低空无人机飞行冲突分类探测与差异解脱方法研究

针对低空空域这一民用无人机当前的主要活动空间，为解决低空无人机飞行冲突问题，保证无人机飞行安全，提出了一种无人机飞行冲突分类探测与差异解脱方法。首先，在分析无人机低空运行模式的基础上，从对头、交叉和追赶等视角构建低空无人机异质飞行冲突场景，设计了基于安全间隔的无人机飞行保护区，建立了基于改进速度障碍法的无人机飞行冲突探测方法；然后，采用调整高度、航向和速度的飞行调配思路，设计了无人机飞行冲突解脱策略及其适用条件，构建了以最小化冲突解脱时间成本为导向的无人机飞行冲突解脱策略最优配置规则及实施流程；最后，设计多种典型冲突场景对所提方法进行了仿真验证，并分析了时间约束的敏感性。仿真结果表明，所提方法可对低空空域内潜在的无人机飞行冲突进行有效探测，并实现异质冲突场景下解脱策略优先级的科学配置，最优解脱策略的求解时间可控制在2.5 s以下。研究成果可为提升低空空域系统内无人机运行安全管理水平提供依据。     

随机风速风向对无人机地面风险作用效果研究

为准确计算无人机地面坠毁后造成的伤人风险值,考虑空域环境内风对无人机坠落过程的影响,尤其是随机风速与风向对无人机地面坠毁位置的作用效果,并引入二阶标准模型定义无人机坠落过程,建立随机风速与风向作用效果模型,将风的作用输入到无人机坠落全过程,兼以真实运行场景参数、无人机自身运行参数,开展多因素作用下的地面风险评估,重点探讨风速、风向对地面不同区域内人群带来的风险作用,进而得出更加可靠真实风险评估结果。结果表明：环境内风的作用会对无人机地面坠毁位置产生显著影响,最终使得地面风险分布极不均匀,且风险数值远高于民航有人机的安全标准,因此,无人机不适宜在某些较为复杂的城市环境下运行。     

基于博弈论集对分析的空管风险态势评估

为有效评估空管运行风险,整体化处理评估系统的确定与不确定因素,建立基于博弈论和集对分析(SPA)的风险评估模型。按照系统工程方法,筛选出18个底层管制运行风险评价指标;利用层次分析法(AHP)确定各指标的主观权重,通过熵权法计算指标的客观权重,用博弈论综合权重确定方法得到指标的综合权重;根据模型计算出各指标的SPA结果,评判系统风险态势,通过计算联系数的各阶偏联系数得到风险的动态发展趋势。实例仿真结果表明:基于博弈论集对分析的模型对空管安全系统风险评估以及趋势分析具有可行性和有效性。     

自由飞行下改进的Event碰撞风险计算模型

为确保航空器在自由飞行空域中安全飞行,需要建立自由飞行下的碰撞风险计算模型,评估其碰撞风险。借鉴非自由飞行下的Event碰撞风险评估模型构想,根据自由飞行的特点,将碰撞模版由长方体改为球体。在自由飞行环境下,碰撞风险由航空器航向关系及航空器间距共同确定,并考虑通信、导航、监视(CNS)技术因素对航空器定位误差的影响;分析航向解脱和高度解脱2种冲突解脱方式,建立碰撞风险模型;利用Matlab对模型进行求解,最后依据碰撞风险计算结果确定最小安全间距。算例结果表明,目标安全水平(TSL)为1.5×10~(-8)(次/飞行小时)时,航空器间最小安全间距为10 096 m,与实际相符。     

考虑冰风载荷影响的输电线路运行风险评估方法*

为预防在极端冰灾环境下大规模停电事故的发生，提出1种考虑冰风载荷的输电线路运行风险评估方法。在极端冰风环境下，计算输电线路与杆塔所承受的总载荷，利用强度与应力干涉模型确定输电线路与杆塔的故障率，同时结合串联可靠性原理确定线路故障综合概率；利用非贯序蒙特卡洛法与线路故障综合概率设置预想故障集，结合直流潮流优化模型计算每条线路的失负荷量；综合考虑负荷等级与抢修恢复时间，确定线路失负荷的经济价值并定义为故障后果；将故障后果与线路故障综合概率的乘积定义为输电线路风险评估指标。以实际拓扑结构修正的IEEE30节点开展算例分析。结果表明:所提方法可对输电线路运行风险进行有效评估。     

机场终端区航空器飞行冲突风险预测方法研究

为了准确预测机场终端区航空器飞行冲突风险,以便能最大程度地利用低空空域资源,通过整合考虑加速度的运输飞机轨迹模型和通用飞机随机轨迹模型,建立终端区航空器飞行冲突风险预测模型。以某机场为例,采用C语言编写仿真程序,模拟该机场终端区跑道中心20 km范围内的航空器飞行轨迹。预测不同通航活动区设置条件下的飞行冲突风险,并确定运输机场周边通航活动区范围。预测结果显示,飞行高度限制为1 000 m时,将案例机场的该低空空域划设为非管制的监视空域,通用飞机与运输飞机之间的飞行冲突风险小于2×10-5,处于可接受安全水平。     

基于信息熵的危险天气下进近管制风险评估

针对危险天气下进近管制系统运行风险性大、易发不安全事件的问题,提出根据一段时期内不安全事件的信息来评估该时期进近管制系统运行的风险,从而为以后进近管制系统的安全运行管理提供依据。首先,通过分析危险天气下管制系统运行过程的风险因素,建立风险评估指标体系。其次,给出评估指标灰色关联度属性的计算方法,利用其反映出的信息熵完成指标权重的确定和风险评估模型的建立。最后,应用该模型评估某进近管制中心一段时期内管制运行的风险状态水平,得到了风险值和风险级别,验证了该方法的适用性。     

基于TOPAZ的无人机冲突解脱安全评估技术

针对当前无人机空域运行安全评估体系缺乏的现状,利用TOPAZ构建了一种用于无人机飞行冲突解脱技术的安全评估体系。构造了无人机的空域运行环境,加入单机45°交叉相遇、90°交叉相遇和双机同时交叉相遇的冲突场景。选取一种典型的无人机冲突解脱算法作为安全评估对象,依据TOPAZ的评估流程展开了系统的评估,得出冲突解脱算法的安全水平。对冲突解脱算法提出了改进方案,加入了动态的启发式因子,有效提高了冲突解脱技术的安全性能。通过基于TOPAZ的迭代评估过程进一步找出了无人机冲突解脱算法的安全瓶颈所在,证实了当前各类冲突解脱技术还无法满足有人机与无人机共域飞行的安全需要。     

语义ELECTRE-TRI风险评估模型构建

针对信息缺乏条件下的风险评估问题,考虑评估指标的异质性与非补偿性,构建基于消去和选择转换树(ELECTRE-TRI)的风险评估模型。首先,要求评估专家利用自由语义评估信息(CFGJ)或其扩展形式可能性分布-犹豫语言集(PD-HFLTS)刻画并处理不确定风险评估信息;然后,利用ELECTRE-TRI构造潜在危险事件风险评估信息与风险等级划分阈值间的优先关系;并借助评估信息与阈值信息间的优先关系确定危险事件的风险等级;最后,通过实例检验所建模型。结果表明:CFGJ与PD-HFLTS在描述不确定风险评估信息的丰富程度以及语义信息计算精度方面具有突出优势,基于ELECTRE-TRI的风险评估模型,在处理风险评估指标间的非补偿性方面有较好的可行性与有效性。     

海底管道未确知测度风险评价方法研究

运用未确知测度理论建立海底管道风险评价指标体系,确定风险评价指标分级标准,构造未确知测度模型,计算海底管道各评价指标的未确知测度值,并利用信息熵原理确定指标权重.根据置信度识别准则评判管道风险等级,采用雷达图显示未确知测度风险评价结果.以某近海区海底管道为例进行评价,结果表明,所建立的未确知测度风险评价方法能够实现对信息未确知条件下的海底管道风险评估.     

民采空区影响下露天矿边坡易损性的风险评估

民采空区是影响露天矿边坡稳定性的重要因素。使用整体风险分析法,筛选边坡易损性评价因子,建立了民采空区影响下露天矿边坡的风险评估模型;利用层次分析法建立易损性因子的判断矩阵,并计算出各层因子的权重组合值;运用统计学方法对权重组合值的分布趋势进行统计分析,发现所有权重组合值近似服从标准正态分布。根据统计分析的结果,初步将民采空区影响下露天矿边坡的易损性划分为4个评价等级,并应用于某露天矿边坡易损性的风险评估当中。结果表明,边坡易损性评价等级为中,民采空区对该露天矿边坡的损害程度较小,对边坡整体稳定性影响不大,与边坡所处实际状态相符,表明该模型具有一定的实用性。     

城市埋地管道占压风险评估实用方法研究

为提高不完备信息条件下城市埋地管道占压风险评估的准确性和实用性,综合运用属性层次模型(AHM)和数理统计方法,建立了城市埋地管道占压风险评估实用方法。以燃气管道为例,分析燃气埋地管道占压隐患的7类影响因子及其对应评价指标,利用属性层次模型确定各影响因子及其评价指标的权重,各影响因子与其对应下属评价指标的权重组合值表示城市燃气埋地管道占压风险;采用数理统计方法估计占压风险的概率密度分布曲线和累积密度曲线,确定评定城市燃气埋地管道占压风险等级区间。上述方法实例应用的结果表明,该方法与模糊综合法的评价结果基本相符,但该方法考虑了权重组合值表征风险和用概率表征不确定性因素,方法较为简便实用,结果更加科学可靠。     

集成ISM-AHP-SD的机场场面交通冲突风险管控策略效果分析

为厘清造成机场场面交通冲突事故的关键影响因素并制定切实可行的风险防控策略，首先根据机场场面交通系统布置及运行特点，从“人、机、物、管、环”5个子系统全面识别并提取了30个风险因素；其次，运用解释结构模型(Interpretative Structural Modelling, ISM)对上述风险进行了结构化整合，划分了风险的影响层次，明确了风险在各层次间的传递路径及造成事故的根源因素；进而，在此基础上，利用层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)确定了各风险指标的权重，并借助AnyLogic PLE软件构建了机场场面交通风险的系统动力学(System Dynamics, SD)模型，筛选出根源因素中对系统风险管控效果显著的4个因素；最后，在单因素风险防控仿真分析基础上，采用正交试验设计的方法，验证了多风险因素防控策略组合对机场场面交通冲突的协同效应及策略效果。结果表明：在单因素试验中，机场安保环境的风险管控效果最为显著；在多因素试验中，应急救援管理、员工知识与工作技能、机场安保环境及奖罚制度措施的风险水平分别控制在0.12、0.31、0.25及0.2...     

基于ai智能图像的工控火电现场爆炸风险评估

对工控火电现场爆炸风险进行评估时，若采用人工识别现场图片信息的方法，容易导致现场图片特征信息采集不准确，存在评估耗时长、评估效率低和评估结果不准确的问题。针对该问题，提出1种基于ai智能图像的工控火电现场爆炸风险评估方法；通过自适应融合方法提取工控火电现场ai智能图像中的特征信息，根据特征信息对工控火电现场ai智能图像进行识别；结合层次分析法和问卷调查法，选取工控火电现场爆炸风险评估指标；在图像识别结果的基础上，通过风险等级集合、评估指标权重，建立工控火电现场爆炸风险评估模型，并与另外2种工控火电现场爆炸风险评估方法进行了对比。研究结果表明:所建方法能够缩短评估时间，且评估效率较高、评估结果准确率较高。     

基于位置误差概率模型的物流无人机安全间隔评估方法研究

针对未来多架物流无人机飞行在同一航线可能引起的安全冲突问题,提出规划无人机之间的安全间隔以规避运行风险.根据无人机在地面控制系统监控下的飞行特点,结合位置误差概率模型,综合考虑无人机定位误差、速度误差以及侧风的影响,依次建立无人机之间纵向、侧向和垂直方向的碰撞风险评估模型,并得出ICAO安全目标水平下的最小安全间隔.选...     

大型水陆两栖飞机AG600着水搜救风险评估

为了对大型水陆两栖飞机AG600在着水搜救过程中的安全风险进行分析，首先总结了会对救援过程产生风险的自然环境因素和人为因素，结合飞机自身指标，建立了水陆两栖飞机AG600着水搜救风险评估体系，在此基础上利用层次分析法计算出了各指标权重；其次，通过指派法构建了各指标隶属函数并确定了模糊综合评价流程；最后，以南海海区某海难事故作为实例背景，对大型水陆两栖飞机AG600参与此次海难事故救援活动的风险性进行了评估。研究表明，评估模型可以量化水陆两栖飞机着水搜救风险，从而为AG600在海上救援体系中的应用提供理论支持。     

危险货物道路运输风险评估的集对模型及应用

为解决现有危险货物道路运输风险评估方法的不足,在考虑危险货物道路运输风险的不确定性、随机性和动态性特征的基础上,建立基于区间层次分析法(IAHP)和集对分析法(SPA)的风险评估模型。首先给出危险货物道路运输风险评估模型及评估的基本步骤,根据危险品道路运输风险影响因素建立风险评估指标体系,利用区间层次分析法(IAHP)计算指标权重;然后采用SPA法研究危险品道路运输风险指标及其评估等级的同异反确定不确定特性,并利用联系度和集对势分析定量给出风险等级及风险因素的动态变化;最后以某企业近段的危险货物道路运输过程为例,利用所建模型评估风险并计算分析。结果表明:SPA可识别风险因素的变化趋势,风险评估结果与道路运输实际风险情况基本符合。     

特种设备的风险评估技术

为了提高对我国特种没备风险的管理能力，建立一套完善的特种设备风险评估系统，笔者借鉴国外相关的风险评估技术，并根据我国特种设备风险的特点，建立了定量加权平均分析法，从定量的角度出发，逐步计算出特种设备的风险值。利用这种风险评估法，可以加强我国对特种设备所带来的各种风险的掌控，从而降低各种风险所造成的损失。     

多随机因素影响下飞行间隔评估及冲突解脱阈值研究

为有效评估两机水平安全间隔并建立特情冲突解脱程序,基于多随机因素对飞机位置误差的影响,建立碰撞风险模型和冲突解脱阈值求解模型。首先,考虑CNS性能和高空风作用,改进飞行运动模型,建立碰撞风险模型,得到最低安全间隔标准计算方法。然后,考虑陆空通话影响,结合飞机转弯特性,建立两机在不同相对位置情况下的阈值求解模型,利用最低安全间隔标准值求解冲突解脱阈值。最后,以某管制试飞空域内特定机型相关数据及所受随机因素参数为例进行算例分析,得出两机最低安全间隔标准,并得到防止安全间隔丧失管制员介入冲突解脱程序的阈值,计算结果与管制运行实际吻合,验证了上述理论的正确性。依据多随机因素与最低安全间隔标准脉谱图拟合出相应公式,以期为管制员进行两机安全间隔调配与制定冲突解脱程序提供依据。     

考虑不确定性的复合灾害避难疏散风险评估模型

为解决地震-暴雨典型复合灾害情景下避难疏散的不确定性，开展避难疏散风险评估研究。首先，基于我国避难疏散体系规划特征，提出地震暴雨复合灾害下城市避难疏散风险控制目标；其次，考虑避难疏散时间的不确定性，结合地震-暴雨复合灾害避难疏散特点，建立地震-暴雨复合灾害下城市道路通行能力快速评估模型；然后，考虑不同避难需求点风险接受程度的不确定性，提出基于城市规划用地特征的可接受风险水平系数；最后，考虑以上避难疏散过程的不确定性特征，采用优化算法计算最大覆盖应急设施选址决策模型，构建基于地震-暴雨复合灾害避难疏散风险评估模型，并以某北方城市防灾疏散责任区为实证对象，探讨多风险控制目标与多规划方案组合下的风险情况，提出该防灾疏散责任区的最小疏散风险避难场所规划方案。结果表明：该模型能更为实际地评估地震-暴雨复合灾害情景下避难疏散风险，实现不确定因素的量化分析，达到风险评估和空间规划的有效衔接。