近距平行跑道配对进近侧向碰撞风险评估

为研究近距平行跑道配对进近侧向碰撞风险及相关参数对碰撞风险的影响,首先分析飞机位置误差的影响因素;其次基于配对进近的2架飞机实际运行过程和尾流避让的要求,考虑侧向误差概率密度函数截断补偿系数,建立近距平行跑道配对进近侧向风险评估模型;然后计算不同实际导航性能(ANP)条件下的侧向碰撞风险值;最后编制ANP数值表,并建议配对飞机速度差不超过7.5 m/s,初始安全间隔为1 000~1 200 m。结果表明,后机采用进近偏角可以有效降低对ANP的要求;大风速时,侧向碰撞风险对风向更敏感。     

尾流影响下的CSPRs配对进近侧向碰撞风险分析

为研究近距平行跑道(CSPRs)配对进近的侧向碰撞风险,首先,建立运动学方程,描述配对进近飞机的运动过程,确定配对进近飞机之间的时变间隔;然后,通过大涡模拟的方法仿真尾流强度,分析前机尾涡流场特性和后机遭遇前机尾流后的响应机制,构建后机受尾流扰动时的力矩平衡模型,确定尾流安全区域;最后,考虑侧向定位误差,应用概率论基本原理计算和分析侧向碰撞风险。结果表明:CSPRs配对进近过程中前后机之间碰撞风险不断增大并在最后时刻取到最大值,且随初始间隔、正侧风的增大而增大。     

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。     

基于CRM模型的障碍物遮蔽安全风险研究

为研究机场遮蔽应用规则，防止超高障碍物对机场安全运行产生影响，首先，调研分析美国、英国、印度等诸多国家的机场遮蔽应用情况；然后，针对机场周边障碍物限制面内不同的遮蔽区域，利用碰撞风险模型(CRM)模拟仿真障碍物遮蔽点碰撞风险值，提出不同区域遮蔽规则；最后，结合实际情况，提出机场障碍物限制面内不同区域遮蔽方法和要求。结果表明：起飞爬升面和进近面内遮蔽区域按照一定扩散率外扩划设；过渡面内不建议应用遮蔽原则；内水平面和锥形面内按照分区域划设。     

基于同时仪表进近的航空器在特情下的碰撞风险模型研究

同时仪表进近模式可有效提高平行跑道的容量,但发生特情时会造成极为严重的后果,因此研究在特殊情况下基于同时仪表进近模式的航空器碰撞风险具有重要意义。首先,与首都机场进近管制员沟通,总结了4种可能会发生的特情,其次,建立基于位置误差概率的同时仪表进近模式下的航空器在特殊情况下的碰撞风险模型,模型最关键的位置误差和速度参数根据采集的实际运行航空器航迹的ADS-B数据得到,其他参数为国际民航推荐值或本地区一线管制员的经验值,然后运用MATLAB软件进行仿真,得出发生特情时每个时刻的碰撞风险,从而得出整个过程碰撞风险的变化趋势。     

严重冲突场景下山区双车道公路货车跟驰风险预测

为预测严重冲突场景下山区双车道公路货车跟驰事故风险，基于视频轨迹数据、实测交通流数据、道路线形数据及交通事故数据，采用双变量冲突极值模型、轻量型梯度提升机，构建严重冲突场景下山区双车道公路货车跟驰事故风险实时预测(Truck Following Accident Risk Real-Time Prediction, TFARRP)模型，并利用耦合度模型分析变量耦合程度。研究显示：碰撞时间(Time to Collision)为5.418 s,后侵入时间(Post Encroachment Time)为0.512 s,这是严重冲突场景阈值；TFARRP模型准确率高达95.000%;平均车头时距(A_HD)、两车间距(T_CD)、货车平均速度(T_AS)、及货车横向偏移(T_LO)对TFARRP模型的重要度都超过了10%;当监测到A_HD<21.11 s、T_CD<35.00 m、T_AS<29.00 km/h或T_LO     

尾涡流场影响下的CSPRs配对进近侧向碰撞动力学分析

为研究近距平行跑道(CSPRs)配对进近侧向碰撞风险,首先结合非配对进近飞机的运动过程,建立配对进近飞机对的间隔模型,确定任意时刻飞机对之间的理论间隔值;其次分析飞机的尾涡流场特性,建立前机尾流的强度计算模型和消散模型,并分析飞机遭遇尾流后的响应机制,建立后机在前机尾涡流场内的力矩平衡模型,从而确定前后机的尾流安全间隔;然后分析飞机的侧向定位误差,得出飞机对之间实际间隔的概率分布,并建立侧向碰撞风险计算模型;最后利用模型分析配对进近过程中前后机之间侧向碰撞风险的变化情况。结果表明:侧向碰撞风险随初始间隔值、正侧风值增大而增大,随后机副翼偏转角度增大而减小,配对飞机对在到达跑道口时碰撞风险值达到最大。     

LNG船舶进出港航行移动安全区宽度定量计算分析

为保障液化天然气(LNG)船舶进出港通航安全,提出一种基于LNG船舶碰撞事故概率和风险的LNG船舶移动安全区宽度界定方法。该方法以船舶碰撞概率模型、船舶碰撞损害模型和LNG池火危害模型为基础,计算LNG船舶在航行过程中的事故概率和风险,并根据其分布特征,结合事故概率与风险可接受标准,定量界定LNG船舶移动安全区的宽度。研究表明,LNG船舶移动安全区宽度与通航水域交通流分布、事故船舶的排水量、航行速度等相关。在水上交通管理应用中,可根据LNG船舶及应用水域交通的实际情况确定LNG船舶进出港航行移动安全区的宽度。     

基于行人横穿场景的AEB触发宽度优化研究

为研究自动紧急制动(AEB)系统控制策略中触发宽度对行人横穿场景结果的影响,利用自动驾驶仿真软件PreScan建立道路及车辆模型,在Matlab模型控制平台Simulink中设计AEB纵向控制算法,模拟行人横穿危险场景,不断调整触发宽度,观察碰撞结果。结果表明:当汽车速度处于30～50 km/h时,系统触发宽度为1.75 m,能够起到很好的避撞效果;当汽车速度处于50～80 km/h时,触发宽度需随行人速度增加而增加;触发宽度越宽,汽车接收信息越多,AEB误作用概率增大,故将最大触发宽度设置为3.5 m;当汽车速度处于60～80 km/h时,需同时优化触发宽度值和全力制动提前时间的长短,才能避免碰撞。     

基于CRM的障碍物椭圆评价面的构建方法

为改进精密进近航段内障碍物评价方法,提出基于碰撞风险模型(CRM)的障碍物椭圆评价面的构建方法。首先,利用CRM计算精密进近航段各位置处碰撞风险概率,椭圆拟合概率为1×10-7的点,构建椭圆评价面;然后,以某典型机场为例,分别使用障碍物椭圆评价面、障碍物评价面(OAS)评价典型障碍物,并对比其评价结果;最后,利用CRM验证障碍物椭圆评价面的可靠性。结果表明:OAS的评价结果较保守,运用新构建的障碍物评价椭圆面能在满足安全运行的前提下,有效提升机场精密进近航段空域利用率。     

连续弯曲航道的船舶碰撞风险评估方法研究

在连续弯曲航道航行时，船舶的碰撞风险急剧增加。首先，基于船舶碰撞风险理论构建船舶经过连续弯道时的碰撞风险评价指标体系；然后，采用粗糙集理论、序关系分析法与模糊综合评价相结合的方法对连续弯曲航道船舶碰撞风险进行综合评价；最后，计算指标体系中各项指标的组合权重，并将组合权重与模糊综合评价模型中各个指标所对应的隶属度相结合，得到连续弯曲航道船舶碰撞风险综合评价等级。以东博寮海峡与蓝塘海峡为例，对连续弯曲航道的船舶碰撞风险进行安全评估。结果显示东博寮海峡与蓝塘海峡的船舶碰撞风险处于较高风险等级，与实际风险相接近，这表明RS-G1-Fuzzy(Rough Set theory-G1 method-Fuzzy comprehensive evaluation)模型可准确评价连续弯曲航道船舶碰撞风险水平，有助于制定相关船舶碰撞风险减缓措施。     

进近管制运行风险动力学演变机理与控制研究

为探究进近管制风险形成及演化机理，科学制定风险控制策略，从网络化视角构建系统动力学模型分析风险演变与控制策略。首先，利用过程识别理论将风险分为主动控制失效和反馈控制失效，从动力学视角分析致因间作用机制；然后，构建系统动力学模型与动力学方程；最后，给出风险致因对风险水平影响机理和控制策略。结果表明：扇区超容、同时指挥航空器数量增加、协作效率低是风险演变核心因素；在单一策略中调整流量时空分布最有效；组合策略中调整流量时空分布系数同时优化交叉点结构效果具有叠加性，比单一策略可进一步降低54%运行风险；调整流量时空分布与增加可调配空域具有替代性；完善监控体系与提升人机熟悉度组合策略效果具有1～2月时滞性。     

多机空战训练空域军民航飞行安全研究

为科学地划设军航训练空域,有效避免军民航飞行冲突,采用Event模型,仿真模拟军航飞机的标称航迹,计算军民航飞机在导航误差、军航飞行员操作误差、侧向风等因素影响下的侧向重叠概率,构建碰撞概率模型,研究军民航碰撞风险;然后,以二对一空战"钳形攻击"训练为例,结合多机飞行的复杂性和多变性,利用模型计算出符合国际民航组织(ICAO)安全目标等级的训练空域安全余度;最后,分析军民航飞行安全性,研究军航飞行训练方法,给出相应建议。结果表明:在所指定飞机机型的情况下,在训练标称航迹外侧增加8 km的安全余度,能使军民航碰撞风险满足ICAO的要求。     

空域规划中碰撞风险模型研究

为找到可操作的空域规划碰撞风险计算方法,基于空域规划参数,改进原有模型,建立航段上每飞行小时飞机的碰撞风险模型。首先,分析空域规划过程中终端区空域和航路巡航阶段航迹夹角0~180°情况下的碰撞风险;然后,将碰撞风险表示为来源于一条航段上飞机的碰撞风险和来源于其他多条航段上飞机的碰撞风险之和,建立碰撞风险模型;最后,将终端区空域规划中的相关参数值输入到该模型,计算2种方案的碰撞风险,并分析碰撞风险随参数的变化趋势。研究结果表明:在已给定其他参数值的条件下,碰撞风险随所需导航性能(RNP)数值、航段起始点高度以及航段起始点的纵向标称距离的增加(垂直标称距离减少)而增加,随着航迹夹角和飞行梯度的增加而减小。因此,可利用该模型计算并分析不同方案的碰撞风险。     

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。     

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

为减少水利工程建设对局部地区社会稳定带来的冲击,综合分析其社会稳定风险,利用网络层次分析法(ANP)确定风险指标重要度,同时,构建敏感性水利工程社会稳定风险演化系统动力学(SD)模型,包含公众风险感知、工程固有风险、政府管理风险和社会环境风险4个子系统,全面系统分析社会稳定风险,厘清其相关关系、模拟风险传播路径,并结合...     

五元联系数在大中型水库船桥碰撞风险评价中的应用——以三峡库区为例

跨江大桥的兴建和内河航运需求的增加导致船桥碰撞事故频发。为有效评价大中型水库船桥碰撞风险，首先，构建“人-船-桥-环境-管理”五维动因的评价指标体系；然后，对各风险指标进行组合赋权，基于五元联系数和集对分析理论建立船桥碰撞风险评价模型，识别导致船桥碰撞风险的关键因素，并分析各桥区的风险等级及其发展态势；最后，以三峡库区为例，对江津、朝天门、长寿、丰都、忠县、云阳等地的长江大桥开展实地调研，收集各指标数据以进行实例应用。结果显示：水位、桥梁密度、能见度、水流速度、导航设施、船长超负荷状态及心理素质等指标为影响船桥碰撞风险等级的关键因素；丰都、忠县、江津、朝天门等地长江大桥的风险等级均为较高水平，长寿桥区风险等级为中等水平，云阳县域风险等级为较低水平。此外，五元联系数集对分析模型能够准确评价三峡库区船桥碰撞风险水平，并从同势、均势和反势3方面判别船桥碰撞风险态势，较好地处理风险评价中的不确定性问题，可为其他船桥水域的通航安全评价提供理论参考。     

自由飞行下基于高斯白噪声的碰撞风险模型

飞机的安全性在自由飞行中受到通信导航监视性能、人为因素、防撞系统等因素的影响,其中通信导航监视性能会导致飞机产生定位误差,这种定位误差具有高斯白噪声的特性。主要考虑飞行定位误差的高斯白噪声特性,将此误差用概率表示为以理论位置向外辐射,根据飞机的相对运动,建立基于高斯白噪声的碰撞风险模型,给出模型中各参数的求解方法,从而得到碰撞风险。最后用算例验证了模型的可行性,在现行的安全目标水平之下为相关运行部门提供相应的最小安全间距,为实际运行奠定一定的理论基础。     

ISM耦合ANP的洞室施工人员风险感知系统脆弱性仿真分析

为了深入探究地下洞室施工人员对施工风险的感知能力,基于系统理论,以地下洞室施工人员的风险感知系统为研究对象,结合解释结构模型(ISM)、网络层次分析法（ANP）和系统动力学（SD）建立地下洞室施工人员风险感知系统脆弱性仿真模型,对其脆弱性变化趋势进行仿真模拟。研究结果表明:工人自身因素和状态对风险感知系统脆弱性影响最大,在施工时应该时刻关注工人的身心状态,通过加大安全教育培训、增强安全监管力度等措施来促进工人的安全意识。     

基于机器学习的高速公路大型货车追尾风险预测

针对高速公路大型货车追尾事故频发的问题，评估高速公路大型货车追尾风险，并分析交通流特性对大型货车追尾风险的影响，以降低追尾事故的发生率。根据德国HighD开源数据集，以不同冲突风险等级的碰撞时间(TTC)阈值作为大型货车冲突风险的划分标准，提取大型货车的车辆轨迹与交通特征参数等数据，基于随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和人工神经网络(ANN)等3种机器学习模型分别建立高速公路大型货车追尾风险实时预测模型；以混淆矩阵、受试者工作特征曲线的曲线下面积(AUC)和洛伦兹(KS)检验等评价指标，对比分析各模型的整体预测能力，并选取预测精度最好的模型分析各个特征参数对追尾风险的影响程度。研究结果表明：RF模型的预测准确率达75%,相对SVM模型高出8%,相对ANN模型高出10%,且RF模型的预测精确度、召回率、AUC值和KS值均优于SVM模型和ANN模型；最小车头间距、车速标准差和加速度标准差3个参数对大型货车追尾风险影响程度最高。