基于QAR的民航机队起飞阶段风险仿真方法

为了宏观量化民航客机起飞阶段的风险水平,提升飞机起飞的安全性,基于不确定性信息的模糊性和随机性,建立了基于二维云的蒙特卡洛仿真模型,有效增加飞机起飞阶段风险数据的样本量,通过与标准云的比较确定民航机队起飞阶段的风险特征.采集某航空公司B737-800机队351套QAR数据作为样本,通过对飞机起飞关键操作的分析,选取离地速度、抬头速率、离地仰角3个起飞关键参数作为风险评估指标,运用MATLAB编程处理QAR数据并对模型进行验证,得到3个机队起飞阶段的风险均值.通过风险收敛性分析得出二大队的起飞风险最高,这是因为在起飞阶段二大队的关键操作风险偏高.该方法可应用于航空公司对不同机队起飞阶段风险的动态管理.该仿真模型的样本数据分布更加稳定,解决了风险的随机性和模糊性,有利于航空公司实现飞机运行风险可视化,对飞行员关键操作的针对性训练具有一定的指导意义.     

基于QAR数据的着陆超限风险贝叶斯网络分析模型

为分析民机着陆超限风险及其影响因素，基于飞行快速存取记录器(Quick Access Recorder, QAR)数据，构建着陆超限风险贝叶斯网络分析模型。首先，采集2019年和2020年国内某航空公司B737-800机队共37 443个航段QAR数据作为样本数据；然后利用GeNIe 3.0软件GTT(Greedy Thick Thinning)算法进行参数学习，建立着陆超限风险贝叶斯网络(Bayesian Network, BN)模型，应用10-fold交叉验证方法对模型进行检验。结果表明，着陆超限风险贝叶斯网络可有效分析着陆超限事件的因果关系，计算得出样本机队减小着陆超限风险的飞行参数组合。该分析模型可用于对机队或飞行员个体的着陆超限风险预测，为降低着陆飞行超限风险、前移安全关口提供客观依据。     

基于SPA-Markov的飞行安全态势评估与预测研究

为提高航空公司飞行安全风险控制和预测水平,利用QAR数据作为支撑,结合集 对分析和马尔科夫理论建立飞行安全态势评估模型。该模型以QAR超限事件为评估指标 ,采用集对分析中的联系度来描述安全风险等级;运用马尔科夫理论确定安全状态的转 移概率矩阵,以预测飞行安全动态变化趋势。最后以某公司A320机队6个月发生频率最 高的7类超限事件对模型进行验证。结果表明:该公司2月、6月和预测月份的安全状态 为一般风险,其他月份为低风险;总体安全状态也为一般风险,并有增加趋势。     

基于k-SC聚类的飞行操作模式及危险性分析

为挖掘飞行数据中的高危险性操作模式,采用k-SC时间序列聚类算法,并基于K-W检验分析聚类结果与不安全事件之间的关系。以特定条件下某机队着陆阶段的驾驶杆操作数据和长着陆事件为例进行模型验证。结果表明:机队有5类不同的驾驶杆操作模式;不同操作模式的着陆平飘距离分布具有显著性差异,且长着陆的危险性最高可达68.18%。研究结果可为提升航空公司飞行员操作能力、分析飞行员操作特性及其他不安全事件（如重着陆、擦机尾等）提供理论参考。     

不同类型压力对飞行员安全绩效的影响规律研究

为探究各类型压力对飞行员安全绩效的影响规律，为飞行员日常工作管理提供依据，选取某航空公司200名飞行员进行压力测试，并调取其近6 a的飞机品质(QAR)数据，通过相关性分析和线性回归分析将飞行员压力数据与其QAR数据进行对比分析，探究飞行员压力对飞行安全绩效的影响规律。研究结果表明:工作负荷压力、家庭压力、人际关系压力和组织管理压力会显著负向影响飞行员安全绩效；角色压力和专业发展压力会显著正向影响飞行员安全绩效。     

基于因子分析与突变级数法的飞行安全状态评价研究

为合理评价航空公司的飞行安全状态，利用QAR超限事件作为原始数据，运用因子分析法确定评价指标及其重要程度。针对飞行运行的动态性，引入无需确定指标权重的突变级数法构建评价模型；利用某航空公司2015和2016年24个月的QAR数据，使用该模型进行评价，所得的评价结果与该公司的实际飞行安全状态基本相符合。结果表明:基于因子分析与突变级数法的飞行安全状态评价模型可用于实际评价工作中，且评价结果较为真实可靠。     

基于灰色聚类方法的航空公司飞机进近着陆阶段安全性评估

进近着陆阶段时间短、任务重、环境复杂,是飞行事故多发阶段。飞行机组应当具备过硬的心理素质和熟练的驾驶技术,严格执行标准操作程序,提升稳定进近能力和复飞的决断能力,保障飞行安全。本文通过综合分析民用飞机在进近着陆时的影响因素和QAR译码数据,建立相关指标体系,构造出相应灰色聚类评价模型,根据综合聚类系数对航空公司某阶段飞机进近着陆安全性进行评估。该研究为航空公司进行进近着陆阶段安全性评估提供了一种较为科学的定量化依据,对于保障飞行安全具有现实意义。     

基于相似理论的飞机实际着陆距离预测方法

为防止飞机着陆时冲出跑道事件的发生,提出一种基于相似理论的飞机实际着陆距离预测方法。首先,通过量纲分析法结合影响飞机实际着陆距离的主要因素,推导出表征实际着陆距离的无量纲方程;然后,利用真实飞行数据,得出不同接地俯仰角条件下飞机实际着陆距离的预测方程;最后,对比分析方程预测结果与由真实数据所得的飞机实际着陆距离。结果表明:采用该方法能够在不同接地俯仰角条件下预测飞机实际着陆距离;在小接地俯仰角条件下,预测值与实际值吻合度最高,最大绝对误差在50 m范围内,最大相对误差约为3%。     

基于模糊灰色关联的航空公司机队可靠性指标的优选

机队是航空公司运输能力的关键,机队可靠性是航空公司安全保障的重要环节之一。鉴于影响航空公司机队可靠性指标具有多模糊性和随机性等灰色系统特征,结合模糊灰色关联特性,建立了机队可靠性指标模糊灰色关联分析优选模型。同时为了提高关联度分辨力和满足关联分析更符合实际,对分辨系数取值做了合理的判定。以航空公司机队可靠性统计数据为例,计算得出机队可靠性指标与可靠性等级的关联度和关联序,确定影响机队可靠性指标主要相关因素,找出了机队可靠性最佳优先控制指标。该研究为确定机队可靠性优先控制指标的选取提供了一种较为科学的定量化依据,有助于掌握机队可靠性规律提供支持,对于提高航空公司机队可靠性管理水平具有现实的意义。     

基于QAR2Vec模型的QAR数据特征提取

针对传统特征提取方法难以从海量、高维的快速存取记录器(QAR)数据中提取有效特征,且QAR数据缺乏足够的标记等问题,提出一种以Transformer网络为核心的QAR2Vec模型,将QAR数据与位置信息、飞行阶段信息共同编码,作为QAR2Vec模型的输入;通过构建自回归预测的预训练任务以自监督的方式来学习海量QAR数据中的深层特征;保存预训练好的QAR2Vec模型权重,并在飞行状态预测和着陆异常天气识别任务上,微调预训练模型,使模型适应不同的下游任务;将QAR2Vec模型与2种没有预训练步骤的深度学习算法CNN-LSTM、MTL-LSTM进行对比。结果表明:QAR2Vec模型能够更有效地从QAR数据中提取特征,在飞行状态预测和着陆异常天气识别任务上的预测误差更低、识别准确度更高。     

海洋平台圆柱体坠落运动轨迹及落点分析

传统的角度偏差经验值方法导致落物风险评价过程中的落点和危险区预测存在较大误差，科学化、立体化、完整化、多因素概化的落物轨迹和落点分析方法及工具缺位。为此，以海洋平台圆柱体落物为研究对象开展先导研究，在2D运动理论模型基础上，考虑3维、6度受力与运动参数，引入粘性拖曳力系数经验公式、海流运动、旋转升力和力矩项，建立了具有普适性的落物水下3D运动轨迹预测模型，并以现场实验数据校验表明模型方法可行、结果更可信；据此以Matlab 2016为程序设计平台编制了海洋平台圆柱体坠落运动预测分析工具（MREDP），分析了坠落运动落点分布规律。研究结果表明:随着初始倾斜角度的增大，落点偏移距离呈现先增后降的趋势，于62°时达到最大值，运动轨迹整体呈现螺线曲率减小、向轨迹曲线外开口侧偏移趋势；落点分布变化可分为Y轴偏移稳定主导阶段、X轴偏移实力型快速主导阶段和X轴偏移机会型主导阶段3个阶段；相对MREDP预测结果，DNVGL-RP-F107经验性角度偏差推荐结果较为保守，MREDP可为DNVGL-RP-F107提供更加准确、可信的轨迹曲线和落点取值。基于分析结果，提出了采用Monte Carlo方法表征实际工程中起始运动参数随机性和入水撞击产生的不确定性等建议。     

基于Monte Carlo的海洋平台圆柱落物落点分析及危险区快速评价*

为实现海洋平台落物风险快速精确评价，针对传统推荐性规范经验化、过于简化、平面化及未体现工程随机性等问题，以圆柱落物为研究对象开展先导研究，基于3D运动理论模型，提出1种采用Monte Carlo方法表征工程随机性以实现危险区快速精确评价的方法，自主开发形成海洋平台圆柱落物危险区快速评价工具（MREDP），着重分析落点分布规律和危险区等级划分。结果表明:落点分布整体呈现“倒工字圆弧型”、两端“一密一疏”、关于X轴对称特点；MREDP快速评价结果可信，评价周期大幅降低；MREDP快速评价危险区相对较大、存在多峰值点，DNVGL-RP-F107推荐危险区相对保守、存在单峰值点。     

Occupant Risk,Partner Risk and Fatality Rate in Frontal Crashes: Estimated Effects of Changing Vehicle Fleet Mass in 15 Years

The effect of vehicle fleet mass on car crash fatalities was estimated, using a new mathematical model to isolate vehicle mass from related factors like size, stiffness and inherent protection. The model was based on fatality risk data, impact speed, fleet mass distribution, and collision probabilities. The fleet mass distribution was changed over 15 years to (a) a homogeneous fleet of 1300 kg cars, (b) a bimodal fleet of 600 and 1600 kg cars, and (c) a 300 kg lighter fleet.

Occupant and collision partner fatality risks were estimated for the new fleets. The new fleets were achieved by various strategies, and the average fatality rate was calculated after and during the transition to the new fleet.Occupant fatality risk decreased and partner risk increased as occupants changed to a heavier car. The average fatality rate was 59% higher after the transition to a bimodal fleet mass, and 11 % lower for a homogeneous fleet. A 300 kg lighter fleet had a 8% higher fatality rale, but the strategy influenced the number of fatalities accumulated during the transition. The safest strategy to attain the lighter fleet was to reduce the mass of the heaviest cars first.

It was concluded that vehicle fleet mass significantly affects traffic safety. Downsizing consequences can be compensated for by improving inherent vehicle protection or reducing impact speed. The fatalities during downsizing can be limited by choosing an appropriate strategy.     

基于蒙特卡洛模拟的多米诺事故风险量化管理*

为降低危化品相关的化工事故造成的人员伤亡和财产损失，以化工多米诺事故为研究对象，探讨由初始事故引发1个或多个次生事故的连锁反应机理与风险评估方法。提出应用蒙特卡洛模拟对多米诺事故风险进行动态量化的方法，梳理化工多米诺事故风险的识别、分析、评定、处理全周期管理流程，并以1个天然气压气站为案例，验证基于蒙卡模拟的化工多米诺事故风险量化方法的有效性。结果表明:该方法可以更准确地对化工多米诺事故风险进行定量评估。多米诺事故风险全周期管理流程的梳理能够有效指导化工企业开展安全管理、事故预防等工作。     

基于PCA-VMD-CNN的输电线路覆冰重量预测模型*

为防止覆冰灾害危及电路安全,提出1种输电线路覆冰重量预测模型。首先对多个气象因素进行主成分分析提取气象因素中的有效信息,再对覆冰历史数据进行变分模态分解,获得具有不同特性的本征模态分量;然后基于卷积神经网络,对具有不同时间尺度（周期性、波动性不同）的各个分量进行训练及预测,并将每个分量的预测结果相加。研究结果表明:通过对某覆冰区域的输电线路监测数据进行实验仿真,研究所提出的覆冰重量预测模型有更高精度。     

吊拖船队通过限制性顺直航段安全限制因素研究

为了保障吊拖船队通过顺直航道的航行安全,充分考虑吊拖船队的柔性结构特征和航道条件,深入研究限制性航道顺直航段航道特点,运用船舶操纵与引航理论,建立以吊拖船队为研究对象的顺直航段航道宽度计算模型,从而确定针对航道宽度的吊拖船队通过顺直航段的安全限制因素,运用实船试验数据和现有航道维护尺度对建立的公式进行验算。提出了符合我国运河航道条件和吊拖船队航行特点的运河限制性航道顺直航段航道宽度计算公式,以期为保障吊拖船队在顺直航道安全航行提供理论支撑,弥补我国运河以吊拖船队为主要船型的航道技术尺度计算方面的不足。