国家自然科学基金联合基金重点项目 “国产宽体客机货舱火灾特性及洁净灭火技术研究”(U2233202)项目介绍

1研究背景和意义目前飞机上普遍使用的哈龙灭火剂由于破坏大气臭氧层而即将退出市场(国际民航组织要求新生产飞机上2024年前全面停止使用哈龙),世界范围都面临旧产品退出而合适替代品缺失的局面;我国机载灭火装置一直依靠进口,灭火技术原创性成果匮乏;此外,哈龙的退出也面临当前适航标准体系中灭火部分审定方法的重构,而适航能力又是我国公认的“卡脖子”问题。     

基于安全论证的民机机载系统安全性评估

为解决现有民机机载系统安全性评估中逻辑推理不明确、可读性不强等问题,首先基于安全论证法和目标结构化标记(GSN)语言,通过分析系统安全性要求的符合性验证思路,研究并给出系统安全性评估论证策略;然后从安全性目标满足和安全性需求管理2方面分别进行机载系统安全论证;最后通过实例分析,验证基于安全论证法在民机机载系统安全性评估中的有效性。结果表明:基于GSN的安全论证符合正向研制流程要求,在安全性目标和支撑证据之间建立明确的逻辑推理关系,可用于内部交流和适航审查。     

民用飞机闪电分区适航验证技术研究进展

闪电是自然界常见的一种物理现象,据统计,全世界每秒可发生几百次闪电.雷击的结果或多或少都会影响飞行安全,对闪电效应的分析是评估闪电防护的基础.本文介绍了闪电对飞机的危害和闪电分区技术的相关概念,综述了近年来国内外有关飞机闪电分区适航验证技术应用的研究成果及其发展前景.指出我国在飞机闪电分区技术研究方面主要存在以下问题:一是闪电防护分区技术相关适航规章与文件体系还尚未完善;二是闪电分区技术研究手段单一,集中在实物试验方面,尚未针对性开展仿真及数值分析技术研究.最后,结合闪电防护发展中存在的问题及其最新研究成果,提出了仿真模拟应与实物试验并重的设想,为飞机适航验证技术的发展提供参考.     

燃烧室机匣烧穿后的超声速射流火焰数值模拟研究

依据适航条款CCAR33.17(a)和CCAR25.903(d)(1)的要求,民用航空发动机燃烧室在设计中必须考虑燃烧室内失效可能导致机匣烧穿的危害性后果,并采取相应的防火措施。在民用航空发动机设计中需要充分分析可能引发燃烧室机匣烧穿的失效模式以及烧穿后的危害性。由于燃烧室机匣内的压力较大且烧穿孔较小,其烧穿后会导致超音速射流火。开展该超音速射流火的流动及燃烧特征研究,将有利于指导发动机的防火设计。采用数值模拟方法,计算了不同压比、不同机匣烧穿孔径条件下的超音速射流火的流动与燃烧特征,分析了影响射流火速度及温度的主要参数,并与FAA的燃烧室机匣烧穿试验以及理论模型进行了比较分析。结果表明本文采用的数值模拟方法能够较好地预测该超音速射流火的火焰特征,为发动机的防火设计及后续的适航符合性验证提供支撑。     

建筑安全事故人为因素分类研究

为系统研究导致建筑安全事故的人为因素及对策,首先,在文献分析和专家访谈的基础上结合建筑行业特征提出人为因素分类分析系统（HFACS）框架中应增加社会环境层,在修正框架层次和人为因素的基础上构建建筑安全事故人为因素分类分析系统（C-HFACS）框架;其次,对150起建筑安全事故进行案例分析,探讨C-HFACS框架中对事故影响显著的人为因素及其内在关联性,验证了构建C-HFACS框架的合理性;最后,得出政府监管等九个人为因素对事故和下层人为因素影响显著,并从政府、企业、现场和个体四个维度提出独立第三方“飞行式”巡检等有针对性的对策,以期为建筑安全事故分析和管理提供新的方法和工具。     

基于Web的安全法规符合性评估系统

在分析安全法规符合性评估现状和存在问题的基础上,提出基于Web的安全法规符合性评估系统的技术框架.通过将辨识的安全法规按要素分类、给出量化评估指标体系,构建基于web的安全法规符合性评估系统,实现法规数据库检索、指标体系的计算机辅助定量评估、多人联评、移动终端现场评估、自动生成报告等功能.并以某测井企业为例,开发了安全法规符合性评估系统并已投入使用.应用结果表明,基于web的设计和移动终端的应用使得该系统表现出较好的现场应用性,该系统可提高企业安全法规符合性评估效率,是提高企业安全生产保障能力及满足政府监管要求的有效途径.     

欧盟承压设备的符合性评定

通过符合性评定是承压设备出口欧盟须首要解决的技术和贸易壁垒。简述了欧盟承压设备指令的产生背景，介绍了基于该指令的欧盟承压设备的符合性评定流程，包括设备风险级别确定、评定模式选择，及PED技术文件准备、质保体系要求和关键过程控制；并给出了一个符合性评定实例。对PED符合性评定与我国TS认证的一些异同，相关处亦有浅议。     

飞机客舱应急撤离演示模拟方案设计研究

应急撤离演示是飞机初始适航审定的重要环节。CCAR-25-R4《运输类飞机适航标准》附录J规定应急演示中使用的应急出口必须是每一对出口中的一个,而实际应急演示中都是开放一侧出口,这对A380飞机来说差别很大。依据规章及对航空事故调查数据的分析,提出基于概率的应急撤离演示出口选择方案,以结构复杂的多出口A380飞机为例,设定火灾场景和疏散乘客参数,通过Pathfinder建模和分析,模拟出各方案的应急疏散时间。结果表明:一侧出口开放方案的撤离时间为68.90 s,基于概率出口选择方案的场景a.和场景b.的撤离时间分别为68.48 s和92.04 s;分析出影响撤离时间的相关因素,并提出相应优化方案的具体措施。     

基于KF的列控系统数据篡改攻击检测方法

为提高城市轨道交通列车运行控制系统信息安全保护级别、针对列控系统面临的潜在数据篡改攻击进行有效检测。首先基于列控系统的运行原理以及信息交互特性,对列车追踪运行过程、攻击者篡改列车上下行信息过程进行数学建模;其次提出基于卡尔曼滤波器(KF)的列车状态估计方法和基于卡方检测器相结合的入侵检测方法,通过对卡方检测器进行改进,使之能够检测数据篡改攻击并在攻击期间持续输出报警;最后通过半实物仿真平台进行仿真,并给出验证结果。结果表明:入侵检测方法可以对攻击者的数据篡改攻击给出实时报警,且具有95%以上的准确率和6%以下的误报率。     

基于因子分析的机场运行安全评价模型

针对民用机场安全评估方法中存在的主观性和共线性问题,文章在利用人为因素分析与分类系统(HFACS)方法分析机场运行不安全事件,客观地提出安全评价指标基础上,采用因子分析方法建立综合评价因子,解决了各评价指标彼此间存在的共线性问题,并结合方差赋权法构建安全评价模型。以国内某大型机场为评价对象,将因子分析方法评价结果与模糊评价方法所得结果进行相关分析,验证了评价方法的有效性。     

Definition of an airworthiness certification framework for civil unmanned aircraft systems

The development of effective safety regulations for unmanned aircraft systems (UAS) is an issue of paramount concern for industry. The development of this framework is a prerequisite for greater UAS access to civil airspace and, subsequently, the continued growth of the UAS industry. The direct use of the existing conventionally piloted aircraft (CPA) airworthiness certification framework for the regulation of UAS has a number of limitations. The objective of this paper is to present one possible approach for the structuring of airworthiness regulations for civilian UAS. The proposed approach facilitates a more systematic, objective and justifiable method for managing the spectrum of risk associated with the diversity of UAS and their potential operations. A risk matrix is used to guide the development of an airworthiness certification matrix (ACM). The ACM provides a structured categorisation that facilitates the future tailoring of regulations proportionate to the levels of risk associated with the operation of the UAS. As a result, an objective and traceable link may be established between mandated regulations and the overarching objective for an equivalent level of safety to CPA. The ACM also facilitates the systematic consideration of a range of technical and operational mitigation strategies. For these reasons, the ACM is proposed as a suitable method for the structuring of an airworthiness certification framework for civil or commercially operated UAS (i.e., the UAS equivalent in function to the Part 21 regulations for civil CPA) and for the further structuring of requirements on the operation of UAS in un-segregated airspace.     

基于事故/事件的民机人因防错设计关键因素研究

针对民机人因防错设计对飞行安全的影响,从世界民航安全事故/事件数据库中筛选出92起典型的人为因素事故案例,采用基元事件分析法进行深度分析,提炼出民机人因防错设计需要考虑的重要设计因素,并建立重要设计因素集。基于系统工程学的“人机环”模型,结合国内外飞机设计相关标准,建立民机人因防错设计重要因素指标体系。运用模糊层次分析法对因素指标进行权重计算,确立影响飞行安全的14项人因防错设计关键因素,并针对这些关键因素提出民机人因防错设计通用要求,以期为民机人因防错设计满足初始适航要求提供参考。     

The implementation of a human factors engineering checklist for human–system interfaces upgrade in nuclear power plants

The primary purpose of this paper is to provide a human factors engineering (HFE) checklist for human–system interfaces (HSIs) upgrades in nuclear power plants (NPPs). The HFE checklist is used to review the HSIs design submittals prepared by licensees or applicants for a license or design certification of a HSI upgrade. NUREG-series regulation documents are used to develop the main frame of the initial HFE checklist. The contents of the HFE checklist are constructed by the theories and principles governing human factors. Then, verification and validation (V&V) of the HFE checklist is accomplished by validity and reliability evaluation. The results show that the HFE checklist has sufficient validity and reliability for the review of HSI upgrades in NPPs.     

推行同业复核制度对促进审核质量提高的探讨

以制约认证审核质量提高的五大矛盾为基础，阐述认证市场监管发展方向，从增强认证行业自律角度提出建立以认证认可协会为主体、全体认证公司参与的同业复核制度，以提高审核有效性，促进认证质量的不断提高。     

列车运行控制系统安全保障与认证方法研究

为了保证轨道交通系统的运行安全性,系统必须在其投入运行之前进行安全认证,只有取得相应的安全授权才能投入运行。结合CENELEC国际标准和我国应用实践,提出以安全验证和确认为基础的安全保障与认证方法,将安全验证和确认的方法贯穿于系统研制开发生命周期内的每一个阶段,监控系统研制开发的每一个活动,评审系统研制开发的每一个文档,保证相关文档之间的追溯性,针对系统的所有需求进行完备性和充分性测试,才能够确保列车运行控制系统能安全、可靠地投入使用。列车运行控制系统是轨道交通系统的重要组成部分,关系其运行安全和效率2,010年底采用安全验证和确认的方法成功地将LCF-300型列车运行控制系统应用于北京轨道交通亦庄线和昌平线,并顺利通过英国劳氏公司的第三方安全认证。     

排污许可证信息化监管方式创新探析

面对排污许可证“一证式”监管的高标准、严要求,通过创新信息化管理手段,设计排污许可管理辅助系统,一是能够为企业提供服务,提升企业按证守法管理的规范性;二是能够为监管部门审计式核查提供技术支持,通过对数据的全面性、规范性、逻辑性进行分析,为现场执法提供支持,提升管理部门的行政监管效率,提升排污许可证管理的专业化水平,真正落实事中事后监管要求,提高监管执法效能。同时,也能为政策制定提供辅助决策支持。     

基于SP12汽车安全胎压监测系统设计与实现

为了降低胎压监测系统的功耗和优化胎压监测系统的显示方式,设计了一种基于SP12传感器的安全胎压监测系统方案。从硬件和软件两方面描述了系统的设计实现方法。在硬件设计上,采用车载电源和充电电池两种方式对主机进行供电,同时,系统应用SP12多功能传感器降低功耗。在软件设计上,着重介绍了轮胎采集模块和中央显示模块的设计。为进一步优化系统的显示方式,中央显示模块采用带触摸屏的LCD显示器作为人机交互接口。实际测试结果表明,该系统可实时监测每个轮胎内部的实际温度、压力和电压,确定故障轮胎并实时报警,有效避免爆胎事故的发生。另外,系统在安全性、低功耗以及可靠性方面具有一定的优势,这也符合智能车辆研究的发展趋势。     

基于虚拟现实技术的非煤矿山救护队培训系统设计与实现

针对非煤矿山救护队应急救援培训的实际需求和现实不足的情况,根据救护队行动程序,应用虚拟现实技术,研究与设计非煤矿山救护队应急救援培训系统。硬件系统采用可视立体技术和多点触摸技术,设计双屏触摸一体培训考试机。软件系统由用户信息管理子系统、多媒体演示培训子系统、专项操作训练子系统、考核与评价子系统、综合训练子系统构成。采用3D显示、人性化用户体验设计、自动寻路A*算法和导航网格等关键技术,从几何建模、动画建模、信息数据库和场景驱动等方面对系统整体进行架构。该系统的设计与开发可使非煤矿山救护队培训考核更加安全、高效、系统和节约。     

基于SIL评估的LNG加气站安全仪表系统问题分析及改进建议*

为分析LNG加气站安全仪表系统的功能完备性与可靠性,以3座典型的三级LNG加气站为研究对象,全面开展安全仪表功能辨识、安全完整性等级（SIL）定级与验证,进而提出针对性的改进建议。结果表明:3座LNG加气站的安全仪表系统均存在功能不完备、设备组件缺少失效数据的问题;为满足风险控制要求,三级LNG加气站需设置15个安全仪表功能,其中1个应达到SIL2等级,14个应达到SIL1等级;LNG加气站的安全仪表系统应选用获得功能安全认证的设备组件,并在设计阶段开展SIL评估工作。研究结果可为今后LNG加气站安全仪表系统的设计与管理提供重要参考。