基于模糊集和改进TOPSIS方法的跑道侵入风险评估

为预防民航机场跑道侵入事件的发生,减轻塔台管制员面临的跑道运行安全的压力,根据国际民航组织(ICAO)颁布的《防止跑道侵入手册》描述的空中交通管制(ATC)因素,建立影响跑道侵入的ATC指标评价体系。首先运用模糊集理论建立评价模型,并计算子指标的模糊可能性值,其值反映所论子指标风险概率。其次,采用改进的TOPSIS方法进行验证,并计算子指标的信度效度值。结果表明,得出的子指标风险值与模糊可能性值的排序一致。最后,根据子指标风险值的大小提出防止跑道侵入事件发生的建议。     

跑道侵入的威胁与差错分析及控制研究

为了识别不同类别数据的相关性,使用基于威胁与差错管理的模型对采集到的跑道侵入不安全事件的数据信息进行定量研究.使用最小二乘法对结果和影响因素进行多元回归分析,借助主次因素排列图,查找跑道侵入事件中“极其关键的少数因素”,得出跑道侵入事件与其相关因素之间的二元线性回归方程.结果表明,典型差错对跑道侵入存在显著影响.中国民航跑道侵入的主要因素是:飞行区管理混乱,人员车辆擅自进入跑道;军民合用机场协调不畅;人员缺乏培训,无跑道侵入意识.     

基于高斯贝叶斯网络模型的跑道侵入影响因素研究

运用高斯贝叶斯网络模型并咨询跑道安全专家的意见对跑道侵入因素进行分类,建立贝叶斯网络模型;经MATLAB软件计算绘制了影响因素的均值和均方差曲线图。通过该曲线图得出跑道侵入因素的权重,弥补个人对跑道侵入因素判断和分析的缺陷。挖掘表层因素不断确定时隐含在内部的因素对跑道侵入事件的影响程度。当隐含因素的均方差减少到极小值时,表明该隐含因素得到确定,可在调查跑道侵入事件的原因时避免重复或疏漏。     

基于风险防御的机场跑道事故风险控制研究

在风险管理程序中,风险辨识和风险评估是风险管理的基础,而风险控制才是风险管理的最终目标。只有通过风险控制才能实现降低风险水平的目的,才能体现风险管理的全部意义。跑道运行涉及的人员、设备众多,是航空地面事故的多发环节,因而对跑道事故风险进行控制是具有一定意义的。在对现有风险控制方法分析的基础上,提出了基于风险防御的跑道事故风险控制,构建了跑道事故风险防御体系,指出了风险控制的思想重在事故发生前的预防。从技术研究(从具体的事故影响因素角度出发)和组织支持措施(从机场安全管理全局的角度出发)两方面进行跑道事故风险的控制。最后,对风险防御技术进行了研究。从风险控制的角度,为预防跑道事故的发生提供理论依据和指导。     

基于复杂网络的民航跑道侵入事件分析

为了明晰跑道侵入事件致因之间的关系及其发生演变规律,收集整理了国内2011—2021年的跑道侵入事件案例,通过对案例进行解析,建立了跑道侵入事件致因网络模型,随后对该网络划分社团;利用复杂网络的各指标分析致因网络的结构特征,并找寻需要防控的关键致因;采用相继故障中的负载-容量模型,构建跑道侵入事件致因关联网络模型,挖掘出事故致因最可能形成的致因链。结果表明：网络的直径为5,平均路径长度为2.231,平均聚类系数为0.303;得到培训和经验不足A₁₂、注意力分配不当A₆等9项关键致因;挖掘出109条致因链且由注意力分配不当A₆引发的跑道侵入事件占比较大。可见,该网络具有较高的聚类系数和较短的传播距离;负载-容量模型可对关键致因进行客观分析,避免了只依靠事件数量判断关键致因的偶然性。     

机场热点时空分布特征及运行风险评价

为研究大型机场航空器地面滑行冲突风险,提出一种基于机场热点时空分布特征的机场机动区运行风险评价方法。首先,以中南地区某机场为例,将场监雷达数据按每3 h分段,分别识别各时间段的机场热点,分析其时空分布特征;然后,基于热点发生的可能性和后果的严重性,构建考虑航空器冲突架次比、冲突可能性、冲突持续时间、冲突级别的机场热点风险评价模型,依据现有机场热点风险等级评价标准,评价该机场的热点风险等级。结果表明:该机场02号跑道运行风险高于20号跑道;02号跑道起降时,12:00—15:00点的机场热点风险最高;20号跑道起降时,9:00—12:00点机场热点的风险较高,与该机场实际运行情况基本相符。     

基于跑道侵入场景仿真的危险分析方法

为刻画跑道侵入场景的动态过程,规范不安全事件危险分析流程,提出基于多agent仿真和形式化推理的危险分析方法。通过总结时态逻辑方法特征,建立一种典型跑道侵入场景的多agent形式化模型,并给出场景形式化规则属性。选取真实跑道侵入案例,建立不安全事件仿真模型,实现事件的时态逻辑仿真,生成动态轨迹,并结合场景规则属性进行形式化推理分析。试验结果表明,跑道侵入场景仿真能使分析者从具体操作层面理清不安全事件发生的逻辑过程,规范化形式推理分析能识别出诱发不安全事件发生的危险要素。     

基于事故树和贝叶斯网络的飞机偏冲出跑道风险分析

为了加强对飞机运行过程的安全管理,降低飞机起降偏冲出跑道事件发生的概率,利用事故树和贝叶斯网络模型对飞机偏冲出跑道事件进行了定性和定量的分析。首先,建立事故树模型,对飞机起降冲偏出跑道的原因进行分析。一方面,总结导致飞机起降偏冲出跑道的基本事件,计算基本事件的结构重要度,指出基本事件对顶事件发生的结构重要度影响,同时计算飞机起降冲偏出跑道事故树模型的最小割集和最小径集,分析顶事件发生的条件和为避免顶事件的发生需要采取的应对措施;另一方面,通过对基本事件发生概率的赋值,计算基本事件的概率重要度和顶事件发生概率,指出基本事件发生概率对顶事件发生概率的影响。其次,为了便于各职能部门加强管理,明确工作的重点,结合贝叶斯网络计算中间事件的条件概率。     

终端区飞行冲突事件情景演变网络构建研究

为了控制终端区飞行冲突的风险,基于复杂网络,将飞行冲突的情景演变过程转化为复杂网络进行分析计算.分析侧向交叉跑道机场的主要安全风险,构建包含527个节点与2644条边的终端区飞行冲突情景演化复杂网络模型;采用无权有向网络中的节点度、度中心性、介数中心性、聚类系数等进行风险分析;采用Dijkstra算法,确定影响飞行冲突...     

基于灰色理论的跑道侵入原因分析

为减少跑道侵入的发生,找出导致不同严重性跑道侵入的主要原因并提出具有针对性的安全措施.根据跑道侵入的相关定义和分类标准,对跑道侵入的严重性与其影响因素进行灰色关联分析,得出飞行员违规、空管人员操作差错或违规、车辆或行人违规与AB类跑道侵入的关联度分别为0.648 3、0.662 2、0.667 3,与CD类跑道侵入的关联度分别为0.852 9、0.839 2、0.745 5,发现影响AB类、CD类跑道侵入的关键影响因素分别是车辆或行人违规、飞行员违规.研究表明,预防AB类跑道侵入的关键是要加强行人和车辆驾驶员的飞行区准入管理以及提高其通信质量;预防CD类跑道侵入的关键是要强化飞行员遵守法规和管制员指令的意识,加强机组资源管理.     

The development of probabilistic models to estimate accident risk (due to runway overrun and landing undershoot) applicable to the design and construction of runway safety areas

The risks of landing overrun (LDOR – LanDing OverRun), Take-off Overrun (TOOR – Take-Off OverRun) and landing undershoot (LDUS – LanDing UnderShoot) are dependent on multiple factors related to operating conditions. These include wind, runway surface conditions, landing or take-off distances required, the presence of obstacles, runway distance available, the existence and dimensions of runway safety areas.In this paper we propose risk models for runway overrun and landing undershoot, using a probabilistic approach. These models are supported by historical data on accidents in the area around the runway and will enable us to determine if the risk level is acceptable or whether action must be taken to mitigate such risks at a given airport. Furthermore, these models permit comparison of the results of different risk mitigation actions in terms of operational risk and safety.The principal advantage of this method is the high quality results obtained for a limited investment in terms of time, computing power and data. As such the method is extremely practical and easy to apply in aerodrome planning, development and operation.     

The impact of airport characteristics on airport surface accidents and incidents

IntroductionAirport surface safety and in particular runway and taxiway safety is acknowledged globally as one of aviation's greatest challenges. To improve this key area of aviation safety, it is necessary to identify and understand the causal and contributing factors on safety occurrences. While the contribution of human factors, operations, and procedures has been researched extensively, the impact of the airport and its associated characteristics itself has received little or no attention.MethodThis paper introduces a novel methodology for risk and hazard assessment of airport surface operations, and models the relationships between airport characteristics, and (a) the rate of occurrences, (b) the severity of occurrences, and (c) the causal factors underlying occurrences.ResultsThe results show for the first time how the characteristics of airports, and in particular its infrastructure and operations, influence the safety of surface operations.     

基于案例推理和规则推理融合的跑道侵入事件调查

为提高调查员调查跑道侵入事件的效率和准确度,提出智能辅助决策支持系统的构想。通过辨析基于案例推理和基于规则推理机制的特点发现,两者的缺点可以借助对方的优点予以弥补。在不破坏2种推理技术独立性和完整性的前提下,对其进行融合。在求解各特征属性权重过程中,利用最优传递矩阵的概念改进层次分析法,使之自然满足一致性要求。算例表明,在跑道侵入事件的调查中,无论属性是枚举型特征、数值型特征还是数值区间型特征,相似度计算的方法都是可行可靠的。     

支线机场安全动态预警技术研究

提升支线机场安全管理能力是中国支线机场未来发展面临的一个重大问题,为提高我国支线机场安全管理水平,本文基于系统动态的风险管理思想,针对支线机场安全风险发生随机、动态和系统的特点,结合支线机场安全管理实践,构建了支线机场三维风险识别图,以时间维为主线,空间维为基础,逻辑维为依据,多层次地识别支线机场面临的风险,以提高支线机场风险识别结果的客观性和全面性;将风险概率、风险损失、风险可预测性、风险可控制性纳入了支线机场安全风险分析过程,构建了支线机场安全多维风险评价函数,从而能更系统、全面地对支线机场面临的各种风险因素进行评价;通过上述支线机场风险管理技术的应用,可提高对支线机场安全风险的辨别、分析和控制能力,达到对支线机场安全风险进行实时、动态监控的预警目标,进而减少支线机场安全风险的潜在损失。     

Dynamic failure probability analysis of urban gas pipeline network

The gas pipeline network is an essential infrastructure for a smart city. It provides a much-needed energy source; however, it poses a significant risk to the community. Effective risk management assists in maintaining the operational safety of the network. The risk management of the network requires reliable dynamic failure probability analysis. This paper proposes a methodology of condition monitoring and dynamic failure probability analysis of urban gas pipeline network. The methodology begins with identifying key design and operational factors responsible for pipeline failure. Subsequently, a causation-based failure model is developed as the Bowtie model. The Bowtie model is transformed into a Bayesian network, which is analyzed using operational data. The key contributory factors of accident causation are monitored. The monitored data is used to analyze the updated failure probability of the network. The gas pipeline network's dynamic failure probability is combined with the potential consequences to assess the risk. The application of the approach is demonstrated in a section of the urban gas pipeline.     

航空安全风险管理模式探讨

航空安全需要动态管理,因此构建并实施基于问题管理的航空安全风险管理模式就非常有意义。本文探讨了航空公司、机场和空管的安全管理工作如何围绕航空安全问题为中心进行制度、组织、日常管理构建,注重问题的识别、分析和解决,切实有效的地解决安全问题。实施安全问题管理变专职安全管理为全员安全管理;变间接安全管理为直接安全管理;变滞后安全管理为超前安全管理;变僵化安全管理为创新安全管理;变被动安全管理为主动安全管理;变模糊安全管理为务实安全管理。无疑这种管理模式均适合民航三大主体的安全管理需求。     

基于Bow-Tie技术的民用机场安全风险分析应用研究

民用运输机场具有运行环境复杂、事故成因复杂、驻场单位众多等特点,其事故成因更具有动态性、隐蔽性、综合性和因果连带性。因此,机场的日常运行安全风险分析一般需要借助多种工具才能完成。本文系统的介绍了一种实用的风险分析方法-Bow-tie风险技术,Bow-tie是一种风险分析和风险管理的工具,通过识别和评估风险、分析风险因素、设置风险屏障、采取风险控制和(减缓)恢复措施,有效预防事故发生。该方法可以对危害事件发生的原因、后果、屏障建立是否充足提供一个可视化的评估。本文就Bow-tie技术在民用机场安全风险中的具体实施步骤进行了描述,最后给出了其在民用机场风险分析中应用的一个实例,并就其可行性和实际应用进行了系统的研究。Bow-tie风险技术是集故障树、事件树和圆葱图理论相结合的系统风险分析及量化技术,对组织缺陷以及人为失误占主导因素的民用机场运行安全风险分析,具有较高的应用价值。     

直升机电力作业非线性动态安全评价模型

为有效提高直升机电力作业安全评价能力,落实通用航空作业标准化和规范化管理,本文以直升机电力作业中人员因素、直升机设备因素、电力作业设备因素、自然环境因素、机场环境因素、组织因素、规章管理因素7个模块为一级指标建立安全评价指标体系。结合多位专家给出的概率语义值,基于模糊集与改进的证据融合理论量化各指标风险程度,同时采用三角模糊数法确定中间节点条件概率,最后利用贝叶斯网络模型灵活推理能力,提出直升机电力作业非线性动态安全评价模型。通过对某通用航空公司直升机电力作业安全状况评价分析可知,企业组织因素、电力作业设备因素以及人员因素为主要薄弱环节,需加强管理,可通过提高从业人员的安全防范意识、提高设备可靠性以及加强人员培训等措施对风险进行预防。