パイロットの疲労

国際民間航空機関（ICAO）は疲労を「睡眠不足や覚醒時間の延長、概日リズムの乱れ、作業負荷などにより精神的または身体的能力が低下した生理的状態」と定義しています。^{[1]この現象は、}パイロットのミスの可能性を大幅に高めるため、飛行機の乗務員と乗客に大きなリスクをもたらします。^{[2]疲労は、予測できない労働時間、長い勤務時間、}概日リズムの乱れ、睡眠不足のため、特にパイロットに多く見られます。 ^[2]これらの要因が同時に発生し、睡眠不足、概日リズムの影響、および「作業時間」による疲労の組み合わせが生じる可能性があります。^[2] 規制当局は、パイロットが飛行できる時間をさまざまな期間に制限することで、疲労を軽減しようとしています。

民間航空の事故や事件の4～7%はパイロットの疲労に起因すると推定されている。^[3]「過去16年間で、疲労は航空会社の事故による250人の死亡と関連している」とNTSB副委員長のロバート・サムワルト氏は2016年7月のFAAシンポジウムで述べた。^[4]

疲労に関連する症状には、反応時間の遅れ、作業に集中できないことによる手順ミス、注意力の低下、出来事を予測できないこと、リスクに対する許容度の増加、物忘れ、意思決定能力の低下などがあります。^[5]これらの影響の大きさは、概日リズムと覚醒時間の長さに相関しています。パフォーマンスは、覚醒時間の延長と概日リズムの影響が組み合わさったときに最も影響を受けます。^[6]

連邦航空局（FAA）が1978年から1999年にかけての55件の人的要因による航空事故を調査した結果、事故件数は機長の勤務時間に比例して増加したという結論が出ている。^[7]事故率と曝露率の相対値は、0.79（勤務時間1～3時間）から5.62（勤務時間13時間以上）に上昇した。この調査によると、人的要因による事故の5.62％は、13時間以上勤務していたパイロットに発生しており、これはパイロットの全勤務時間のわずか1％を占めるに過ぎない。^[7]

ウィルソン、コールドウェル、ラッセルによる別の研究^[8]では、参加者にパイロットの環境をシミュレートした 3 つの異なるタスクが与えられました。タスクには、警告灯への反応、シミュレートされたコックピット シナリオの管理、シミュレートされた UAV ミッションの実行などが含まれていました。被験者のパフォーマンスは、十分に休息した状態でテストされ、睡眠不足の後に再度テストされました。警告灯への反応や自動アラートへの応答など、それほど複雑ではないタスクでは、睡眠不足の段階でパフォーマンスが大幅に低下することがわかりました。警告灯への反応時間は 1.5 秒から 2.5 秒に増加し、コックピットでのエラー数は 2 倍になりました。ただし、集中力が必要で集中力を必要とするタスクは、睡眠不足の影響をあまり受けないことがわかりました。この研究では、「...疲労の影響によりパフォーマンスが低下する可能性があります。パフォーマンス低下の程度は、起きている時間数とタスクの「エンゲージメント」値の関数であるようです」と結論付けています。^[8]

アメリカ空軍の研究では、疲労が個人に与える影響に関して大きな相違が見つかりました。この研究では、10人のF-117パイロットのパフォーマンスを高忠実度のフライトシミュレータで追跡しました。^[9]被験者は38時間睡眠を奪われ、最後の24時間のパフォーマンスが監視されました。ベースライン補正後、体系的な個人差は50％変化し、疲労がパフォーマンスに与える影響は個人間で大幅に異なるという結論が出ました。^[9]

疲労が飛行の安全性に及ぼす重大な影響を理解するための第一歩は、航空会社の環境内で疲労を定量化することです。航空会社の経営陣は、乗務員の生産性を最大限に高めるために、休憩と勤務時間のバランスを取るのに苦労することがよくあります。しかし、疲労はますます考慮する必要がある制限として現れています。^[2]

Reisらによる研究では、ポルトガルの航空会社のパイロットのグループにおける疲労の蔓延を調査した。^[10]過去6か月以内に飛行した現役の航空会社のパイロット1500人が質問票を受け取った。対象者から、456人から信頼性の高い回答が得られた。テスト中に採用された疲労スケールの実行可能性を判断するために、疲労重症度スケール（FSS）と呼ばれるものが実施された。検証調査の目的は、ポルトガル文化における許容可能な疲労レベルのベンチマーク（つまり、FSS = 4）を設定することであった。スケールの範囲は、疲労なしを意味する1から、高度を意味する7であった。参加者は1か月半以内に質問に回答した。身体的疲労に関する結果では、短/中距離パイロットの93%がFSSで4以上を獲得し、長距離パイロットの84%が4以上を獲得したことが判明した。精神的疲労は、短/中距離で96%、長距離で92%であった。アンケートでは、「操縦席にいるべきではないほど疲れていると感じますか？」という質問もしました。パイロットの 13% は、そのようなことは一度もなかったと答えました。参加者全体の 51% は、数回あったと答えました。この研究の限界は、疲労レベルは主観的であり、パイロットがアンケートに回答できる回数を調査で管理しようとしなかったことです。全体として、パイロットは仕事中に高いレベルの疲労にさらされていることが研究で立証されました。収集された疲労レベルは、スイスの多発性硬化症患者を対象に実施された検証テストとも比較されました。これらの患者の平均疲労レベルは 4.6 でしたが、ポルトガルの研究のパイロットの平均スコアは 5.3 でした。^[10]

ジャクソンとアールが短距離飛行のパイロットの疲労度を調査した研究でも、疲労度が高いことが明らかになった。^[11]この研究は、Professional Pilot's Rumour network (PPRUNE) というウェブサイトに掲載されたアンケート調査で構成され、162 名の回答者から回答を得た。162 名全員が短距離飛行のパイロットで、75% が重度の疲労を経験したと分類された。アンケート調査の結果によると、飛行中の疲労度を非常に気にしていたパイロットは、疲労度スケールで高いスコアを示すことが多く、そのため疲労度が増す可能性が高いこともわかった。これだけでなく、フライトの変更やフライトから自由時間への移行などの運用上の要因によっても、パイロットはより大きな疲労を感じることが多い。^[11]

一方、サメン、ヴェグマン、ヴェイヴォダによる研究では、長距離パイロットの疲労の変化を調査した。^[12]この研究には、すべてドイツの航空会社のパイロット50名が参加した。参加者として、パイロットは出発前と飛行中に生理学的測定を受け、睡眠と覚醒の時間を記録する定期的なログに記入した。パイロットはまた、2つの質問票に回答した。1つ目は、飛行前後の疲労感を反映するもので、出発前、飛行中の1時間間隔、そして着陸直後に記録された。2つ目の質問票は、NASAのタスク負荷指数であった。

2 つ目の質問票も飛行中に実施され、精神的、身体的、時間的要求やパフォーマンスなど、さまざまな側面を評価しました。この研究の主な結果は、本拠地からの出発便はストレスが少ないと評価され、夜間の飛行は最もストレスが多いと評価されたことです。生理学的測定では、EEG で記録されたマイクロスリープが飛行任務とともに徐々に増加することがわかりました。マイクロスリープはアルファ波活動の記録であり、覚醒状態でリラックスしているときに発生し、注意力が失われることがよくあります。30 秒未満の場合はマイクロスリープと見なされます。出発便のパイロットのマイクロスリープの件数は、本拠地に戻る到着便の件数と比較して半分であり、帰国便では疲労がより一般的であることを示しています。パイロットは、飛行の巡航段階でマイクロスリープになりやすく、飛行の離陸、進入、着陸段階ではより注意力が高く、マイクロスリープを経験する可能性が低くなります。調査結果によると、パイロットは就寝時間までにすでに12時間以上起きていて、勤務を開始するため、夜間飛行中は疲労がより大きくなることも明らかになった。^[12]

パイロットは飛行に適しているかどうかを判断するために自己評価に頼らざるを得ないことが多い。IMSAFEチェックリストは自己評価の一例である。パイロットが疲労度をより正確に判断するために使用できる別の尺度は、サムン・ペレリ7点疲労尺度（SPS）である。評価は1～7の尺度で、1は「完全に注意力があり、目が覚めている」、7は「完全に疲れ果て、効果的に機能できない」と表現される。^[13]

中間のレベルにはすべて、パイロットの判断を助ける説明が付いています。自己評価のもう1つの例は、視覚的かつアナログ的なスケールです。テストは、両端に疲労なしと疲労のラベルが付いた線で表されます。パイロットは、自分がいると感じる場所にマークを引きます。自己評価の利点は、迅速かつ簡単に実施できること、日常のチェックリストに追加できること、より説明的であるためパイロットがより良い判断を下せることです。欠点は、パイロットが不正行為をしやすいことと、反証するのが難しいことです。^[13]

2010年から2012年にかけて、6,000人以上のヨーロッパのパイロットが、自分が経験している疲労のレベルを自己評価するよう求められました。これらの調査では、調査対象となったパイロットの50％以上が、飛行任務中に疲労が自分の能力を低下させていると感じていることが明らかになりました。世論調査によると、例えばドイツのパイロットの92％が、過去3年間に少なくとも1回は操縦室にいるときに疲れすぎたり、任務に適さないと感じたことがあると述べています。しかし、雇用主や同僚による懲戒処分や汚名を恐れて、疲労したパイロットの70～80％は、疲労報告書を提出したり、飛行に適さないと宣言したりしません。任務に適さないと報告したり、そのような事態が発生した場合に報告書を提出するのは、わずか20～30％です。^[14]

1930年代から、航空会社は疲労がパイロットの認知能力と意思決定に与える影響を認識してきました。今日では、航空旅行の急増と、新しい解決策や対策で問題に対処できるため、疲労の蔓延はより大きな注目を集めています。^[6]

• コックピットでの仮眠：長時間の覚醒後の40分間の仮眠は、非常に有益です。ローズカインド研究で実証されているように、40分間の仮眠を取ったパイロットは、飛行の最後の90分間の注意力が大幅に高まり、精神運動覚醒テスト（PVT）での反応も良くなり、反応速度が速くなり、失言が少なくなりました。仮眠を取らなかった対照群は、飛行の進入および着陸段階で失言が見られました。座席でのコックピットでの仮眠は、疲労を制御するためのリスク管理ツールです。^[15] FAAはまだコックピットでの仮眠戦略を採用していませんが、ブリティッシュ・エアウェイズ、エア・カナダ、エミレーツ、ニュージーランド航空、カンタス航空などの航空会社では活用されています。^[16]
• パイロットが睡眠不足や極度の疲労を感じているときに最も効果的であることがわかっているもう1つの対策は、アクティビティ休憩です。極度の疲労は、人体が最も低い体温を経験する概日リズムの谷と一致します。研究では、歩行休憩を取らなかった疲労したパイロットの眠気は著しく高かったことが実証されています。^[17]
• 二段ベッドで寝るのも、飛行中の効果的な戦略の1つです。パイロットが離陸する時間帯に基づいて、飛行中にいつの間にか眠気を感じるかを判断することができます。人間は通常、午前中と午後の半ばに眠気を感じます。^[16]
• 飛行中の交代や交代には、他の乗務員が活動休憩や睡眠のための時間を持てるように、飛行中の特定の時間に特定の作業に乗務員を割り当てることが含まれます。これにより、飛行の重要な段階で十分に休息した乗務員を活用できます。十分な休息をとった運航乗務員が安全に飛行を運営するために十分な乗務員の最適な人数を明らかにするには、さらなる研究が必要です。 ^[16]
• コックピットの適切な照明はメラトニンの生成を阻害するため、疲労を軽減する上で最も重要です。研究によると、照明レベルを100～200ルクスに上げるだけでコックピットの注意力が向上することが示されています。100ルクスのレベルは室内照明と同じであるため、パイロットの夜間視力に影響を与えません。^[18]

• パイロットは十分な休息時間のある乗り継ぎを与えられることが多いが、環境自体が完全に回復するのに適していない可能性がある。気温が高すぎたり、騒がしい場所や時間帯の変更により、生物学的睡眠が促進されない可能性がある。その結果、市販薬の使用が効果的である可能性がある。ゾルピデムは十分にテストされた医薬品化合物であり、半減期は2時間半で、薬は10時間以内に完全に代謝される。十分な休息を得るために睡眠を開始するために使用できる。コックピットでの仮眠と併用してはならない。この薬には副作用もなく、不眠症や翌日の覚醒に悪影響を与えることなく睡眠の質を向上させる。パイロットは知っているように、任務開始時に体内に薬が少しでも存在してはならない。^[6]しかし、睡眠の専門家であるマシュー・ウォーカーは、そのような催眠睡眠薬は本当の睡眠を誘発しない可能性があるため、その使用に疑問を呈している。^[19]
• 飛行前に疲労度を評価するための個人チェックリストを実施することで、パイロットが飛行に適しているかどうかを判断するのに役立ちます。サムン・ペレリチェックリストは1から7までのスケールを持つ優れた測定法で、1は「完全に覚醒している」、7は「完全に疲れ果てて機能できない」という意味です。^[13]
• 睡眠、活動、疲労、タスク有効性モデルなどの疲労予測モデルの実装により、パイロットの疲労をいつでも予測できるようになり、スケジュールが最適化されます。数学モデルはパイロットの個人差によって制限されますが、タイムゾーンの変更、起床時間、以前の休息時間を考慮するため、最も正確な予測が可能です。^[16]
• 睡眠と疲労のモニタリング:手首に装着する睡眠モニターを使用して睡眠を正確に追跡します。従来、睡眠は個人の推定によって追跡されていましたが、これは不正確でした。このテクノロジーにより、規制当局は、過去 24 時間の睡眠時間が 8 時間未満のパイロットに対して運航制限や警告を実施できるようになります。
• 2007年初頭、コロンビア特別区空軍州兵（ANG）の第201空輸飛行隊は、疲労回避スケジューリングツールFASTを日常のスケジューリング業務に統合することに成功した。この統合には2人のパイロットスケジューラーがフルタイムで対応する必要があったが、計画者やリーダーがフライトスケジュールの疲労の重大な時期を予測して調整するために使用できる貴重なリスク緩和データが得られました。^[20] 2007年8月、エドワード・ヴォーン中佐の指揮下にある空軍州兵航空安全部門は、パイロットスケジューラーによる日常的な使用と自動フライトスケジューリングソフトウェアとの統合を可能にするために、FASTのユーザーインターフェイスを改善するプロジェクトに資金を提供した。Flyawakeと呼ばれるこの改善されたユーザー応答型インターフェイスは、リン・リー大尉によって考案および管理され、マクロシステムズによって開発された。このプロジェクトは、戦闘および非戦闘の航空作戦で収集された経験的データを引用し、疲労が人間のパフォーマンスを低下させる要因であるという米国政府の確立された政策に異議を唱えた。^[21]

• ヘッドアップ ディスプレイ(HUD) により、パイロットが遠くの滑走路や近くの計器に集中する必要性が減ります。調整プロセスが不要になり、疲労の発生を軽減するのに最適です。
• 航空機の航空電子機器の点滅灯はパイロットの注意を引くのに非常に効果的ですが、疲労の原因にもなります。最初に点滅灯を使用してパイロットの注意を引き、その後、メッセージを一定に点灯した背景に表示することで、最大の効果が得られます。^[22]

航空機はますます自動化が進んでおり、特に長距離飛行の巡航段階では、直接関与が減るため、乗務員が油断する傾向が見られる。巡航区間が長いとパイロットが退屈し、緊急事態の際にパイロットが完全に警戒状態に戻るまでに時間がかかるため、リスクが増大する。航空会社は、飛行の巡航段階の退屈さに対処する戦略として、2 人の乗務員またはジュニア副操縦士を配置する。「Keep Awake」ルーチンも別の対策である。これは、フライト エンジニアが事前に入力した偽の問題を引き起こすように設計された、飛行中の小さなイベントで構成される。「Keep awake」ルーチンは飛行の安全性には影響せず、パイロットの完全な警戒状態と細心の注意を再び得ることを目的とする。^[22]

各国の航空規制当局は、疲労を防ぐために勤務時間アプローチを採用するのが一般的です。^[16]勤務時間は通常、飛行勤務時間で測定されます。これは、「飛行乗務員が勤務に報告する必要があるときに始まり、航空機が駐機して[それ以上移動する]意図がないときに終了する期間」と定義されています。^[23]飛行勤務時間には、通常、日、週、月単位で制限が設定されます。これらの制限は、実施されている操作の種類、時間帯、および飛行がシングルパイロットかマルチパイロットかによって異なります。また、連続勤務日数後の勤務からの解放時間に関する要件もあります。^[24]

ICAO加盟国はすべて何らかの運用制限を設けていますが、その方法は国によって異なります。10か国を対象にした調査では、合計12の異なる運用要因が規制されており、各国は平均して6つの要因を規制していることがわかりました。ただし、これらの要因は異なる方法で測定されることが多く、制限も大きく異なります。^[25]

航空安全の専門家の多くは、現在の規制は疲労対策には不十分であると考えている。彼らは、現在の制度の欠陥の証拠として、高い罹患率と実験室研究を指摘している。現在の制度は睡眠不足の長期化を防ぐのに役立つが、概日リズムの乱れ、時間帯、蓄積された睡眠不足を考慮していない。ある研究では、この結果は「疲労の原因と結果、およびその管理プロセスに関する業界内の知識レベルを高める必要がある」ことを示していると結論付けている。^[26]

• アメリカン・インターナショナル航空808便は、1993年8月18日にキューバのグアンタナモ湾海軍航空基地の滑走路手前で墜落したマクドネル・ダグラスDC-8型機である。これはパイロットの疲労が主な原因であるとされた史上初の事故である^{[検証の失敗] 。 [27]}
• 大韓航空801便は、1997年8月6日、アントニオ・ウォンパット空港へ向かう途中のボーイング747型機が滑走路から3マイル離れた丘に墜落した事故である。この事故で、乗務員を含む乗客254人のうち228人が死亡した。機長は副操縦士に進入手順を説明せず、最低安全高度を下回って降下した。機長の疲労は「…機長の能力を低下させ、進入を適切に実行できなかった原因となった。」^[28]
• 1985年、アエロフロート航空5143便（ツポレフTu-154 ）がパイロットのミスにより失速し、ウズベキスタン（当時はソビエト連邦の一部）に墜落した。乗務員の極度の疲労が事故の一因であったことが判明し、この事故で機内にいた200人全員が死亡した。^[要出典]
• アメリカン航空1420便では疲労が一因であることが判明した。1999年にアーカンソー州リトルロックでマクドネル・ダグラスMD-82が墜落し、11人が死亡した^。[29]
• 2004年、コーポレート航空5966便は、疲労したパイロットが6日連続の飛行でその日の14時間勤務した後、カークスビル地域空港への進入中に滑走路手前で墜落した。NTSBは、事故の原因はパイロットが安全手順に従わず、IMCで非精密進入を行ったことであり、「疲労が​​パフォーマンスの低下につながった可能性が高い」と判断した。^[30]
• 2008年10月、ホノルルからヒロまでの36分間の区間であるゴー！エアラインズ1002便を操縦していたパイロットが居眠りし、目的地を30海里オーバーシュートした。その後、パイロットは目を覚まし、飛行機を安全に着陸させた。この事件が起きた日は、パイロットが午前5時40分に勤務を開始した3日連続の日だった。 ^{[5] [31]}
• コルガン航空3407便は2009年に米国で墜落し、50名（乗客49名全員と地上の1名）が死亡した。NTSBは乗務員が疲労を感じていたと結論付けたが、それが彼らのパフォーマンスをどの程度低下させたかは特定できなかった。^[32]
• 2010年1月25日、エチオピア航空409便はレバノンのベイルートを離陸した直後に地中海に墜落し、乗客乗員90名全員が死亡した。乗務員の疲労が事故の一因であると広く考えられている。^{[33] [34]}
• 2010年5月22日、エア・インディア・エクスプレス812便がインドのマンガロール国際空港に着陸時に墜落し、乗客乗員158名が死亡した。機長は飛行中に居眠りしていたが、着陸前に目覚めた。
• 2013年3月1日に発表された公式報告書では、パイロットの疲労が2010年のアフリキヤ航空771便墜落事故の原因である可能性が高いと特定された。乗客93名と乗務員11名を乗せたこの飛行機はトリポリ空港でゴーアラウンド中に墜落し、1名を除く全員が死亡した。^[35]
• 2013年7月、アシアナ航空214便がサンフランシスコ国際空港で視認進入中に墜落し、ボーイング777-200ERに乗っていた307人のうち3人が死亡した。NTSBは、ボーイングとアシアナ航空の777のシステムに関する文書化が不十分であったこと、アシアナ航空の訓練が不十分であったこと、そして「乗務員の疲労により、彼らのパフォーマンスが低下した可能性が高い」ことが原因で、乗務員が進入を誤ったと判断した。^[36]
• 2013年8月14日、UPS航空1354便がバーミンガム・シャトルズワース国際空港への進入中に墜落した。機内にいた唯一の乗客であるパイロット2名が死亡した。進入が不安定になったのは、乗務員が高度を監視できなかったことと、飛行管理コンピューターを誤って操作したことによるもので、どちらも疲労によるものであった。^[37]
• 2024年1月25日、バティック・エア6723便は、機長と副操縦士が眠っていた28分間に210海里コースを外れた。その後、両名は目を覚まし、問題なく着陸した。^[38]

• 疲労が安全性に与える影響
• パイロットのミス
• 航空安全

• 航空安全ネットワークにおける休息不足や疲労に関連する事故のデータベースリスト