基于蒙特卡罗轨迹偏差的机场临时机位划设优化

为解决枢纽机场停机位的满负荷甚至超负荷运行的安全和效率问题,利用运动学模型和蒙特卡罗轨迹偏差方法,研究临时机位的划设。分析B构型和停靠廊桥对临时机位设置的影响,建立航空器在机坪区域的运动方程;基于离散统计理论,建立航空器在正常机位的滑入推出和直线运行状态的蒙特卡罗轨迹偏差模型;利用Matlab仿真的标称轨迹和偏差区域,构建设有临时机位时的机位运行冲突概率模型;并以长沙黄花机场G滑行道区域30个正常机位4个冲突热点进行实例验证。结果表明:相比传统方案,基于蒙特卡罗的轨迹偏差能够提高运行冲突区域的精准判断,影响正常机位数量降低10%,推出路线干扰数量降低50%,冲突概率减少56.8%,消除3组的对头滑行,优化临时机位的划设,降低运行风险冲突。     

基于锥切割理论的系统故障状态优化调整方法研究

为了在系统故障演化过程中控制系统故障状态,提出了一种系统故障状态优化调整方法。其主要根据锥切割理论,以及非优理论和Hat投影建立方法的数学模型,设置了分析系统并给出了分析步骤。首先论述了相关理论的基本思想;其次研究了系统故障状态优化调整的基础和关键,描述了需要研究的问题;再次建立了系统故障状态优化调整方法模型及分析步骤;最后通过实例展示了方法流程,得到了定量结果和优化调整最优方案。结果表明：系统故障状态的优化调整可通过影响因素实现;通过比较原系统故障状态和新系统故障状态与目标系统故障状态的内积,基于非优理论选择需要实施的优化调整措施。当措施是优化调整措施时计算继续;是非优化调整措施时计算停止,这时得到的按照实施顺序组成的措施集合即为优化调整最优方案。最后论述了方法的先进性和有待研究的问题。     

基于整数规划的终端区管制系统风险控制研究

民航运输业的快速发展对空管系统的安全管理水平提出了更高的要求,为了科学地控制终端区管制系统的风险,基于运行分析法识别出终端区管制系统的风险因素,提出将终端区管制系统的风险控制策略进行量化表达,再运用加权欧氏距离聚类分析方法对风险因素聚类分析,建立了基于整数规划的风险控制模型。最后,应用该模型对某终端管制中心的风险进行控制,得到了有效的风险控制方案,验证了该模型的适用性。     

空中危险接近的系统动力学机理及仿真研究

为了探索空中危险接近的形成过程与反馈机制,运用系统动力学的方法深入分析了空中危险接近影响因素间的复杂相互作用和回馈效应,建立了空中危险接近发生机理的动态模型,包括管制服务、人力资源和安全三大子系统,利用Vensim软件对其进行模拟仿真,可预测不同场景下空中危险接近的变化趋势。结果表明:乐观场景时,2005—2015年空中危险接近数量呈缓慢增长趋势,2015年之后保持不变,这表明在国内航班量稳步增长时,空中危险接近事件的数量不变,事故率越来越低;悲观场景时,空中危险接近数量一直处于上升趋势,2021年之前缓慢增长,这表明虽然设备故障率和管制员的防撞培训频率不高,但缩短TCAS(Traffic Alert and Collision Avoidance System,空中交通预警和防撞系统)反应时间能在短期内明显提高管制员的专注程度,从而延缓空中不安全事件的数量增长,但随着2021年后指挥架次的增加,反应时间越短,空中危险接近事件会越多。     

基于可接受风险的CNG加气站安全规划探讨

文章拟在对加气站个人风险可接受标准分析的基础上,通过对加气站进行重大事故风险分析,评估加气站风险水平,结合风险可接受水平,确定加气站的安全距离,并对加气站原有安全规划进行探讨。     

基于本质安全目标的化工厂装置平面布局优化

提出了一套化工厂装置平面布局优化方法,以实现布局的本质安全化.简要阐述了本质安全的理念及其在布局设计中的应用,发现引导词限制影响具有较好的适用性.多米诺效应的存在影响布局的本质安全性,因此重点提出了用初始设备多米诺危险指数与目标设备多米诺危险指数来评估布局的本质安全性,指数考虑了初始设备发生不同事故时对不同目标设备的本质安全距离.对指标值较大的设备采取本质安全与被动安全并用的方法,以有效提高布局的本质安全性.实例分析表明,建立的化工厂装置平面布局优化指标体系具有适用性.     

基于C-OWA算子与物元可拓的大型商场火灾风险评估

为了客观准确地评价大型商场的安全性,降低大型商场火灾事故的风险,以WSR方法论为指导,与系统论的"人、机、环、管"相对应建立了基于WSR方法论的大型商场火灾风险指标体系,采用组合数有序加权算子C-OWA算子对指标体系进行相对公平赋权,结合物元可拓模型对大型商场火灾风险进行评估,并以北京某大型商场为例进行了应用,结果显示,所评估的商场火灾风险显性级别为"一般",隐性级别为"较危险+",与实际商场火灾安全状态相符。研究表明,基于COWA算子与物元可拓的模型可以适用于大型商场火灾的安全评价,有利于提升商场火灾风险应对。     

突发事故下应急资源优化配置定量模型研究

以提高城市的应急管理能力为目标,针对突发事故灾害应急管理的特点,根据应急点的数目,将应急资源配置过程划分为若干阶段.以每一阶段开始或上一阶段结束时已调度的应急资源数量为状态变量,结合动态规划的基本理论,构建应急资源优化配置数学模型,并通过案例分析对该模型的实用性和有效性进行验证.结果表明,基于动态规划理论的应急资源优化配置定量模型可以避免传统管理模式下应急资源配置过程中的重复、缺项以及资源利用低效等问题,能有效指导应急过程中应急资源的优化配置,提高突发事故下城市的整体应急能力.     

基于可拓方法的基坑工程安全状况评价

为系统评价基坑工程的安全状况,减少安全事故的发生,保障城市轨道交通工程的安全建设,基于基坑病变机理和大量工程实例构建了一套包括3级指标、10个因素的评价指标体系,并确定各个指标的等级量值区间,结合最小二乘法和熵权法,提出基于融合权重的指标权重确定方法,并基于可拓学理论综合评价基坑工程的健康等级。以武汉轨道交通二号线4个站点的深基坑工程为案例,评价其健康状况,根据蒙特卡洛模拟的基本理论,运用水晶球对工程实例进行敏感性分析,找出具体的敏感因素,结果验证了上述方法的工程实用性,为轨道交通站点的基坑安全管理提供简单有效的控制方法。     

基于异常因子的航空器飞行轨迹异常检测研究

为保障终端区航空器飞行安全,提高空域运行效率,提出了一种基于异常因子的航空器飞行轨迹异常检测方法.首先,给出了航空器异常轨迹的定义和分类,同时考虑轨迹的时空属性,采用基于时间比的自顶向下算法进行轨迹分割;其次,建立了基于密度聚类的轨迹段相似性模型,找到每类簇的中心轨迹;最后,利用中心轨迹计算每个轨迹簇的信息熵作为异常因子,同时取航空器飞行距离为另一异常因子,得到轨迹异常值,通过比较异常值的大小及其分布特点实现轨迹异常检测.结果 表明,该方法可以有效识别异常轨迹,且对比发现以轨迹信息熵和飞行距离作为异常因子时,异常检测效果更好.     

基于事故树的空中交通管制员情景意识分析

为更系统地研究管制员的情景意识,找出导致管制员情景意识丧失的主要因素,运用事故树分析法、采用自上而下的方式对管制员情景意识丧失的原因进行逐层分析,建立管制员情景意识丧失事故树模型。通过进一步计算事故树的最小割集和各基本事件的结构重要度,计算各基本事件的结构重要度系数,对比得出情景意识丧失的各个基本事件的重要程度及各事件之间的关系。结果表明,造成情景意识丧失事故的主要原因是轮班制度不合理、睡眠效率低及对特情不熟悉、飞行冲突预判能力弱。     

基于改进多目标粒子群算法的航空器改航研究

针对影响航行安全的动态危险天气,提出了一种基于改进多目标粒子群算法的改航路径规划方法。首先,获取实时动态气象数据,利用栅格法对改航环境进行建模并采集危险天气区域初始边界点的历史气象数据。然后采用灰色预测模型对上述初始边界点坐标进行位置预测,进而建立改进后的实时动态环境模型。最后利用改进环境模型的多目标粒子群算法对改航路径进行动态规划。在考虑改航路径角度和距离等约束条件的基础上,确定了改航路径危险系数和距离最优的双目标函数。对中东部沿海某次短时危险天气下的航空器改航进行仿真分析,仿真结果表明改进后算法具有一定的有效性和可行性。     

机场停机坪作业风险管理研究

停机坪作业具有范围小,保障单位和人员众多等特点,是航空地面事故的多发环节.对停机坪作业存在风险从作业人员、设备和设施、环境、管理等4方面进行识别,然后用AHP定性和定量结合的方法对各风险因素发生的可能性和严重性进行分析,得出各因素风险值,并根据评估结果提出风险控制措施:1)为作业提供良好的人工条件,如良好灯光照明、整齐设备摆放、清晰标识等;2)引进部分设备设施和采用运筹方式合理安排其运行的方式,来解决设备设施数量不能满足需求的问题;3)对于人员执照管理采取定期检查、抽查,定期复训等方式.     

基于容量损失的交叉航路高度层分配

我国空中交通网络越来越复杂,航路交叉点附近的冲突日益增多,调配冲突时需令航空器改变高度层,这却会导致航路容量损失。计算了航空器改变高度层时对其他高度层造成的容量损失系数,并在此基础上以最小化容量损失为目标建立模型,设计了启发式算法,以航路交叉点附近的4架有冲突的航空器为例进行仿真计算。仿真结果表明,该模型可以根据航路各高度层实时飞行流密集情况,求出使航路总容量损失系数达到最小的航空器避让方案,从而减少航路上的容量损失,提高空域资源利用率。     

基于Visual Studio的矿井通风井巷网络断面优化研究

根据通风系统优化思想与节能理论,对通风井巷网络断面优化进行研究,选择合理的通风井巷费用拟合方程和摩擦阻力系数拟合方程,并依据分阶段动态优化思想建立完整的通风井巷综合费用模型.在Visual Studio环境下编制模型的解算程序,通过搜索解决复杂的迭代计算过程并得出使总费用最低的通风井巷网络最优断面,用数学方法最大限度地提高通风井巷的利用价值.     

机场机坪风险管理研究

民用机场机坪具有范围小,保障单位和人员多而杂等特点,是航空地面事故的多发环节。本文针对国内某国际机场近五年的机坪事故数据进行统计分析研究,运用事故树的方法定性分析原因,再通过分析影响机坪安全的作业人员、设备设施、环境、管理四大因素中的13项指标,采用灰色关联定量评价方法,系统建立了机场机坪安全评价指标体系,实现机坪安全影响因素的安全状况分级,最终在定性定量方法的结合下,实现对机场机坪区域的整体风险评价,并根据评估结果提出风险控制措施,最终提出可行性建议：管理好机坪车辆和机坪资源的矛盾;管理好车辆违规现象,如超速行驶,乱停乱放;机坪地面的标志标线清晰,为工作人员提供良好的作业环境;加强监督力量,严格把关员工业务水平及执照。     

考虑尾迹云成本的飞行高度层智能优化方法

飞机在航路飞行中遇到特定气象要素时诱发的尾迹云是全球温室效应的重要影响因素之一.用全球变暖潜能值将单位时间内尾迹云的辐射强迫和CO2的辐射强迫进行对比,建立尾迹云环境影响成本计算模型,并结合巡航性能参数与高空风的影响建立油耗成本模型与CO2成本模型,以形成综合成本模型.基于精英保留的遗传算法以综合成本最小化为目标对航段飞行高度的选择进行分配优化,以返回最优的飞行高度组合和最小的综合成本.选取典型国际航路进行优化分析,并通过对不同航段分配最优高度层.结果显示,优化方案比等高度巡航方案和"阶梯"巡航方案的尾迹云成本降低0.471 8％～10.927％,油耗成本降低0.303 0％～3.701 2％,总成本降低4.94％～9.17％.     

基于FRAM-AHP法的公务航空飞行事故分析

为了有效分析公务航空飞行事故的主要原因,利用改进后的功能共振事故模型(FRAM)对公务航空飞行事故进行系统和量化分析。建立了功能共振事故模型,通过层次分析法(AHP)对功能模块上游功能输出和下游功能输入端的表型进行量化分析,根据权重来识别上下游主要的表型,从而找到功能模块间的失效连接,确定事故主要原因。利用该模型对某公务航空飞行事故进行分析,确定了导致事故的主要原因为公务机场保障能力不足、机组疏忽大意、飞行部教学训练大纲缺失、飞行部QAR译码能力不足、机务航前检查不足、机组起飞决策不当等。研究表明,FRAM-AHP法可以为公务航空飞行事故进一步分析提供技术支持。