全球航空事故數據分析-魚木星人教你該怎麼坐(mai)飛機

2021-02-19 魚木星人的人工智慧之路

人類飛行的歷史也是在血與淚中摸索前行的歷史。從萊特兄弟發明第一架飛機開始,人類就踏上了一條探索如何安全飛行的徵途。雖然每年空難消息不斷,但人們能夠從每一次空難中及時吸取有效教訓,用以推進飛機向更安全的階段發展:飛機的舷窗從方形變為圓形,客/貨艙門鎖設置觀察小窗,極其嚴格的檢修和大修程序設計,精確的彩色氣象雷達等,使得飛機漸漸成為目前世界上最安全的交通工具。

本文使用NTSB(美國國家運輸安全委員會)航空事故資料庫和其他相關數據,運用Python的numpy、pandas、matplotlib、seaborn、basemap庫,對1980年-2019年全球航空事故進行分析,經過一系列數據清洗和匯總整理(技術部分講解將在下期推送),得到如下結論:

1.在民用航空數量激增的背景下,事故率和傷亡率都在逐年下降,但事故中嚴重受傷(死亡)人數佔總人數的比例還是超過了一半。

2.從事故受傷人員比例和嚴重受傷(死亡)人員比例來看,3月、4月、6月最為安全,而7月、9月、10月、11月則最為兇險,整體下半年要比上半年危險;周六最為兇險,而周四最為安全。

3.民航領域,在事故傷亡人數比例方面,波音比空客略低;而飛行器損毀比例方面,空客比波音低約20%,乘坐波音飛機更加安全,而購買空客飛機則更加經濟。4.通航領域,格魯曼和塞斯納在乘客安全方面做得更好。5.在IMC(儀表飛行)條件下,重傷(死亡)人數比例和重傷人數要比VMC(目視飛行)條件分別高2.3倍和6.7倍,在前往機場前,看下天氣預報是很有必要的。6.單引擎飛機出事故後受傷人數比例和嚴重受傷(死亡)的比率最高的,後隨著引擎數量的增加,二者逐步降低,但4引擎飛機比3引擎相對更不安全,8引擎的飛機幾乎不用擔心安全性。

30年來,全球民用航空航班數量在過去30年間翻了近4倍,從1982年(約980萬次)到2019年(約3712萬次),但飛行事故發生數量總體呈下降趨勢,事故發生率確實在逐年下降的。

1982年至今,全球航空事故傷亡人數總體呈下降趨勢,但由於航空業本身的風險屬性,事故中嚴重受傷(死亡)人數佔比(藍色)還是超過了一半。

1-2. 1996.11.12,沙特航空763號航班在印度新德裡英迪拉·甘地國際機場起飛後與哈薩克斯坦航空1907號航班迎面相撞,事故原因一方面是因為印度糟糕的空管和地面設備,另一方面是哈薩克斯坦飛行員沒聽明白印度英語,兩機喪生的349人最終推動了全球民航強制安裝空中防撞系統。

3. 2014.7.17,馬航MH17航班在俄烏邊境被山毛櫸飛彈擊毀,機上298人全部喪生,此後各國民航將應對地區衝突的方式從提升飛行高度轉為繞飛。

4. 1988.12.21, 泛美航空103號班機因恐怖活動,在英國的洛克比小鎮上空爆炸,飛機上包括乘客與機組人員在內的259人全部遇難。此外,爆炸引發的火球也令洛克比鎮上的11人喪生。這場由利比亞前領導人卡扎菲策劃的恐怖襲擊最終導致泛美航空破產,最終也推行了嚴格的值機安檢措施,美國人一度像乘公交一樣提前20分鐘到達機場乘機的日子一去不復返。

5.2001.11.12,美洲航空公司一架班機起飛不久遇到氣旋,因駕駛員操作失誤導致尾翼損壞,最終在紐約市皇后區墜毀並引起一個加油站和12幢樓房大火,機上260人全部遇難,另有九名地面人員死亡。

6.1985.12.12,飛箭航空1285號班機在加拿大甘德國際機場起飛後因機翼未進行除冰操作,導致升力不足最終失速墜毀,機上248名乘客(絕大部分為美軍101空降師軍人)以及8名機組成員全部遇難,這是美軍和平時期的最大傷亡事件。加拿大航空安全委員會對這起事故調查不利,最終因失信被重組。

7.2014.3.8,馬航MH370班機從吉隆坡國際機場起飛不足一小時便在馬來西亞與越南海域的交界處、土珠島以南約140海裡及哥打巴魯東北東約90海裡處失聯,機上239人全部遇難。事件過後,各國開始推動飛機飛行數據的衛星連結備份,即使找不到黑匣子,也能獲取事故發生時的重要信息。

8.1996.7.17,環球航空800號班機從紐約甘迺迪國際機場起飛後不久便在紐約長島上空附近爆炸,212名乘客及18名機組人員全部遇難,事故原因是中央油箱突然發生爆炸,目前民航客機油箱內部隨著油耗會不斷填充不可燃的氮氣。

9.1998.9.2,瑞士航空111號班機從紐約甘迺迪國際機場起飛前往瑞士的日內瓦國際機場,因電線短路引起的火花點燃了PET隔熱層,導致機上關鍵電子元器件逐個失靈,最終失控墜海,機上229人全部遇難。目前民航客機已全面禁止使用易燃的PET材料。

10.2009.6.1,法國航空447號班機,在巴西聖佩德羅和聖保羅島嶼附近墜毀,機上216名乘客以及12名機組人員全部遇難,事故原因是空速管結冰導致飛機未能偵測到空速,駕駛員的錯誤操作最終導致飛機失速墜毀。目前空客已經全面替換易故障的皮氏管,同時,民航客機會同時安裝3-4個空速管互為備份(當然,這還是擋不住波音737MAX超高權限的自動駕駛系統和部分地區糟糕的地面維護)。

從事故受傷人數來看,1月、2月、3月、12月相對安全,而7月、8月較為兇險。

從事故受傷比例來看3月相對安全,而7月最為兇險。嚴重受傷比例來看,能夠發現3月、4月、6月是相對安全,而7月、9月、10月、11月則最為兇險,整體下半年要比上半年危險。

從傷亡人數來看,周一至周四相對較少,周六、周日最高,從嚴重傷亡比率上來看,周六最為兇險,而周四最為安全。

長圖 <<向右滑動<<

地球上能飛起來載人的東西還是固定翼飛機最多,其次是直升機和熱氣球。



從發生事故造成傷亡的人數來看,塞斯納、派珀、波音名列前茅,這同時也說明這些廠家的通航飛機銷量最高。而考慮發生事故次數後,波音就霸佔不了前三了,最為可能的原因是波音的通航飛機相對較少,出了事故以後,大飛機的傷亡人數肯定要比通航的小飛機多多了。

民航領域,出了事故後傷亡人數比例上,波音要比空客略低一些,而飛行器的損毀比例,空客要比波音低20%左右,那麼各大航空公司面臨一個難題:考慮乘客安全要選擇波音,考慮公司資產安全要選擇空客。。。

在通航領域,格魯曼確實獨領風騷,其次是塞斯納,有選這兩家就對了。

不同天氣條件下嚴重受傷人數佔總受傷人數比例和嚴重受傷人數佔事故數比例

天氣條件與航空安全還是密切相關的,在IMC(儀表飛行)條件下,重傷(死亡)人數比例和重傷人數要比VMC(目視飛行)條件下高了很多,其中重傷比例要高2.3倍,人數要高近6.7倍。所以,在前往機場前,看下天氣預報也是很有必要的。

這裡的引擎數量不包括飛機的輔助動力APU。除去沒有引擎的熱氣球一類的飛行器,單引擎飛機出事故後受傷人數比例是最高的,達到44%左右,嚴重受傷(死亡)的比率也是最高的,達到19%,而後隨著引擎數量的增加,二者逐步降低,比較反常的是4引擎飛機比3引擎相對更不安全,8引擎的飛機完全是逆天的存在,美軍的超級空中堡壘B-29被稱作空中混凝土也是有一定的道理。

年度、重傷人數和引擎數量,有些變量還是能看出一些擬合線性關係。

從全球分布情況來看,在過去幾十年裡,美國已經形成了極為龐大的航空航天產業,尤其是私人主導的部分公司為整個產業注入了蓬勃的生命力,從而帶來了讓人嘆為觀止的通航數量(因此事故分部幾乎覆蓋滿了整個國家的地圖),雖然沒有北京T3航站樓那樣的超大型機場,卻也使各類航空器的數量和機場的數量遠超中國。

在下次推送中,我將詳細介紹使用python進行數據清洗、匯總整理和數據分析的過程,歡迎關注!

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