考虑滑行轨迹时空交叠的机场热点识别方法

为研究无场监雷达设施的大型机场航空器地面滑行冲突,构建航空器地面滑行冲突模型,提出基于广播式自动相关监视(ADS-B)数据并考虑航空器滑行轨迹时空交叠的机场安全热点识别方法。首先,分析2架航空器通过某滑行道或交叉道口的时间是否重叠,且航向差和距离是否满足阈值约束条件,以此识别机场热点;然后,重点研究机场热点随航向差阈值和距离阈值的变化情况;最后,用该方法识别西南某机场的安全热点,并将其与机场图中的热点位置进行对比分析。研究表明:用考虑航空器滑行轨迹时空交叠的机场热点识别方法所识别的机场热点位置更符合实际管制运行情况,能有效降低场面滑行冲突发生概率。     

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。     

机场原因航空器受损事件防控风险评价*

为有效提高机场风险管控能力并保障航空器安全运行，建立科学的机场原因航空器受损事件防控风险评价方法。通过分析航空器过站机场保障作业识别风险因素，采用事故树分析法构建出共包括107个中间事件和207个基本事件的9个机场原因航空器受损事故树；根据机场原因航空器受损事件的千架次风险值确定出整体防控风险等级；应用事故树分析法（FTA）-优劣解距离法（TOPSIS）构建防控风险贴近度指标，对机场各业务风险防控现状进行评价。结果表明:机坪引导工作的防控风险最大，机场原因航空器受损整体防控风险等级评价结果符合机场的整体防控风险状况，与FTA法相比，FTA-TOPSIS法能够更准确地对机场各业务的防控风险进行区分及排序。     

考虑驾驶方式的车辆与航空器交叉冲突评估*

为量化不同驾驶方式下车辆与航空器行驶风险,提出车辆与航空器交叉运行冲突评估模型,该模型将特种车辆驾驶方式分为激进、稳定、保守3类,综合驾驶特性和管制规则定义车辆速度演化规律,结合运行场景、间隔配备等要素确定冲突条件,并基于航空器与车辆实时速度、位置变化构造冲突评估模型。研究结果表明:冲突评估模型能够计算车辆与航空器在十型交叉口的冲突概率;激进方式下车辆先于航空器通过交叉口,风险概率均值相对最大,为0.679;保守方式下航空器先于车辆通过交叉口,最大间隔是安全间隔的4.7倍;稳定驾驶方式可兼顾安全和效率。本文模型能再现十型道口车辆与航空器交叉运行冲突产生、发展及解脱过程,计算结果可用于场面实时冲突识别和预警,能够为机场危险源识别和风险管控提供依据。     

基于雷达数据的侧向跑道进场保护区研究

为了掌握离场航空器在侧向跑道运行时的放行时机,降低航空器在侧向跑道延长线交叉点处的碰撞风险,提出了一种基于航空器碰撞发生概率来确定侧向跑道上航空器进场保护区的方法。通过定量计算航空器之间的碰撞风险,得到航空器在不同位置的碰撞风险值概率分布直方图,利用Origin软件进行拟合,根据拟合输出结果确定保护区。在实际运行中,可以使用此方法制定策略,避免航空器有可能发生的空中碰撞,降低进离场航空器之间的碰撞风险。     

基于AM-LSTM的飞行区航空器滑行轨迹预测与冲突识别

为解决航空器点源定位难以有效预测而引发冲突风险愈来愈多的问题,构建基于注意力机制(AM)和长短期记忆网络(LSTM)的时间序列轨迹预测模型AM-LSTM,预测未来短时间内飞行区航空器的瞬时点源位置;在此基础上,根据航空器型号和滑行航向对其进行轮廓扩展,以航空器速度作为安全距离权重,通过射线法实现轮廓冲突的判定;并以乌鲁木齐地窝堡机场为例进行验证,利用训练完成的轨迹预测模型预测飞行区航空器滑行轨迹,以识别航空器轮廓间的滑行冲突。结果表明：AM-LSTM预测模型能够准确预测飞行区航空器运动轨迹。未来3 s内轨迹位置预测的平均位移误差为1.05 m,轨迹点位置预测精准性可达94.37%,故能在轨迹预测的基础上精确识别滑行冲突风险,有利于保障飞行区的安全运行。     

基于模糊层次分析法的跑道偏离风险管理

在统计分析1995-2008年跑道偏离事故数据后,结合跑道偏离特点从机组、管制、航空器、气象条件、跑道、管理方面进行风险因素分类识别;在此基础上,为有效处理专家判断信息的模糊性,采用结合三角模糊数的模糊层次分析法进行风险评价,利用三角模糊数表征专家判断信息,构造三角模糊数判断矩阵,计算风险因素重要度排序.结果表明,影响跑道偏离的主要风险因素为:复飞政策不合理,跑道污染,机组训练不充分,缺乏稳定进近准则,管制员未能引导飞机稳定进近,机场跑道维护管理不合理,未及时复飞,机组资源管理失效.最后根据风险因素重要度排序,针对跑道偏离涉及的组织制定包括航空器运营人、机场、空中交通管制的跑道偏离风险控制措施.     

近距平行跑道配对进近碰撞风险评估

近距平行跑道实施配对进近可有效提高机场容量,解决机场拥挤和延误的问题。为保证航空器的安全运行,研究其水平碰撞风险,基于导航设备测量误差和速度偏差,建立配对进近前后两机的实际侧向距离和纵向距离基于速度、时间的方程,在此基础上建立近距平行跑道配对进近的碰撞风险评估模型,给出模型中相关参数的计算公式。最后通过Matlab软件对该模型进行计算,给出了随相关参数变化水平碰撞风险变化的曲线图,并验证了模型的合理性。     

点汇聚进近飞行程序近地风险评估方法研究

为保证航空器持续下降运行技术安全实施,需评估点汇聚进近程序近地碰撞风险。根据点汇聚进近程序扇形区域特点,提出保护区设计方法,设计保护区内查找关键障碍物流程,给出关键障碍物的近地风险评估方法;针对长沙黄花国际机场36号跑道的点汇聚进近飞行程序,寻找10个关键障碍物;考虑到航空器的不同高度偏差,针对每种偏差飞经每个关键障碍物时的30个航空器随机飞行高度进行评估。结果显示,飞行器高度偏差小于50m时,能够满足国际民航组织(ICAO)规定的飞行程序安全标准,否则存在近地碰撞风险。     

配对进近模式下航空器的进场排序研究

介绍了近距平行跑道的概念及运行模式,以航班延误时间最小为目标函数,进场流约束、排序时刻约束、配对限制及前后机约束、排序先后约束、机型尾流等级约束和间隔约束等为约束条件,建立了进场航空器排序模型,采用改进的先到先服务算法计算各航空器的延误时间.以上海虹桥机场为算例、航空器的延误时间为对比指标,将配对进近模式与现有运行模式——"类隔离"平行运行模式进行对比.结果表明,近距平行跑道实施配对进近模式较"类隔离"平行运行模式能显著缩短航空器的进场时间.最后为管制员、飞行员提出了配对进近航空器安全间隔及进场排序等相关建议.该方法可以准确地计算近距平行跑道采取配对进近方式下航空器的进场延误时间.     

大型机场滑行方案安全评估

为了查找大型机场地面管制滑行方案存在的不足,降低地面管制不安全事件的发生率,构建了针对地面管制滑行方案的安全评估模型.从跑道侵入的预防、减少滑行路线交叉、完善冲突管理措施、滑行方案复杂度、滑行道的使用原则、移交点选择的合理性等角度建立了评估指标体系.根据民航局相关文件将风险等级划分为可接受、可容忍和不可接受.由专家组对各指标权重和风险等级进行评估.引入灰色关联理论确定专家的权重,引入三角模糊数降低专家评估值的不确定性,引入集对分析理论表达各指标风险等级的不确定性,以置信度准则判断指标的风险等级.以某新建大型机场地面管制范围内的滑行方案为例,对其安全性进行了评估,结果表明,该模型的评估结果与专家组形成的共识是一致的.该模型理论充分,能客观综合多个专家的意见,用于机场地面管制滑行方案的评估结果可靠.     

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。     

基于流程图的机场管制塔台风险因素辨识

在对空中交通管制风险模型分析的基础上,确定辨识空管运行过程中风险因素的3条途径。基于运行分析方法建立机场管制塔台航空器放行流程图,结合流程图简表对地面管制准备阶段的风险因素进行分析,提出把鱼刺图与流程图相结合辨识航空器放行过程的风险识别方法。最后,应用上述方法从人-机-环-管方面辨识出机场管制塔台运行过程中的65个风险因素,其中包括40个管制员因素、10个设备因素、9个环境因素和6个管理因素。     

基于Event模型的冲突风险新算法

鉴于管制过程中对航空器冲突问题发展的研究,对经典事件模型的结构进行改进,用球形曲面间隔层代替传统的平面间隔层,结合扩展碰撞盒概率关系比计算冲突风险,提高了模板与实际航空器运行状态的切合度。并以模拟航空器飞行数据进行仿真,对改进模型的冲突风险与原模型的进行比较评估,结果表明该算法正确。     

高原机场应急保障能力评价方法

针对高原机场应急保障能力缺乏科学的定量评价手段问题,首先,研究应急保障能力的内涵和特点,分析高原机场运行特点和应急保障现状;其次,构建考虑应急准备、应急监测和预警、应急响应和救援、事后恢复和重建的高原机场应急保障能力评价指标体系;然后,提出一种基于层次分析法(AHP)和多级物元可拓法的综合评价模型;最后,以西南某高原机场实际运行数据为例,采用该模型定量评价高原机场应急保障能力。结果表明:该高原机场应急保障能力评价等级为高,所属二级指标中仅事后恢复和重建能力评价等级为一般。评价结果与该高原机场应急管理年度工作报告的结论基本一致,验证了所提出评价指标体系和模型的合理性。     

基于集对云的机坪运行管理移交安全评价研究*

为对航空器机坪运行管理移交下运行安全状况做出科学合理的评价,结合具体机场的机坪运行复杂性,首先引入PSR模型,从压力、状态和响应3个方面构建管理移交机场机坪运行安全评价指标体系;随后使用熵值法进行指标权重计算,并运用欧几里得度量函数进行组合赋权;接着引入集对理论和云模型,结合组合权重使用正向云发生器确定综合云联系度,利用Python绘制等级云图,评判系统安全等级;最后以某大型机场为例进行验证。研究结果表明:本文所提出的机坪运行管理移交安全评估评价方法经验证与实际运行情况相符,能够为机坪运行安全评价提供理论参考。     

基于复杂网络的空中交通态势风险评估方法

为提升空中交通管理系统运行能力,利用复杂网络理论研究空中交通态势风险的客观测度方法。以航空器、航路点、航路为节点,提出这3类节点间风险关系的计算方法,并以风险关系为边,建立动态加权空中交通网络模型;将网络中所有边的权值总和定义为空中交通态势总体风险值;选取典型空中交通情景计算验证模型的有效性。研究表明:空中交通态势风险值随航空器之间汇聚度、航空器与关键点接近度以及航空器偏离航段程度的增强而增大,反之亦然。因此,该方法综合空域结构和交通流特征对空中交通态势的影响,量化了空中交通态势的风险程度。     

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 Ke nt 法修正后的库鄯线输油管道风险评价

在综合分析中石油库鄯线输油管道的基础上,按照管道沿线的土壤和植被的类型,将管道划分为12个子管线,然后在基于修正后的Kent法,重点针对库鄯线原油输送管道的风险等级进行评价,将沿线风险区划分为高、中、低三种不同的区域。针对风险等级及风险点特征,提出了对不同风险等级管线区域管理的有效措施,为决策者提供了切合实际的应对措施和方案。     

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。