

W Europie organizacją odpowiedzialną za problemy bezpieczeństwa ruchu lotniczego jest Europejska Agencja Bezpieczeństwa Lotniczego (ang. European Aviation Safety Agency, EASA), która rozpoczęła działalność we wrześniu 2003 roku [107].

Do głównych celów EASA zalicza się: ustanowienie i utrzymanie wysokiego, ujednoliconego poziomu bezpieczeństwa lotnictwa cywilnego w Europie, ułatwienie swobodnego przepływu osób, towarów i usług oraz propagowanie poglądów Unii Europejskiej w zakresie norm i przepisów bezpieczeństwa lotnictwa cywilnego na całym świecie [107]. EASA, od 2005 roku, wydaje corocznie obszerny raport dotyczący bezpieczeństwa transportu lotniczego w Europie (Annual Safety Review) [23, 66]. Analiza przeprowadzona w ramach tegorocznego przeglądu ma na celu określenie najczęstszych kluczowych obszarów ryzyka i związanych z nimi kwestii bezpieczeństwa, które prowadzą do wypadków w każdej z poszczególnych dziedzin operacyjnych lotnictwa. W przeciwieństwie do ICAO, EASA dzieli sektor lotnictwa na większą liczbę kategorii, rozróżniając transport zarobkowy i niezarobkowy, rekreacyjny, a nawet bezzałogowe statki powietrzne. W 2015 roku zanotowano 84 wypadki lotnicze, w których śmierć poniosło 283 ofiary. Podstawową różnicą pomiędzy lotnictwem zarobkowym a niekomercyjnym jest stosunek liczby wypadków do liczby ofiar w nich poszkodowanych. Podczas gdy zdecydowanie najwięcej wypadków zanotowano w sektorze lotnictwa niekomercyjnego – aż 47, w kategorii transportu zarobkowego zanotowano tylko jeden wypadek. Analizując jednak liczbę ich ofiar – w lotnictwie niekomercyjnym zginęło 72 osoby, a w transporcie zarobkowym liczba ta sięgnęła 150.

W zestawieniach EASA brane są pod uwagę tylko zdarzenia, których bezpośrednim

skutkiem jest utrata zdrowia lub życia podróżnych lub znaczące uszkodzenie sprzętu, stąd

w zestawieniu brak jest danych dotyczących incydentów lotniczych. Zdarzenia takie

co prawda cechują się mniej dotkliwymi dla społeczeństwa skutkami, należy jednak

pamiętać, że mają duży wpływ na poziom bezpieczeństwa lotniczego.

(17)

17 Główną instytucją odpowiedzialną za bezpieczeństwo w transporcie lotniczym w Polsce jest Urząd Lotnictwa Cywilnego (ULC). Jest on odpowiedzialny za wdrażanie przepisów regulujących działalność lotniczą w kraju. W ramach ULC powołano Biuro Zarządzania Bezpieczeństwem w Lotnictwie Cywilnym. Do jego zadań należy nadzorowanie, koordynowanie i prowadzenie spraw dotyczących zarządzania bezpieczeństwem w lotnictwie cywilnym, w tym przede wszystkim tworzenie, aktualizacja i koordynacja Krajowego Programu Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym (KPBwLC). ULC nie prowadzi jednak badań zdarzeń lotniczych. Do tego celu, w 2002 roku powołano niezależną i stałą Państwową Komisję Badania Wypadków Lotniczych (PKBWL). Komisja działa przy ministrze właściwym do spraw transportu (od 2011 roku Ministerstwo Infrastruktury i Budownictwa).

Komisja corocznie publikuje Statystykę Zdarzeń Lotniczych [54], która jest prezentowana podczas Krajowych Konferencji Bezpieczeństwa Lotów organizowanych przez Urząd Lotnictwa Cywilnego. W 2016 roku Konferencja odbywała się dnia 17 listopada, stąd dane dotyczące zdarzeń w nim wynikłych dotyczą tylko okresu od stycznia do października 2016 roku.

Ustawa Prawo Lotnicze wśród typów zdarzeń lotniczych wyróżnia: wypadki, poważne incydenty i incydenty [122]. Przez wypadek lotniczy rozumie się zdarzenie związane z eksploatacją statku powietrznego, które zaistniało od chwili, gdy jakakolwiek osoba weszła na jego pokład z zamiarem wykonania lotu, do momentu, gdy wszystkie osoby znajdujące się na pokładzie opuściły ten statek powietrzny, i podczas którego:

jakakolwiek osoba doznała obrażeń ze skutkiem śmiertelnym lub poważnego obrażenia ciała, statek powietrzny został uszkodzony lub nastąpiło zniszczenie jego konstrukcji lub statek powietrzny zaginął lub znajduje się w miejscu, do którego dostęp jest niemożliwy [122]. Poważnym incydentem lotniczym jest zdarzenie, którego okoliczności zaistnienia wskazują, że nieomal doszło do wypadku lotniczego [122]. Jako incydent lotniczy uważa się zdarzenie inne niż wypadek lotniczy, związane z eksploatacją statku powietrznego, które ma wpływ lub mogłoby mieć wpływ na jej bezpieczeństwo [122]. W raportach PKBWL zachowana jest niniejsza nomenklatura.

W 2016 roku PKBWL zarejestrowała 2 867 zdarzeń lotniczych, z czego 141

zakwalifikowano jako wypadki, 28 jako poważne incydenty oraz 2 698 jako incydenty

lub inne zgłoszenia [54]. Porównując dane z rokiem 2015 liczba wypadków zmniejszyła

się o 7%, a liczba poważnych incydentów o 45%. Z kolei liczba incydentów i innych

zgłoszeń zwiększyła się o 8,4% (rys. 1.4a). W sektorze lotnictwa ogólnego w 2016 roku

zarejestrowano 492 zdarzenia. W porównaniu z rokiem 2015, w którym liczba ta

wyniosła 528, zanotowano zmniejszenie tej liczby o 7% (Rys. 1.4b). Podobnie jak

w przypadku ogólnej liczby zdarzeń lotniczych zmniejszyła się liczba wypadków

i poważnych incydentów, a liczba incydentów i zgłoszeń zwiększyła się o 2%. Należy

jednak pamiętać, że dane za rok 2016 odnoszą się jedynie do 10 miesięcy tego roku

i mogą jeszcze ulec zmianie [54]. Porównując liczbę wypadków w sektorze lotnictwa

ogólnego do liczby wypadków ogółem można zauważyć, że w 2015 roku ich stosunek

wyniósł 92%, w 2016 roku póki co 80%. Z kolei liczba incydentów i zgłoszeń prezentuje

odwrotną zależność – w 2015 roku zgłoszenia i incydenty w GA stanowiły 15%,

w 2016 roku – 13%.

(18)

18

a) b)

Rys. 1.4. Liczba zdarzeń lotniczych w Polsce w latach 2015-2016, gdzie:

a) liczba zdarzeń ogółem, b) liczba zdarzeń w sektorze lotnictwa ogólnego;

opracowanie własne na podstawie [54]

Zwiększona liczba zgłoszeń spowodowana jest wdrożeniem i przestrzeganiem obowiązków wynikających z KPBwLC. Opisano w nim metody zapewniania bezpieczeństwa, rozumiane jako obowiązkowy system zgłaszania zdarzeń lotniczych (dla podmiotów lotniczych) oraz dobrowolny i poufny system zgłaszania informacji mających wpływ na bezpieczeństwo w lotnictwie cywilnym (dla użytkowników przestrzeni powietrznej). Pierwszy z systemów nakłada na podmioty lotnicze obowiązek zgłoszenia do PKBWL zaistniałych zdarzeń polegających na przerwie w działaniu, wadzie, uszkodzeniu statku powietrznego lub jego elementu albo innych okoliczności, które miały lub mogły mieć wpływ na bezpieczeństwo lotu. Zgłoszenie takiego zdarzenia powinno być dokonane do PKBWL w ciągu 72h od momentu zaistnienia [74]. W celu usprawnienia systemu obowiązkowego zgłaszania wprowadzono zapis w Ustawie Prawo Lotnicze [122], który zakazuje dyskryminowania pracowników, którzy dokonali zgłoszenia (art. 135a ust. 5 ustawy). Dodatkowym zabezpieczeniem jest zapis mówiący o zaniechaniu wszczęcia postępowania karnego wobec naruszeń prawa popełnionych nieumyślnie (z wyjątkiem przypadków rażącego niedbalstwa). Analiza zgłoszonych zdarzeń pozwala na opracowywanie i aktualizację Krajowego Planu Bezpieczeństwa.

Poufny system zgłaszania informacji mających wpływ na bezpieczeństwo w lotnictwie cywilnym prowadzony jest przez Zespół Identyfikowania Zagrożeń w Lotnictwie Cywilnym funkcjonujący przy ULC. Został on powołany w 2008 roku na mocy obwieszczenia Prezesa ULC o wprowadzeniu dobrowolnego i poufnego systemu zgłaszania informacji mających wpływ na bezpieczeństwo lotów w lotnictwie cywilnym (Dziennik Urzędowy ULC nr 14 z 2008 r.). Podstawowym założeniem funkcjonowania Zespołu jest to, że za jego pośrednictwem mają być zbierane informacje pochodzące od środowiska lotniczego, które pozwolą na wskazanie potencjalnych obszarów zagrożeń dla bezpieczeństwa działalności lotniczej.

Należy jednak zwrócić uwagę na różnicę pomiędzy liczbą zgłoszeń pomiędzy

sektorem lotnictwa ogólnego a komercyjnego. W tym pierwszym liczba zgłoszeń jest

około 3 razy większa od liczby wypadków. W lotnictwie komercyjnym stosunek ten

wynosi 89:1 (na 25 wypadków lotniczych przypadło aż 2225 zgłoszeń). Świadczy to

(19)

19 o skuteczności działania wprowadzonego systemu zarządzania bezpieczeństwem w organizacjach lotniczych (SMS). Lotnictwo komercyjne cechuje się większą świadomością bezpieczeństwa. Wprowadzone programy przynoszą wymierne efekty dzięki promocji bezpieczeństwa, szkoleniom oraz prowadzeniu działań zmierzających na celu podnoszenie poziomu bezpieczeństwa. W lotnictwie ogólnym występuje zdecydowanie większe rozproszenie użytkowników. Wielu pilotów nie jest stowarzyszonych w aeroklubach i operacje lotnicze wykonuje wyłącznie rekreacyjnie.

Oznacza to, że nie są prawnym podmiotem lotniczym i nie mają obowiązku opracowania, wdrożenia i przestrzegania zasad SMS.

1.3. Ograniczanie ryzyka zagrożeń w procesie zarządzania ryzykiem Zgodnie z SARP’s ICAO, prawem UE oraz Krajowym Programem Bezpieczeństwa w Lotnictwie Cywilnym organizacje lotnicze są zobligowane do wprowadzenia systemu zarządzania bezpieczeństwem związanego ze swoją działalnością lotniczą. System taki, może zostać oparty na koncepcjach znanych metod zarządzania ryzykiem. Zadaniem tych metod jest ciągłe doskonalenie wybranych obszarów aktywności ludzi z punktu widzenia generowanego w tych obszarach ryzyka [136]. Dla obszarów aktywności ludzi, w których odbywają się procesy transportu, naturalnym jest przyjęcie ogólnych zasad zintegrowanej metody zarzadzania ryzykiem w oparciu o podejście klasyczne (rys. 1.5).

W najogólniejszym opisie proces zarządzania ryzykiem może być opisany jako integracja dwóch faz: oceny ryzyka i reagowania na nie (rys. 1.5).

Rys. 1.5. Idea integracji dwóch faz w metodach zarządzania ryzykiem zagrożeń [41, 134, 136]

Jedną z metod zarządzania ryzykiem zagrożeń jest metoda zintegrowanego zarządzania ryzykiem TRANS-RISK dedykowana do systemów transportowych [41, 134, 136]. Zgodnie z koncepcją tej metody poszczególne fazy składają się z komponentów. W ocenie ryzyka wyróżnić można dwie składowe: analizę oraz wartościowanie ryzyka. W fazie reagowania na ryzyko wskazano na trzy składowe:

postępowanie wobec ryzyka, monitorowanie ryzyka i komunikowanie o ryzyku (rys. 1.6).

(20)

20 Rys. 1.6. Schemat ideowy składowych faz zintegrowanej metody zarządzania ryzykiem

w transporcie TRANS-RISK [37, 41, 136]

Postępowanie wobec ryzyka definiowane jest jako zajęcie aktywnej postawy wobec zagrożeń zidentyfikowanych w obszarze analiz systemu transportu i generowanego przez nie ryzyka [136]. Autorzy prac [41, 136] przez aktywną postawę rozumieją działania zmierzające do:

 unikania ryzyka,

 redukowania ryzyka,

 przenoszenia ryzyka,

 zatrzymywania ryzyka na określonym poziomie.

W praktyce rzadko możliwe jest zastosowanie tylko jednej z tych strategii. Stosuje się więc ich kombinacje celem osiągnięcia zamierzonego efektu [41, 136]. Wyboru poszczególnego działania ograniczającego ryzyko zagrożeń należy dokonać przy uwzględnieniu m.in. skuteczności danego działania wobec rozpatrywanego ryzyka (jeżeli jest znane), rachunku kosztów i korzyści, praktyczności jego wprowadzenia, możliwości pojawienia się nowych źródeł zagrożeń czy doświadczenia z przeszłości. Przykładami działań łagodzenia ryzyka może być modyfikacja zadania w taki sposób, aby zmienić trasę, porę doby lub roku czy technologię, wprowadzenie dodatkowych szkoleń, instalowanie systemów ratowniczych, wyposażenie załogi w spadochrony czy też zaniechanie wykonania danego zadania [32].

Wszystkie procesy zarządzania ryzykiem oraz działania związane z ograniczaniem ryzyka muszą być dokumentowane i archiwizowane. W szczególności utrwalone musi być akceptowanie przez odpowiednie osoby ryzyka w zadaniach, które będą wykonywane, ale istniejące ryzyko nie może być bardziej obniżone (do poziomu akceptowanego). Jest to dowód na wzięcie przez daną osobę odpowiedzialności za bezpieczeństwo operacji, która jest poddana danemu ryzyku. Oczywiście ta osoba zgodnie z SMS musi mieć uprawnienia do akceptacji ryzyka na danym poziomie.

Z reguły jest to kierownik danego obszaru działalności lotniczej organizacji lub

tzw. kierownik odpowiedzialny [35].

(21)

21

1.4. System monitorujący kondycję psychofizyczną pilota jako metoda ograniczania ryzyka zagrożeń

Badania nad człowiekiem w układzie operator–maszyna są aktualnym tematem prac badawczych na całym świecie [2, 3, 4, 7, 9, 17, 25, 38, 63, 64, 75, 77, 89, 93, 103- 105, 124, 127, 130]. Pomimo rosnącej roli robotyki, automatyki czy innych zintegrowanych procesów technologicznych, człowiek jako operator nadal pozostaje najbardziej istotnym elementem w układach sterowania zarówno obiektami, jak i procesami. Analiza działań, sekwencji wykonywanych czynności czy kontrola reakcji stanowią punkt wyjścia do badań nad zwiększeniem bezpieczeństwa podczas wykonywanych czynności w układzie człowiek–maszyna. Tyczy się to zarówno bezpieczeństwa samego operatora, jak i przede wszystkim środowiska działania tego układu.

Liczba zadań, jakie wykonuje operator powoduje zwiększenie obciążenia poznawczego, które wykorzystuje jego zasoby potrzebne do właściwego wykonania zadania, tzw. zasoby poznawcze. Według Śpiewaka [109] pojęcie obciążenia poznawczego odnosi się do stopnia zaangażowania zasobów poznawczych w bieżącą aktywność podmiotu. Definicja podana przez Patten [89] zakłada, że termin „obciążenie poznawcze” odnosi się do zapotrzebowania operatora na zasoby poznawcze (rys. 1.7).

W zależności od złożoności zadania (oś x) rośnie zużycie zasobów poznawczych (linia ciągła) a efektywność początkowo jest stale wysoka (przerywana linia). W chwili osiągnięcia maksimum zużycia zasobów system poznawczy, który zajmuje się kodowaniem, przetwarzaniem i w końcu odtwarzaniem informacji, nie jest w stanie kompensować dostępnymi zasobami wymogów sytuacji zadaniowej [109]. Dochodzi wtedy do tzw. przeciążenia poznawczego.

Rys. 1.7. Przeciążenie poznawcze [57, 89, 109]

Efektywność wykonania zadania (%) Zużycie zasobów poznawczych

100 %

Efektywność wykonania zadania (%)

0 % Bardzo wysoka

PRZECIĄŻENIE

POZNAWCZE

Zużycie zasobów poznawczych

Maksimum

Minimum Bardzo

niska

Złożoność zadania

(22)

22 Efektem przeciążenia poznawczego jest spadek efektywności wykonywania zadań.

Operator, którego system poznawczy jest nadmiernie obciążony będzie reagował wolniej, a także pomijał pewne informacje. Skutkuje to dłuższym czasem reakcji oraz tendencją do popełniania większej liczby błędów, a także obniżeniem jakości lub sprawności wykonywania zadania, w tym zdolności do podejmowania prawidłowych decyzji [3, 59].

W realizacji zadań operatora (pilota) przejawia się to m.in. mniejszą płynnością ruchów, niewłaściwym doborem parametrów lotu i gwałtownymi zmianami prędkości oraz wysokości lotu. Konsekwencją takiego stanu może być utrata panowania nad statkiem powietrznym.

Już w 1990 roku zauważono, że kwestie związane z bezpieczeństwem są często powiązane i mają podobną naturę bez względu na dziedzinę [108]. Jest to podstawą do tworzenia zintegrowanych systemów bezpieczeństwa czy wykorzystywania pewnych zauważonych tendencji w różnych dziedzinach. Szczególnie wyraźne podobieństwa zidentyfikować można w transporcie. W różnych jego gałęziach analizowany jest porównywalny system: człowiek – jako operator oraz środek transportu – jako środowisko jego pracy. Dlatego możliwe jest wykorzystywanie podobnych założeń, metod analiz czy systemów bezpieczeństwa. Najwięcej opracowań z tego zakresu dotyczy wpływu kondycji psychofizycznej i zmęczenia kierowcy na bezpieczeństwo ruchu drogowego [4, 64, 93]. Szacuje się, że około 10-20% wypadków drogowych powodowane jest przez zmęczenie kierowców [52, 128]. W podziale na kierowców zawodowych i niezawodowych liczba ta wynosi kolejno 12% i 15-25% [93], co świadczy o tym, że częściej problem spotykany jest u kierowców prywatnych.

Mimo wprowadzenia różnorodnych urządzeń technicznych, wspomagających pracę pilota w czasie lotu lub zastępujących go, działanie człowieka w układzie sterowania nadal decyduje o efektywności i bezpieczeństwie lotu. Odpowiednie monitorowanie obciążenia poznawczego operatora, może więc doprowadzić do zmniejszenia liczby błędów popełnianych w wyniku braku wystarczających zasobów poznawczych. Jedną z możliwych, a zarazem skutecznych metod pozwalającą ograniczyć ryzyko zagrożeń, w których jednym ze źródeł zagrożeń jest nadmierne obciążenie systemu poznawczego operatora jest bieżące jego monitorowanie.

Badania obciążenia poznawczego ze względu na charakter można podzielić

na subiektywne, obiektywne, behawioralne oraz oparte na wskaźnikach środka transportu

[93]. Pierwsze z nich opierają się na subiektywnej ocenie obciążenia przez badanego

i są realizowane w postaci testów lub kwestionariuszy. W celach badawczych

zdecydowanie częściej stosowane są metody obiektywne. Są one związane z pomiarem

parametrów fizjologicznych niezależnie od operatora (np. bioelektryczna aktywność

mózgu lub utlenowanie krwi). Metody behawioralne oznaczają wykrywanie symptomów

obciążenia takich jak ziewanie, zamykanie oczu, zbyt długie sakady (intensywne ruchy

gałki ocznej, polegające na bardzo szybkim przemieszczaniu punktu koncentracji wzroku

z jednego miejsca w inne) czy fiksacje (relatywnie stała pozycja gałki ocznej, w trakcie

której następuje skupienie uwagi). Z kolei określenie niesprawności operatora oparte na

wskaźnikach pojazdu to na przykład monitorowanie ruchów kierownicy, sterów,

zachowanie odpowiednich parametrów (położenie w pasie drogi, zadana wysokość lotu).

(23)

23

2. Problemy badawcze oraz cel i zakres pracy 2.1. Obszar problemowy pracy

Aktualne uwarunkowania prawne wymagają od podmiotów lotniczych opracowania, wdrożenia i przestrzegania zasad zawartych w systemie zarządzania bezpieczeństwem (SMS) zatwierdzonym przez władzę lotniczą. Dodatkowo, każde państwo opracowuje swój Krajowy Program Bezpieczeństwa (w Polsce: KPBwLC) uzupełniony Krajowym Planem Bezpieczeństwa. Oba te elementy (SMS i KPBwLC) tworzą spójną całość łączącą reaktywne i proaktywne podejście do zarządzania ryzykiem, i kompleksowo ujmują zagadnienie zarządzania bezpieczeństwem w transporcie lotniczym. Można by uznać, że problem bezpieczeństwa i zarządzania nim w transporcie lotniczym jest rozwiązany, poziom bezpieczeństwa jest monitorowany, a mechanizmy nadzoru nad zagrożeniami funkcjonują prawidłowo. Jednak mimo starań władz, urzędów i instytucji odpowiedzialnych nadal powszechne jest zjawisko występowania wypadków i incydentów. W 2016 roku PKBWL zarejestrowała 2 867 zdarzeń lotniczych, z czego 141 zakwalifikowano jako wypadki, 28 jako poważne incydenty oraz 2 698 jako incydenty lub inne zgłoszenia [54]. Pomimo faktu, że liczba wypadków lotniczych ze skutkiem śmiertelnym zmniejsza się, zgodnie z filozofią i polityką bezpieczeństwa nadal zasadnym jest prowadzenie prac pozwalających osiągać i utrzymywać stan bezpieczeństwa w systemach transportu lotniczego i ograniczać ryzyko zagrożeń tam identyfikowanych.

Zdaniem autorki niniejszej rozprawy zasadne jest więc prowadzenie prac nad doskonaleniem systemu zarządzania bezpieczeństwem w aspekcie ograniczania ryzyka zagrożeń. W ramach tego systemu realizowany jest proces zarządzania ryzykiem, który zwykle składa się z dwóch faz: fazy oceny ryzyka oraz fazy postępowania wobec ryzyka.

Jako postępowanie wobec ryzyka rozumie się zajęcie aktywnej postawy wobec zagrożeń zidentyfikowanych w obszarze analiz systemu transportu i generowanego przez nie ryzyka [41]. Jedną z możliwości reagowania na ryzyko jest jego redukowanie lub ograniczanie.

Wśród sposobów ograniczania ryzyka zagrożeń szczególną uwagę zwraca możliwość monitorowania stanu psychofizycznego pilota i wspomaganie jego pracy w sytuacji niedoboru zasobów poznawczych. Dostępne metody badawcze pozwalają na bieżącą obserwację zdolności pilota do wykonywania powierzonych mu zadań.

Upoważnia to do stwierdzenia, że zastosowanie takich rozwiązań umożliwi zmniejszenie prawdopodobieństwa aktywizacji zagrożeń związanych ze złym stanem psychofizycznym pilota i tym znacząco wpłynie na redukcję ryzyka tych zagrożeń.

Rozprawa dotyczy zagadnień postępowania wobec ryzyka zagrożeń w lotnictwie ogólnym, które jest elementem systemu zarządzania bezpieczeństwem (rys. 2.1).

Wyrazem tego postępowania jest m.in. powoływanie i badanie odpowiednich systemów

bezpieczeństwa, umożliwiających redukowanie ryzyka zagrożeń. Jako przykład takiego

systemu zaproponowano system monitorowania stanu psychofizycznego pilota

i wspomagania jego działań w sytuacji niedoboru zasobów poznawczych w czasie

rzeczywistym.

(24)

24 Rys. 2.1. Schemat ideowy lokalizacji systemu monitorującego stan psychofizyczny

pilota w systemie zarządzania bezpieczeństwem 2.2. Cel i zakres pracy

Proces ograniczania ryzyka zagrożeń jest procesem złożonym. Jego realizacja wymaga zidentyfikowania obecnego stanu oraz określenia obszarów, na które można oddziaływać celem uzyskania oczekiwanych rezultatów. Niniejsza praca jest zatem próbą rozwiązania problemu badawczego związanego z ograniczeniem ryzyka zagrożeń w transporcie lotniczym. Na podstawie zdefiniowanego obszaru badawczego sformułowano cel pracy: ograniczenie ryzyka zagrożeń w lotnictwie ogólnym przez zastosowanie systemu monitorującego kondycję psychofizyczną pilota i wspomagającego jego pracę w sytuacji niedoboru zasobów poznawczych.

Cel pracy zostanie osiągnięty poprzez realizację następujących zadań badawczych:

1. Analiza stanu wiedzy w zakresie możliwości określania stanu psychofizycznego pilota wraz z wielkokryterialnym wyborem metody badań.

2. Analiza procesu zarządzania ryzykiem uwzględniająca zagadnienia analizy i oceny ryzyka zagrożeń oraz przegląd obecnie stosowanych metod szacowania ryzyka zagrożeń.

3. Przeprowadzenie oceny ryzyka zagrożeń w locie w przestrzeni niekontrolowanej

według przepisów dla lotów z widocznością VFR za pomocą autorskiej metody

szacowania ryzyka zagrożeń MICE-RISK.

(25)

25 4. Identyfikacja obszarów krytycznych, dla których możliwe jest zastosowanie

działania pozwalającego na ograniczenie ryzyka zagrożeń.

5. Analiza wpływu zmiany warunków środowiskowych (rozumianych jako zmiana warunków atmosferycznych i awaria podzespołów SP) na stan psychofizyczny pilota.

6. Opracowanie koncepcji, założeń oraz wytycznych do systemu monitorującego stan psychofizyczny pilota i wspomagającego go w sytuacji niedoboru zasobów poznawczych.

7. Teoretyczna weryfikacja oczekiwanych rezultatów implementacji opracowanego systemu.

W celu uporządkowania struktury pracy autorka podzieliła jej treść na cztery główne części (rys. 2.2):

 część teoretyczna – rozdziały 3 i 4,

 część analityczna – rozdział 5,

 część badawcza – rozdział 6,

 część aplikacyjno-weryfikacyjna – rozdział 7.

Rys. 2.2. Struktura rozprawy

(26)

26

3. Metody określenia stanu psychofizycznego pilota 3.1. Metody subiektywne

Subiektywne metody oceny stanu psychofizycznego pilota oparte są na własnych odczuciach i spostrzeżeniach badanego. Niezbędny jest zatem aktywny i świadomy udział badanej osoby. Operator sam ocenia swoje obciążenie poznawcze, odpowiadając na zadane pytania przed, w trakcie lub po zakończeniu badania. Z badawczego punktu widzenia, ich głównymi zaletami są: niski koszt, nieinwazyjność i uniwersalny charakter.

Ponadto analiza wyników i samo badanie są mniej czasochłonne niż w przypadku metod obiektywnych [8]. Wadą z kolei jest subiektywny charakter, co może wpływać na wiarygodność pomiarów. Mimo to znajdują one szerokie zastosowanie w ocenie psychologicznej dzięki możliwości pomiaru wielu różnych parametrów. Wśród badań subiektywnych wymienić można wszelkiego rodzaju testy, ankiety, w których badany odpowiadając na pytania sam dokonuje oceny swojego stanu psychofizycznego.

Najbardziej popularnymi wśród subiektywnych metod obciążenia zadaniowego pilota są:

kwestionariusz NASA-TLX oraz technika SWAT.

Kwestionariusz obciążenia zadaniowego National Aeronautics and Space Administration Task Load Index (NASA-TLX) [30, 55, 69] został opracowany przez zespół Human Performance Grup w Ames Research Center NASA. Jego przygotowanie trwało trzy lata, które obejmowały ponad 40 symulacji laboratoryjnych. W metodzie tej badany sam ocenia poziom swojego obciążenia w sześciu kategoriach: obciążenie umysłowe, obciążenie fizyczne, presja czasu, wydolność, wysiłek oraz frustracja.

W każdej z kategorii dostępna jest 20-stopniowa skala. W podstawowej wersji kwestionariusz przyjmował postać papierowego arkusza, w którym można było zaznaczyć wybraną odpowiedź (rys. 3.1a). Aktualnie wykorzystuje się przeważnie tylko aplikacje elektroniczne pozwalające na gromadzenie większej ilości danych, które następnie poddawane są analizom numerycznym. W aplikacjach tych odchodzi się od skali 20-stopniowej a wynik określa się w procentach (rys. 3.1b). Odpowiednie algorytmy pozwalają na obliczenie obciążenia na podstawie odpowiedzi na pytania uzupełnionej odpowiedzią na kilka dodatkowych pytań (np. czy zadanie było bardziej obciążające umysłowo czy fizycznie?).

NASA-TLX uznawany jest za najbardziej niezawodne narzędzie spośród

istniejących metod subiektywnej oceny stanu psychofizycznego człowieka [55]. Ponadto

badania jest łatwe do przeprowadzenia i interpretacji. Mimo tak powszechnego

zastosowania główną wadą tej metody jest brak wrażliwości na niskie obciążenia

psychiczne. W 2001 roku przeprowadzono zatem próbę przezwyciężenia tego problemu

i opracowano dodatkowe warianty, które cechowały się większą czułością [55]. Jednak

mimo wszystko kwestionariusz pozostał subiektywną metodą, co ogranicza jego

wykorzystanie w badaniach technicznych.

(27)

27 Rys. 3.1. Kwestionariusz NASA-TLX w wersji klasycznej – papierowej (a)

oraz elektronicznej – aplikacja (b) [78, 112]

Drugą z metod subiektywnej oceny obciążenia zadaniowego pilota jest technika

subiektywnej oceny obciążenia SWAT (ang. Subjective Workload Assessment

Technique). Technika ta, zestawiana jest obok NASA-TLX jako miarodajny pomiar

obciążenia. Pierwotnie był on przeznaczony do oceny kokpitów samolotu i innych

środowisk pracy załogi i miał ocenić nakład pracy związany z działalnością operatorów

[95]. W późniejszym etapie rozwoju technikę wykorzystywano także do oceny

obciążenia kontrolerów służb ruchu lotniczego ATC [22]. SWAT reprezentuje

trójwymiarowe podejście do oceny obciążenia. Porównuje się w niej obciążenie czasowe

(time load – T), obciążenie umysłowe (mental effort load – E) oraz presję (psychological

stress load – S) [95]. Pod pojęciem obciążenia czasowego rozumie się stosunek

czasochłonności zadania do ilości przeznaczonego na nie czasu, jako obciążenie

umysłowe – wymagania zadania w stosunku do koncentracji i wykorzystania zasobów

poznawczych. Skala presji dotyczy uczucia frustracji, niepewności podczas

wykonywania zadania. Badanie polega na przedstawieniu uczestnikowi badania zestawu

dwudziestu siedmiu kart z rysunkami, które przed badaniem ma ułożyć tak, aby stanowiły

jego indywidualną skalę – od najmniejszego do największego obciążenia, w skali 1 do 3

[57, 95]. Badanie składa się z dwóch faz: odkrycia skali i oceny zdarzeń. Pierwsza z nich

jest kompleksową procedurą pozwalającą na uzyskanie kombinacji oceny na wszystkich

trzech poziomach. Operator, sortując karty określa swój poziom obciążenia w postaci

kombinacji (T-E-S). I tak, karta określona jako 1-1-1 obrazować będzie najniższy poziom

(28)

28 obciążenia, karta 3-3-3 – najwyższy. Wyniki tego etapu poddawane są analizie komputerowej, w której wyniki są konwertowane w skali interwałowej od 1 do 100. Faza oceny zdarzeń dotyczy realnego obciążenia dla prawdziwego zadania lub misji. Badani proszeni są o ocenienie zadania w skali T-E-S (np. 1-3-1). Na podstawie algorytmu uzyskanego w fazie pierwszej możliwe jest liczbowe wyrażenie obciążenia [95]. Wynik końcowy jest zastawieniem ocen z fazy pierwszej i drugiej [57].

Głównymi zaletami metod subiektywnych z punktu widzenia badacza są: niski koszt, nieinwazyjność, uniwersalność zastosowania i trafność [69]. Dodatkowo, zarówno badanie, jak i analiza wyników są zdecydowanie mniej czasochłonne w porównaniu do metod obiektywnych. Jednak ich znaczącą wadą jest subiektywny charakter, który może wyraźnie obniżyć rzetelność pomiarów. W metodach tego typu występuje również problem z reakcją na nisko obciążające zadania. O ile, jeżeli badany ma bardzo pracochłonne zadanie jest w stanie dokładnie określić swój poziom obciążenia, to przy zadaniach niewymagających szczególnego skupienia staje się to trudne.

Z punktu widzenia badanego metody te są o wiele ciekawsze od metod obiektywnych. Badany ma poczucie własnego wkładu w badanie. Dodatkowo, badani nie muszą posiadać specjalistycznej wiedzy przed przystąpieniem do badania. Istotny jest również fakt, że metody subiektywne znajdują najszersze zastosowanie w ocenie psychologicznej oraz że można wykorzystać je do badań wielu czynników.

3.2. Metody obiektywne

Badania obiektywne (fizjologiczne) są bardziej dokładne niż subiektywne, gdyż wyniki nie są zależne od odczuć i opinii badanego, a od fizjologicznego stanu jego organizmu. Ponadto nie wymagają aktywnego udziału osoby badanej. Pozwalają na monitorowanie obciążenia zadaniowego operatora podczas całego procesu, a nie tylko przed lub po badaniu, tak jak to zazwyczaj bywa w przypadku metod subiektywnych.

Wśród tej grupy metod, wyróżnić można: pomiar galwanicznej reakcji skóry (GSR), elektroencefalografię (EEG), funkcjonalne obrazowanie bliskiej podczerwieni (fNIR), badania okulograficzne, badania aktywności układu sercowo-naczyniowego oraz częstości i głębokości oddechu.

Stan psychofizyczny człowieka obejmujący między innymi stan zdrowotny, podniecenie, zdenerwowanie czy przebyte stresy, w znacznej mierze decyduje o oporności organizmu na przepływający prąd i zdolności szybkiego reagowania na czynniki zagrożeń. Określenie tego stanu jest więc możliwe poprzez rejestrację reakcji skórno-galwanicznej (GSR). Polega to na pomiarze wartości oporu elektrycznego skóry.

Jest on zależny od poziomu nawilżenia skóry będącego efektem pracy gruczołów

potowych. Spocone miejsca stają się dobrym przewodnikiem prądu pomiędzy skórą

a naczyniami krwionośnymi. Oznacza to, że wartość impedancji ciała człowieka zależy

od stopnia napełnienia kanalików potowych. Warunki klimatyczne oraz procesy

fizjologiczne związane z wysiłkiem pracy wywołują u człowieka zwiększone

wydzielanie potu, co powoduje zwilżenie naskórka oraz obniżenie wartości impedancji

ciała. W zapisie przewodnictwa skóry wyróżnia się składową stałą (tzw. baseline level)

oraz składową zmienną, reagującą na różne rodzaje bodźców zewnętrznych. Mierzone

Cytaty

Powiązane dokumenty

Czy uważa pan, że teraz, kiedy na rynku jest już kilka szczepionek, w jakiś sposób sprawdzonych, znajdzie się jeszcze miejsce na tę przygotowywaną w Polsce.. Musimy zaszczepić

Projekt ustawy oraz załączo- ny do niego projekt rozporządzenia wykonawczego nie dają w istocie odpowiedzi na wszystkie pytania, bo wiele będzie zależało od zarządzeń prezesa

Dalsze badania uwzgl´dniajàce zwi´kszenie liczebnoÊci materia∏u dla obu p∏ci oraz wnikliwszà analiz´ statystycznà materia∏u mogà w przysz∏oÊci byç pomocne w

Określono znane czynniki majaczenia i ich liczbę, występowanie objawów majaczenia według skali CAM, głębokość majaczenia według DOM, pobudzenie – sedację według RASS..

Czynnikiem odróżniającym HSM od innych technik frezowania jest taki dobór parametrów skrawania – szerokości frezowania, głębokości skrawania, posuwu

W pracach [2, 4], omówiono podstawy teoretyczne dotyczące równań drgań giętnych w płaszczyź- nie układów pierścieni cienkich (teoria Bernoulliego) i grubych (teoria

Autorzy charakteryzują poszczególne składniki wielkości wody niesprzedanej: wycieki z nieszczelnych przewodów, niedokładności pomiarów zużycia wody, woda zużyta na

Koncepcja wzbogacająca zarządzanie ryzykiem zagrożeń przez różne metody oceny stanu psychofizycznego pilota była przedmiotem zainteresowań specjalistów medycyny lotniczej