基于STPA和模糊BN的AIDC移交人误研究

为评估因空管自动化系统功能不完备而潜在的管制移交人因风险,首先,采用系统理论过程分析(STPA)方法,构建空中交通服务设施间数据通信(AIDC)移交过程的安全控制结构图,识别出AIDC移交时的关键人误;然后,结合空管人误分类模型(HERA-JANUS)构建基于贝叶斯网络(BN)的人误分析模型,利用专家经验和模糊集理论量化各节点的先验概率;最后,通过Ge NIe软件训练数据,可视化诊断模糊BN,得到目标事件的发生概率,分析出关键人误。结果表明:STPA方法驱动下的模糊BN能够全面地识别AIDC移交过程中的关键人误致因,其中AIDC移交失败时系统无告警是管制移交过程中的重要人误风险源;当目标事件发生时,管制员"注意力分散"、"忘记监控"、"注意力不集中"和"警觉性降低"4种差错行为发生的概率占比较高,是造成管制移交时航空器小于安全间隔的关键差错行为。     

基于TRACEr的管制员差错风险量化分析

为准确辨识管制员(ATCO)的人为差错风险,量化预测不同认知领域的差错发生概率,根据认知差错回溯与预测分析(TRACEr)中的认知功能框架定义管制差错类型,分析心理差错机制的致因因素,将其作为根节点建立空中交通管理(ATM)不安全事件的贝叶斯网络;引入加权距离计算网络节点的条件概率,分析我国近10年的空管人误数据,以挖掘差错风险因素。研究结果表明:管制员的人为差错产生于各个认知领域,由此导致的不安全事件发生概率为0.040 7;警觉性失效、未充分学习、忽略危险、沟通误解和信息传输不清晰是主要风险因素,产生判断差错和信息传输差错的概率较大。     

基于HERA-JANUS模型的空管人误认知分析

空管人误分类分析是空管人误研究的基础。为了对管制员人误进行系统的分类研究,结合空管业务知识和认知心理学理论,对欧洲航空安全局和美国联邦航空局合作开发的HERA-JANUS模型的工作原理和流程进行较详细地分析。运用该方法模型,对我国一起空管不安全事件案例进行分析后得到3个由管制员所产生的人误差错,并对这3个人误差错分别从人误类型、人误认知、相关因素3方面进行详尽的分析研究,最后得出该不安全事件的21项人误结果。结果表明,HERA-JANUS模型能较全面地从深层次分析管制员的人误,其分类形式也便于开展空管人误统计。     

空中交通管制团队人误的分类及致因研究

复杂社会技术系统通常以团队方式运行,认识与预防团队人误是控制安全风险的重要途径。研究采用威胁与差错管理(TEM)的研究框架,以某空管运行自愿报告系统2004年全年数据为样本源,分析团队人误的流程与致因,统计发现团队人误占总体空管人误的31%。团队发现和指出错误后仍不能有效纠正错误的比例达到8%。根据样本统计并结合典型团队人误的案例,确认了空管团队人误的主要类型和分布情况以及团队行为促成因素(PSF)的框架及重要性排序,其中缺乏交流是团队人误的最常见PSF,报告样本量出现率达47.1%。最后,从组织文化建设、团队管理、标准操作程序、培训等方面提出了减少团队人误的建议。     

基于信息加工模型的管制员差错分类与分析

在Wickens的人类信息加工模型的基础上,加入注意功能、情景意识、内部和外部操作成形因素,建立了管制员信息处理模型。按照该模型,空中交通管制人为差错可按照认知领域分为感知与警觉性差错、短时记忆差错、长时记忆差错、判断与计划差错、响应选择差错和响应执行差错;影响管制员操作的情境条件可分为外部操作成形因素和内部操作成形因素。对以往空管人为差错的分析表明,在信息加工层面分类的人为差错更宜于确定差错的心理致因。基于该理论模型的差错分类系统可以改进人为差错分析的有效性和一致性,从而提高差错管理的有效性。     

基于人误系统复合状态(MSHES)的人误防范理论研究

评析国内外以第一代人因可靠性分析(静态)、第二代人因可靠性分析(动态)为主体形成的人误防范理论和方法;针对目前不能量化人的生理、认知、心理等相关非结构性和非确定性参数和数据的"瓶颈",建立基于人-机-环系统业务流程的人误系统复合状态(Multiplex State ofHumanErrors System,MSHES)结构模型;探求运用粗糙集数据挖掘,对资深专业人员的经验规则信息、人因事故或事件分析的信息,挖掘人因层次结构中的根因与人误层次结构中的差错之间的关联关系,构建基于规则的人误防范专家系统结构模型;探究人的风险性评估和人误防范理论。     

FTA-BN在机场跑道入侵事故影响因素分析中的应用

为了分析机场跑道侵入的影响因素，更有针对性地对预防机场跑道侵入提出合理建议，结合相关信息通告中统计的数据，首先从人员因素、环境因素、设备因素和管理因素4个方面分析跑道侵入的事故成因，并建立了故障树(Fault Tree Analysis, FTA)模型和贝叶斯网络(Bayesian Network, BN)模型，然后利用软件Netica对贝叶斯网络模型进行了后验概率推理与敏感性分析，最后根据分析结果提出了相应的建议。结果表明，人员因素影响程度最大，其次是管理因素，而环境因素和设备因素的影响程度相对偏小。     

基于飞行剖面的航空器试飞活动空管风险研究

为明确空中交通管理风险对航空器适航试飞活动不安全事件的影响,首先,依据航空器试飞科目绘制相应飞行剖面;其次,基于试飞活动飞行剖面,分析管制单位试飞保障流程,提取管制运行风险对试飞活动的影响因素;采用事故树分析法(FTA)分析事故发展过程,将事件和逻辑关系映射至贝叶斯网络(BN),依据国内外民航空管不安全事件分类统计结果...     

Reason模型在空中交通管制中的应用

指出了Reason模型及人的因素分析与分类系统的不足,提出对Reason模型进行修正的思路;结合中国民航业的实际情况,构建了空中交通管制不安全事件的分析框架;对防御系统失效、不安全行为、不安全行为的条件、管理失效4个层次的缺陷进行了论述,并给予详细的实证分析.研究有助于调查分析民航空管行业不安全事件中的原因以及为空管安全管理中的危险识别提供依据.     

基于模糊DEMATEL-BN的管制单位动态风险评估

为研究管制单位风险的动态性，提高风险评估的准确性，预防风险事故的发生，提出基于毕达哥拉斯模糊、试验与评估实验室(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory, DEMATEL)、贝叶斯网络(Bayesian Network, BN)和模糊损失率的管制单位动态风险评估模型。首先识别管制单位风险因素；其次应用毕达哥拉斯模糊和DEMATEL模型探究风险因素之间的相互关系；再次将因素间的相互关系映射到BN,构建管制单位风险演化过程；然后确定先验概率，并以前兆数据作为输入信息，推导计算管制单位的动态风险概率；最后利用模糊损失率量化风险后果，计算管制单位的动态风险评估值。以某管制单位为例，对构建的管制单位动态风险评估模型进行了实证研究。结果表明：特情处置预案不合理等高严重后果概率持续上升的风险因素是该管制单位的风险管控的重点；t₁～t₅时间段该管制单位的动态风险评估值从1.035×10^-2上升到1.106 3×10^-2。构建的管制单位动态风险评估模型克服了管制传...     

机场安全热点本体建模及智能划分研究

为保障场面运行安全,将机场安全热点按致险因素归类,并根据航班日均冲突架次率划分为轻度、中度、高度及重度4个危险等级。提出机场安全热点智能诊断系统的领域本体,首先用本体实例形式表示数据库记录信息,进而结合热点本体模型以及热点诊断本体和语义Web规则语言(SWRL)规则,构成一个新的本体模型。最后,应用推理机分析实际案例,并得出适宜的缓解措施。结果表明,采用SWRL规则推理技术能够得到与实际运行情况一致的诊断结论,并兼顾本体与数据库的优点。     

空管威胁、差错与意外状态的贝叶斯模型分析研究

为准确理解民航空中交通管理中各类人为差错数据的可靠性和相关性,为安全决策提供量化依据,对空管威胁、差错和意外状态数据进行贝叶斯模型分析。该方法在先验概率基础上,通过研究空中意外状态发生条件下威胁与差错各自发生的后验概率,获得上述3类安全信息的相关性大小排序。针对收集到的625起数据样本进行了研究,结果表明:与空中意外状态的发生相关性最大的3类差错依次为:管制员对机组的通讯差错、信息差错以及管制员对管制员的通讯差错;与空中意外状态的发生相关性最大的3类威胁依次为:程序威胁、相邻单位威胁和空中交通威胁。空管运行单位的安全管控应重点关注管制员/机组间的通讯差错,并针对各种可能出现的威胁预先制定应对程序。     

基于CREAM和贝叶斯网络的空管人误概率预测方法

针对研究管制人因可靠性时存在的模糊性和片面性问题，采用认知可靠性与失误分析方法（CREAM）中的扩展预测法，计算10项管制通用任务的人误概率；在此基础上，以管制行为形成因子作为根节点构建贝叶斯网络，建立其与情景控制模式的不确定关系模型，对管制员在多任务中的人误概率进行预测。研究结果表明:在由相同评判者给出行为形成因子影响效应的前提下，由CREAM扩展预测法和构建贝叶斯网络的方法预测得到的多数任务的人误概率差异较大，从方法的客观性、合理性和适用性角度分析，贝叶斯网络在研究该问题时更具优势。     

基于主成分分析法的空管多指标安全综合评估研究

在空中交通管制运行风险识别的基础上,建立反映其安全状况的指标体系,并确定指标的量化方式。运用主成分分析法对指标数据进行处理,建立管制安全综合评价模型;通过实例对管制安全的评价结果进行分析,认为管制员违规操作和技术水平是影响管制安全运行的重要因素,另外空管设备的完好程度对管制安全存在较大的隐患。根据建立的模型,对4个管制单位的安全性进行了评价。综合评估的结果为空管部门制定安全措施及预防对策提供科学的分析依据。     

空中交通管制员人因可靠性分析方法

为有效评价空中交通管制员作业可靠性,以人为差错评价和规避方法(HEART)为基础,开发面向管制员的人因可靠性分析(HRA)方法。首先分析管制员的工作任务,确定管制员通用任务场景(GTT);然后采用几何平均法、采样法对多源的基本人为差错概率(NHEP)进行融合;按照人-机-环-管的思路,结合已有方法的差错诱发条件(EPC)或绩效形成因子(PSF),综合确定管制员EPC,并结合德尔菲法,利用贝叶斯网络(BN)计算得到EPC的最大影响值;最后以管制员调配飞行冲突为例,运用文中所提方法计算人为差错概率(HEP)。结果表明:与传统单纯使用HEART方法和认知可靠性差错分析方法(CREAM)的计算结果相比,文中所提计算结果更为合理。     

基于系统动力学的空管单位安全与发展研究

为解决航班审批与空管单位运行能力动态匹配的问题,在对空管单位运行过程进行系统分析的基础上,基于"成长与投资不足"系统基模,建立了空管单位安全与发展的动力学模型。通过检验后,利用该模型分别对传统发展、高速发展和协调发展3种模式进行仿真。结果表明:在高速发展模式下,短期内空管单位管制保障架次增长较快,但空管单位运行能力增长不足,在某一时刻管制架次会急剧降低;而在传统发展模式下,管制保障架次增长缓慢,发展后劲不足;在协调发展模式下,通过提高安全投入水平,可以使空管单位运行能力增长,不安全状况保持较好水平,空管单位能够实现持续安全发展。     

基于ISM的空管运行亚健康影响因素研究

探究空管系统运行亚健康的影响因素,对提高空管安全管理水平、促进民航可持续发展具有重要意义。从空管不安全事件分析入手,通过综合分析确定影响空管运行亚健康的15个因素。分析各因素之间的直接影响关系,利用解释结构模型(ISM)方法构建了空管运行亚健康影响因素的多级递阶层次结构模型。基于解释结构模型输出结果,分析了各层次影响因素之间的关系。结果表明:运行效率及效能为顶层直接影响因素,业务技术水平、生理状况、心理状况、气象及地理环境、管制员满负荷工作和交通流复杂程度为间接影响因素;中间层影响因素为容量饱和度、机场及空域环境、班组资源管理和安全文化;可用性为底层重要影响因素,维护可靠性、管制室内工作环境和安全投入为底层根本影响因素。所建解释结构模型可为空管运行亚健康向健康状态转归提供理论基础,保障空管系统安全、有序运行。     

基于信息加工模型的飞行员差错分析与分类

建立了飞行员信息加工模型。基于该模型,飞行员人为差错可按照认知行为过程分为信息感知差错、信息处理差错、决断差错、行为操作差错,并结合差错模式分类框架进行更详细地分类;影响飞行员认知和行为的情境条件可分为外部差错影响因素和内部差错影响因素。对以往飞行人为差错的分析表明,在信息加工层面分类的人为差错更宜于确定差错的心理机制。基于该理论模型的差错分类系统可以提高人为差错分析的有效性和一致性,从而提高差错管理的有效性。     

基于灰色关联分析法的空管危险源辨识方法研究

随着民航事业的迅速发展和空中交通流量的不断增长.为有效地避免空管不安全事件的发生,辨识出空管运行中潜在危险源至关重要.目前空管单位缺乏对危险源的有效分类,对危险源的触发机制要素界定不够清晰.利用危险三角形对危险进行描述,并用M-SHEL模型对空管运行中首类危险源——管制"错误、遗忘、疏漏"的触发机制进行分类辨识与分析.构建了管制"错误、遗忘、疏漏"危险源辨识指标体系,一级指标5个,二级指标20个;运用灰色关联分析法计算出各类触发机制之间的关联系数和关联度.结果表明,人的因素是导致管制"错误、遗忘、疏漏"发生的最主要因素,而其中最主要的触发机制要素是个人能力问题.     

高铁列车调度员人因失误概率量化方法研究

为评估高铁列车调度员操作可靠性及其对列车调度系统风险的影响,建立改进的高铁列车调度人因失误概率量化方法。首先根据高铁列车调度指挥认知行为模型划分列车调度任务类型,对各任务类型下的人因失误分别构造贝叶斯网络(BN)模型。然后,基于证据理论(D-S)合成专家多源信息,以确定节点变量状态先验概率和条件概率。最后,通过贝叶斯推理计算成功似然指数(SLI),并依据成功似然指数法(SLIM)将其转化为人因失误概率。以列车临时限速为例进行应用分析。研究结果表明,在给定边界概率的基础上,用该方法能获得列车调度员不同任务类型和不同行为影响因子下的人因失误概率。列车调度员发布限速调度命令时总的人因失误概率为0.002 24。