Bezpečnost řízení letového provozu v České republice
Richard ŠTECHA
Klíčová slova
Bezpečnost letového provozu, lidský činitel, řídící letového provozu, incident, sblížení (letadel), denní doba, roční doba, zátěž, doba ve službě, doba od přestávky, délka praxe.
Úvod
Lidská chyba je hlavním podílejícím se faktorem u incidentů v řízení letového provozu. Někteří odborníci se domnívají, že přispívá k více než 90 % případů (např. Kinney, et al. 1977; FAA, 1990). Většina průmyslových odvětví se vyznačuje podobným příspěvkem lidské chyby (např. jaderná energetika 70-90 %). Řídící letového provozu obslouží každý den velké množství pohybů letadel bez závažného incidentu, a tak by se dalo říci, že systém uspořádání letového provozu je v podstatě velmi spolehlivý. Faktem ovšem zůstává, že většina incidentů byla spojena s lidskou chybou. Kdyby mohly být takové chyby redukovány nebo kdyby je systém dokázal vyrovnat, zvýšila by se zásadně bezpečnost, což by umožnilo zásadní zvýšení kapacity vzdušného prostoru a optimalizaci uspořádání letového provozu.
Systém uspořádání vzdušného prostoru (ATM) zahrnuje funkce řízení letového provozu ve vzduchu i na zemi letové provozní služby (Air Traffic Services - ATS), uspořádání vzdušného prostoru (Airspace Management - ASM) a uspořádání toku letového provozu - (Air Traffic Flow Management - ATFM). Cílem těchto funkcí je zajistit bezpečný a efektivní pohyb letadel během všech fází jejich činnosti.
1 Incidenty související s ATM v Evropské unii
Obrázek č. 1 Podíl orgánů řízení letového provozu na celkovém počtu incidentů. (Pramen: [5])
Posledních 10 let je z hlediska podílu orgánů řízení letového provozu na vzniku mimořádných událostí (dále jen incidentů) považováno za nejbezpečnější období v historii létání vůbec. Je tomu tak i přesto, že objem letového provozu neustále narůstá. Evropa je z hlediska celkové bezpečnosti letového provozu velmi bezpečným prostředím. Podíl orgánů ATM na celkovém počtu incidentů v letovém provozu je znázorněn na obr. 1.
Obrázek č. 2 Počty incidentů v jednotlivých kategoriích v letech 2005 - 2011. (Pramen: [5])
Tento graf zahrnuje počty incidentů s podílem ATM, které byly v letech 2005-2011 v Evropské unii zaznamenány (tj. nejméně jedna spolupříčina ATM v řetězci událostí). Toto období reprezentuje dobu existence a činnosti Evropské organizace pro bezpečnost letectví (European Aviaion Safety Agency - EASA), během níž jsou záznamy z událostí v letovém provozu centralizovány a zpracovávány jednotně. Je patrné, že z celkového počtu více než 400 mimořádných událostí ATM přispěl pouze k 17 incidentům. Z těchto 17 událostí bylo 6 kolizí mezi letadly na zemi (Ground Collision - GCOL), 5 kolizí mezi letadlem a vozidlem nebo překážkou na zemi a zbývajících 6 je klasifikováno jako ,,jiné" (Other). Ani v jednom případě orgány ATM nezapříčinily srážku letícího letadla s letadlem nebo překážkou na zemi (Collision - COL), srážku letadla s terénem (Controlled Flight Into Terrain - CFIT) ani srážku letadel ve vzduchu (Mid-air Collision - MAC). [5]
1.2 Kategorie incidentů
Obrázek č. 3 Počty incidentů souvisejících s ATM a s podílem ATM (Pramen: vlastní)
Incident související s ATM znamená, že se určitým způsobem týká oblasti ATM (např. poskytování letových provozních služeb), avšak automaticky nepředjímá, že vznikl z příčiny nebo s podílem orgánů ATM. Stručný přehled počtu incidentů zaznamenaných v jednotlivých kategoriích v letech 2005-2011 je uveden na obr. 2.
Každý incident může být klasifikován v několika kategoriích, např. incident klasifikovaný jako nepovolený vstup na vzletovou a přistávací dráhu (Runway Incursion - RI) lze klasifikovat také jako porušení povolení od orgánů řízení letového provozu. Nejčastěji zastoupenými kategoriemi incidentů jsou narušení části vzdušného prostoru (Unauthorised Penetration of Airspace - UAP), rovněž známé pod názvem porušení povolení od orgánů řízení letového provozu (Aircraft Deviation from Air Traffic Control Clearance - CLR). Dále to jsou nedodržení stanovené hladiny letu (Level Busts), snížení stanovených rozstupů mezi letadly (Separation Minima Infringement - SMI) a již zmíněný nepovolený vstup na vzletovou a přistávací dráhu. Incidenty zahrnující tzv. nedostatečné rozstupy mezi letadly (Inadequate Aircraft Separation) jsou v grafu označeny jako IS.
Každému incidentu je v souladu s dokumentem ESARR 2 - Reporting and Assesment of Safety Occurences in ATM a dále EAM 2/GUI 3 Mapping Between Eurocontrol Severity Classification Scheme and the ICAO Airprox Severity Scheme přiřazena klasifikace závažnosti A, B, C, D nebo E:
Závažný incident (Serious Incident - A) je událost, při níž blízkost letadel znamenala vážné riziko vzájemné kolize.
Vážný incident (Major Incident - B) je událost, při níž blízkost letadel mohla znamenat ohrožení bezpečnosti.
Významný incident (Significant Incident - C) je událost, při níž blízkost letadel neznamenala riziko vzájemné kolize.
Nestanoveno (Not Determined), tj událost bez vlivu na bezpečnost (No Safety Effect - E) je událost, která neměla žádný negativní dopad na letovou bezpečnost. [1].
Nejfrekventovanějšími událostmi byly incidenty kategorií A a B, kdy se jednalo zejména o snížení stanovených rozstupů mezi letadly. Tento druh incidentů tedy představuje události, v nichž nebyly dodrženy stanovené vzdálenosti mezi letadly ve vzduchu. Mnoho těchto incidentů, které vyústily ve snížení rozstupů pod stanovenou mez, je také zařazeno ve skupině incidentů porušení povolení orgánů řízení letového provozu (CLR) nebo narušení části vzdušného prostoru, popř. Airspace Infringement (AI).
1.3 Trend a počty incidentů v Evropě
Obrázek č. 4 Počet incidentů souvisejících s ATM podle kategorie a závažnosti (Pramen: [5])
Hlášení (reporting) incidentů souvisejících s ATM se s postupem let zlepšuje. Hlavní kategorie incidentů v posledních letech vykazují stabilní, resp. mírně narůstající počty. Grafy v této části zobrazují dva trendy. Prvním je počet incidentů v přepočtu na jeden milion letových hodin bez závislosti na jejich závažnosti a počet incidentů v nejzávažnějších kategoriích (tj. klasifikace A a B) - viz obr. 4
Obrázek č. 5 Počet incidentů kategorie A a B a jejich podíl na celkovém počtu incidentů (Pramen: [5])
Detailní rozbor počtu incidentů kategorie A a B (v přepočtu na jeden milion letových hodin) a jejich podíl na celkovém počtu incidentů v letech 2005-2011 je uveden na obr. 5. S výjimkou let 2009 a 2010 celkové počty tohoto druhu incidentů vykazují v kategorii A každoroční pokles. Mezi všemi druhy incidentů vyžadují obvykle SMI nejdelší čas na vyšetření události, a proto se uváděné počty mohou časem odlišovat od zde uvedených.
2 Incidenty související s ATM v České republice
Společná interpretace a sdílení záznamů o incidentech v rámci Evropské unie se datuje rokem 2005. V České republice jsou tato data z civilního letectví systematicky shromažďována u národního poskytovatele letových provozních služeb - Řízení letového provozu České republiky, s. p. (ŘLP ČR, s. p.) od roku 2002. V rámci vojenského řízení poskytovaného Řízením letového provozu Armády České republiky jsou data zpracovávána ještě déle, avšak z důvodu jejich malé sourodosti ve srovnání s daty z civilního prostředí jim není v tomto článku věnována větší pozornost. V období 2002-2011 bylo zaznamenáno a řešeno v České republice celkem 87 incidentů, na jejichž vzniku se podílely orgány řízení letového provozu. Z nich se 73 incidentů odehrálo v civilním řízení letového provozu a 14 ve vojenském řízení letového provozu. V uvedeném období nedošlo k žádné letecké nehodě, kterou by zapříčinili řídící letového provozu. V 67 případech šlo o sblížení letadel, tj. snížení rozstupů mezi letadly pod stanovenou hodnotu, ve zbylých 7 případech se jednalo o narušení omezeného prostoru civilním letadlem. Incidenty jsou zařazeny dle ESSAR 2 do kategorií A, B, C a E. Kategorie D není dále zkoumána.
2.1 Počty a trendy incidentů v jednotlivých letech a po kategoriích
Obrázek č. 6 Počty a trendy incidentů v ČR v letech 2002-2011 (Pramen: vlastní)
Celkové počty incidentů a počty incidentů v jednotlivých kategoriích jsou uvedeny na obr. 6. Z grafu je patrný poslední výskyt incidentu kategorie A v roce 2002 (2 případy). Ke zvyšování počtu incidentů kategorie B docházelo v letech 2004, 2007 a 2009. Nejvyšších počtů dosahují incidenty v kategorii C, jejíž závažnost však není vysoká, a proto lze konstatovat vysoký standard bezpečnosti letového provozu v České republice.
2.2 Rozložení objemu letového provozu
Obrázek č. 7 Srovnání počtu incidentů a objemu letového provozu v jednotlivých měsících roku (Pramen: vlastní)
Vznik incidentů v letovém provozu je podmíněn několika objektivními faktory, jako jsou hustota letového provozu, tj. počet letadel v daném sektoru a jejich nahuštění (clusterring), meteorologické podmínky, denní a roční doba, doba, během níž je řídící ve službě, čas od poslední přestávky, délka praxe řídícího, jeho věk a řada dalších subjektivních faktorů. Z laického pohledu by měla platit úměrnost mezi objemem letového provozu a množstvím incidentů neboli hustší provoz by měl zvyšovat pravděpodobnost vzniku mimořádné události. Objem letového provozu závisí zejména na roční a denní době. Výskyt incidentů ve srovnání s typickým rozložením objemu letového provozu a během roku je uveden na obr. 7.
Obrázek č. 8 Srovnání počtu incidentů a objemu letového provozu v jednotlivých dnech týdne (Pramen: vlastní)
K výskytu největšího počtu incidentů došlo v měsících lednu, dubnu, květnu, září a říjnu. Naopak, k zásadnímu poklesu počtu incidentů dochází mimo zimní měsíce únor a prosinec také v letních měsících, kdy je však objem letového provozu z celoročního hlediska největší. Zřejmě tedy neexistuje přímá souvislost mezi objemem letového provozu (zejména v měsících s jeho největší hustotou) a počtem incidentů.
Dalším důležitým faktorem je rozložení objemu letového provozu v jednotlivých dnech týdne (viz obr. 8).
Objem letového provozu v pondělí, úterý a středu je v rámci kalendářního týdne téměř shodný a v každém z těchto dnů se pohybuje mírně nad úrovní 14 % celotýdenního objemu. K strmějšímu růstu dochází ve čtvrtek na téměř 15 % a tento trend je následován dalším mírnějším růstem mírně nad hranici 15 % v pátek. V sobotu dochází k prudkému poklesu objemu letového provozu na úroveň okolo 13,5 % a v neděli se objem letového provozu opět zvedá až nad úroveň prvních tří dnů týdne. Uvedené trendy téměř identicky kopírují počty výskytu incidentů v jednotlivých dnech týdne. Lze tedy konstatovat, že výskyt incidentů v letovém provozu s kalendářním dnem úzce souvisí (na rozdíl od kalendářního měsíce).
Obrázek č. 9 Počty incidentů v jednotlivých kategoriích po jednotlivých dnech (Pramen: vlastní)
Jak již bylo uvedeno, každému incidentu je přiřazena kategorie závažnosti (A, B, C, D nebo E). Na obr. 9 jsou uvedeny počty incidentů v jednotlivých kategoriích po jednotlivých dnech. Všechny zaznamenané incidenty kategorie A a většina incidentů kategorie B se odehrály v pátek. Oba tyto údaje odpovídají nejvyššímu objemu letového provozu v tomto dni týdne. Výskyt incidentů kategorie C a E odpovídá normálnímu rozložení.
Denní doba
Obrázek č. 10 Rozložení objemu letového provozu během dne a počty incidentů (Pramen: vlastní)
Dále je analyzován vliv denní doby na výskyt incidentů v letovém provozu. Rozložení objemu letového provozu se stejně jako v jednotlivých dnech týdne mění. Maximální počty letů jsou zaznamenávány v dopoledních hodinách, tj. mezi 08:00 a 12:00 hod. V tomto časovém období bylo rovněž hlášeno nejvíce incidentů. Tato souvislost je zobrazena na obr. 10.
Zátěž
Obrázek č. 11 Zaznamenaná zátěž u řídících před incidentem (Pramen: vlastní)
Dalším ze subjektivních faktorů je úroveň zátěže, kterou řídící sám hodnotí. Z databáze ŘLP ČR, s. p., byly zjištěny úrovně zátěže řídících letového provozu v době vzniku incidentu. Zátěž je důležitým činitelem, protože k chybám může mimo jiné docházet, převyšují-li nároky na duševní schopnosti člověka jeho schopnosti. Důsledky takovýchto chyb mohou mít, a zpravidla mají, negativní vliv na bezpečnost. Zátěž, zjednodušeně řečeno, může být charakterizována jako nároky kladené na operátora. Tato definice však nevystihuje celou podstatu, protože zahrnuje pouze požadavky generované z vnějšího prostředí (např. složitost úkolu). Ke komplexnímu vymezení pojmu zátěž je nutné brát v úvahu také osobní situaci operátora, kterou vnímá a řeší společně s pracovními činnostmi. Správnější definice zátěže je odvozena od nároků na duševní zdroje operátora, které jsou využívány k pozornosti, vnímání, racionálnímu rozhodování a provádění činností. [4]
Zátěž řídících je hodnocena čtyřmi stupni od nejnižší (hodnota 1) po nejvyšší (hodnota 4). Z grafu je patrné, že nejvyšší počet incidentů byl zaznamenán v případech, kdy řídící hodnotili svou zátěž jako průměrnou, tj. hodnotami 2 a 3. Významné je, že pouze u 6 incidentů byla zátěž hodnocena jako nejvyšší (hodnota 4).
Doba ve službě
Obrázek č. 12 Incidenty v závislosti na době ve službě (Pramen: vlastní)
Zátěž a její vnímání je tedy subjektivní záležitost. Je však ovlivněna dvěma objektivními faktory, a sice dobou řídícího ve službě a také dobou od poslední přestávky.
Ze záznamů o incidentech bylo zjištěno, že 12 % incidentů se stalo v první hodině služby, což je největší počet všech incidentů. Mezi 1. a 2., 3. a 4. a mezi 6. a 7. hodinou ve službě došlo ke stejnému počtu incidentů, což činí 11 % v jednotlivých obdobích. Naopak menší počet incidentů (5 %) byl zaznamenán mezi 2. a 3., 4. a 5. hodinou a absolutně nejmenší počet mezi 7. a 8. hodinou (necelá 3 %), během níž byl řídící ve službě. Na základě těchto výsledků lze usoudit, že ani pracovní zátěž (viz obr. 12) ani délka doby ve službě nemají zásadní vliv na nárůst počtu incidentů.
Doba od přestávky
Obrázek č. 13 Incidenty v závislosti na době od přestávky (Pramen: vlastní)
Řídící letového provozu během služby mají stanoveny přestávky k odpočinku a obnovení sil k podání výkonu s maximálním soustředěním. Tyto přestávky jsou zpravidla v délce 60 minut. Bylo zjištěno, že k nejvyššímu počtu incidentů dochází v prvních 30 minutách po přestávce. Po 30. minutě od přestávky dochází k mírnému počtu vzniku incidentů až do 75. minuty, kdy dochází k prudkému nárůstu na zhruba 2/3 úrovně první půlhodiny. Po devadesáté minutě od přestávky naopak dochází k poklesu počtu incidentů (viz obr. 13).
Stejně jako u zátěže a doby ve službě, nebyl jednoznačně prokázán negativní vliv delší doby od přestávky na počet incidentů. Naopak, z uvedených výsledků vyplývá, že většina incidentů je zaznamenána v relativně nekomplikovaných provozních podmínkách, v první polovině délky služby a v krátkém časovém odstupu od přestávky řídícího.
Délka praxe
Obrázek č. 14 Výskyt incidentů v závislosti na délce praxe řídících (Pramen: vlastní)
Další zkoumanou veličinou byla délka praxe řídících letového provozu, během jehož služby došlo k incidentu.
Řídící letového provozu, u kterých byl zaznamenán podíl na vzniku incidentů, byli podle věku seřazeni do 11 skupin, přičemž skupiny jsou odstupňovány po dvou letech. Jako nejvíce riziková skupina se ukazují řídící s délkou praxe přesahující dvacet let. Jsou to osoby, u nichž by se předpokládaly největší zkušenosti a odborné znalosti. Avšak tito řídící byli u absolutně nejvyššího počtu incidentů ve sledovaném období. Další ,,problémové" skupiny se shodným počtem incidentů jsou řídící s praxí od 4 do 6 let a dále od 14 do 16 let.
Dopad zjištěných skutečností na Řízení letového provozu Armády České republiky
Všechny aspekty doprovázející incidenty v letovém provozu, které byly zkoumány u civilního Řízení letového provozu České republiky, s. p. (tj. denní doba, zátěž, doba ve službě, doba od přestávky a délka praxe), lze nalézt i ve vojenském řízení letového provozu AČR. Ve sledovaném období let 2000-2010 došlo v AČR k 15 incidentům celkově 22 letadel, na nichž se podílely orgány řízení letového provozu. Lze konstatovat, že statistické rozložení denní doby a meteorologických podmínek při těchto incidentech odpovídá stavu zaznamenanému u civilního řízení letového provozu. Detailní srovnání ostatních aspektů, jako jsou zátěž, doba ve službě, doba od přestávky a délka praxe řídícího letového provozu, není na tomto místě možné z důvodu absence těchto informací v ,,Přehledech leteckých nehod a předpokladů leteckých nehod", které Armáda České republiky jednou ročně zpracovává a vydává k seznámení leteckého personálu. Dotazníkovým šetřením na třech vojenských letištích AČR bylo zjištěno, že většina řídících (více než 70 %) považuje z hlediska rizika výskytu incidentů za kritickou první hodinu ve službě a potom od čtvrté hodiny dále, za kritickou dobu od přestávky je považována 0-60 minut (více než v 50 %). Téměř polovina řídících letového provozu, konkrétně 46 %, vyjádřila názor, že s přibývající dobou ve službě roste riziko vzniku incidentu, resp. letecké nehody. (Pozn.: Ve sledovaném období nedošlo v AČR k žádné letecké nehodě, na jejímž vzniku by se podíleli nebo ji zapříčinili řídící letového provozu). Služba řízení letového provozu v AČR je až na výjimky zajišťována vojáky z povolání pracujícími ve směnném režimu po dobu 24 hodin (viz Štecha Richard, Pracovní vytížení řídících letového provozu v Armádě České Republiky, Doktríny 1/2012). Zde se naprosto logicky nabízí myšlenka zkrátit délku směny u vojenských řídících letového provozu a nastavit obdobný systém služeb, jaký je u velké části členských států NATO nebo u ŘLP ČR, s. p. Jakékoli zkrácení délky služeb řídících při současném požadavku na zajištění nepřetržitého provozu na straně druhé znamená navýšení počtu personálu přibližně o 20 % (obsazení všech pracovišť ve směnném provozu, pokrytí kurzů, školení, čerpání řádné dovolené, nemocnost atd.). Z hlediska tabulkových a rozpočtových limitů je takovéto navýšení počtů osob v AČR zatím nereálné. Pokud jde o délku praxe, je zajímavé, že za nejvíce ,,nebezpečnou" považují skupinu řídících s délkou praxe 0 až 4 roky a ne řídící v zácviku. Poslední otázka dotazníku se týkala názoru na pozornost věnovanou nadřízenými orgány problematice lidského činitele. Více než 73 % řídících pokládá tuto pozornost za nedostatečnou.
Ve srovnání s Evropou vykazují počty incidentů s podílem řízení letového provozu obdobné trendy, tj. celkový pokles. Důležitým faktorem je velmi nízký a v posledních letech nulový počet incidentů kategorie A a pokles incidentů kategorie B. Na vznik incidentů nemá zásadní negativní vliv roční doba ani zvýšená zátěž řídícího letového provozu; k většině incidentů došlo při běžné pracovní zátěži. Byl vysledován vliv objemu letového provozu v jednotlivých dnech a časových úsecích (špičkách a sedlech), tzn., že s větším provozem roste počet incidentů. Význam délky služby na vznik incidentu se mění přibližně po sinusoidě. Z hlediska doby od poslední přestávky se ukazuje nejrizikovější prvních 30 minut po nástupu na pracoviště. Bylo prokázáno, že na vzniku nejvyššího počtu incidentů se podíleli řídící s délkou praxe více než 20 let. Za tímto ukazatelem pravděpodobně stojí pocit rutiny a suverenity řídících.
Tato práce byla podpořena grantem Studentské grantové soutěže ČVUT č. SGS12/164/OHK2/2T/16.
Literatura
[1] EUROCONTROL. EAM 2 / GUI 3 Mapping Between the EUROCONTROL Severity Classification Scheme & the ICAO Airprox Severity Scheme [online]. Brussels, 2002 [cit. 2012-11-28]. Dostupné z: http://www.eurocontrol.int/sites/default/files/content/documents/single-sky/src/esarr2/eam2-gui3-e1.0.pdf
[2] EUROCONTROL. Skybrary [online]. 2012 [cit. 2012-11-28]. Dostupné z: http://www.skybrary.aero/index.php/Airspace_Infringement
[3] EUROCONTROL. Skybrary [online]. 2012 [cit. 2012-11-28]. Dostupné z: http://www.skybrary.aero/index.php/Loss_of_Separation
[4] EUROCONTROL. Skybrary [online]. 2010 [cit. 2012-11-28]. Dostupné z: http://www.skybrary.aero/index.php/Workload_(OGHFA_BN)
[5] EUROPEAN AVIATION SAFETY AGENCY. Annual Safety Review 2011. Cologne: EASA, 2012. 71 p. ISSN 978-92-9210-130-5.