民用飞行器重着陆事件决策系统研究

应用支持向量决策方法,解决飞行器重着陆事件诊断中受力分析复杂、样本量小的问题。探索飞行器接地阶段重着陆事件的形成机制,分别建立翼根载荷与起落架载荷的受力模型,研究飞机主体载荷与重着陆事件的非线性关系。研究重着陆决策所需样本集的小样本特性,提出支撑向量驱动的智能决策规则方法,进行重着陆事件诊断模型的建模研究。最后,建立重着陆事件决策系统。实例表明:该决策方法对于实例样本的诊断精度达到95.7%,对于提高着陆阶段的安全具有实际意义。     

基于模糊加权Markov方法的飞机重着陆风险控制研究

飞机重着陆严重影响着飞行安全,控制重着陆事件风险是该领域研究难点.提出了模糊加权Markov模型方法,进行飞机重着陆状态预测研究.首先,通过起落架接地受力分析,确定飞机接地载荷作为描述重着陆状态的特征参数,并引入模糊有序聚类算法,获得重着陆状态划分规则;然后,针对起落架接地载荷进行状态分级,计算载荷序列的自相关系数,获取多时滞Markov链的权值;最终,建立加权Markov模型,预测起落架接地载荷时序分布,根据载荷序列概率分布来评价重着陆等级,实现重着陆风险的控制.工程实例表明,该算法准确率高,具有较好的空间性能和时间性能.     

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 ...     

基于DBN的飞机着陆弹跳预测方法

飞机着陆弹跳是航班运行中经常发生的不正常事件,为掌握着陆弹跳的诱因并有效预防该类事件发生,首先,提出一种基于深度置信网络(DBN)的飞机着陆弹跳预测方法;其次,通过航空运行数据评估事件与着陆机场环境条件的相关性,以东航实际着陆弹跳事件为例,探究着陆时油门杆位置与弹跳的变化趋势;然后,分别讨论触地前飞行员操纵、飞机状态和飞机的不稳定进近对着陆弹跳的影响;最后,以不同信息的组合作为输入训练模型,对比预测精度,找到最优模型。研究结果表明:基于DBN的方法适合利用大量航班数据预测着陆弹跳事件;当网络输入包含机场环境条件、飞机油门杆位置等着陆弹跳直接影响因素,以及不稳定进近等非直接影响因素时,该预测模型能够较准确地预测着陆弹跳事件,其预测准确度可达到94.78%。     

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。     

基于知识地图的民用航空安全信息事件分析

安全信息的深入分析是数据驱动的安全管理基础。为深入挖掘民航安全信息的价值,分析不安全事件的发展和演化过程,预测事件可能引发的后果及可能性,以2011—2015年民航安全信息网收集的390起重着陆事件为样本,结合事件链因果关系分析,运用知识地图分析法,按照事件发展演化过程建立样本信息中包含知识信息及其因果关系、各事件链间的相关关系、不同后果事件演化的可能性的重着陆事件知识地图。结果表明,该知识地图能够获取重着陆事件在时间、地点、机型、运行阶段、原因、后果及可能的预防及管控重点,可以实现一起或多起重着陆事件信息的知识分析,发现可能存在的安全风险,预判引发严重后果事件的可能性,为有效实施风险管理提供依据。     

基于关联规则的跑道着陆事件演化网络构建研究*

为了提高航空运输系统安全性,针对航空器着陆过程中冲偏出和重着陆事件的关联机理开展研究。以84起跑道着陆事故调查报告为样本,利用Python分词工具提取风险因素并建立跑道着陆事件数据集,应用Apriori算法挖掘风险因素间关联规则,基于复杂网络理论构建该类事件演化网络,分析社团结构和拓扑特征。研究结果表明:本文所构建的网络密度为0.143,网络较为紧密,风险因素间强关联;网络社团结构显著,符合飞行操纵、运行状态、运行环境、不利条件的分类特点;网络关键节点“航线训练”、“接地速度大”综合值分别为0.599 8、0.589 0。研究结果可为飞行安全研究提供新思路。     

基于随机森林的飞机长着陆预警方法

为降低飞机冲出跑道事故造成的人员伤亡和财产损失,以长着陆事件为研究对象,探讨1种有效的长着陆事件预警方法。提出应用随机森林模型对长着陆事件进行预警,给出模型的特征筛选、构建及评价方法,并使用实际飞行数据验证模型有效性。结果表明:基于随机森林的飞机长着陆预警模型精确率为88.41%,召回率为87.14%,模型可以有效对长着陆事件进行预警。     

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LTO循环的航空发动机颗粒物排放计算方法及应用

为了定量地分析航空发动机排放的颗粒物对机场周边空气质量的影响,通过对航空发动机排放的颗粒物进行分析,以国际民航组织提出的一阶近似方法为基础,分别计算得到各类颗粒物的排放指数,结合航空发动机在着陆和起飞循环各阶段中的燃油流量和工作时间,建立了完整的基于着陆和起飞循环的发动机颗粒物排放计算方法。以GE90-94B发动机为例,采用该方法可计算得到发动机在LTO循环中起飞阶段的颗粒物排放质量为352.079 mg,爬升阶段的颗粒物排放质量为456.577 mg,进近阶段的颗粒物排放质量为321.194 mg,滑行或地面慢车阶段的颗粒物排放质量为785.015 mg,总的颗粒物排放质量为1 914.865 mg。研究表明,该方法可以计算得到航空发动机在着陆和起飞循环中排放的颗粒物质量。     

基于蒙特卡洛方法的着陆擦机尾风险预测

为解决对航班和机队着陆时擦机尾风险客观预测问题，基于飞行QAR数据和蒙特卡洛模拟方法，建立擦机尾风险预测模型，将某航空公司Boeing737-800机队的380套QAR数据作为样本数据，运用MATLAB编程进行5 000次模拟抽样试验，得到不同机队着陆时俯仰角的分布和擦机尾风险预测曲线。研究结果表明:当着陆俯仰角大于4.5°时，机队2擦机尾风险较大；运用蒙特卡洛模拟预测的飞机着陆俯仰角更为稳定和准确。该模型可进一步软件化，为航空公司的擦机尾超限事件管理提供可靠性指标参考，实现对飞行员操作风险的动态管理。     

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。     

Assessment of the hazard due to fragment projection: A case study

Fragment projection following vessel burst is a possible cause of domino effects in industrial accidents. The projection of fragments from stationary equipment usually follows the catastrophic rupture of process equipment due to internal pressure exceeding design values. In recent years, a detailed model was developed to assess fragment impact probability. The model, based on the use of fragmentation patterns and of a simplified analysis of fragment trajectory, allows the calculation of impact probabilities considering different scenarios leading to vessel burst and fragment projection. In the present study a case-study was analyzed to assess model performance and to test the credibility of the model predictions for fragment number, shape and impact probability. The cumulative probability of fragment impact was found to be in good agreement with the actual distribution of the landing points experienced for the fragments formed in the accident. The maximum projection distance predicted by the model resulted comparable to the maximum landing distance experienced in the accident. The model tested thus seems to yield significant results, well in the range of those experienced in the case-study analyzed.     

基于随机森林的阻变型通风网络故障诊断方法*

为了在矿井通风网络发生阻变型故障时,能够快速准确判断出故障位置和故障量,提出1种基于随机森林的通风网络故障位置和故障量诊断方法。利用矿井通风仿真系统IMVS将唐安矿模拟故障生成空间数据集并进行数据预处理,构建基于随机森林的故障诊断模型,并利用该诊断模型对唐安矿矿井通风网络模拟故障位置和故障量进行判断和预测。引用多种方法对模型进行度量,通过唐安矿模拟实验验证基于随机森林的故障诊断模型的有效性。将随机森林和决策树的故障诊断准确率进行对比,研究结果表明:随机森林较决策树故障准确率有进一步的提高,并发现故障地点失误诊断多是相邻巷道,在一定程度上工作人员对故障地点的判断并不受其影响。