军民航空域安全评估中的碰撞风险研究

碰撞风险是空域安全评估的重要内容。为保证军民航的安全飞行,通过对民航Event模型碰撞风险的研究,构建了军航训练空域与民航航路的碰撞风险模型;根据军航飞机的飞行特点,建立了军航飞机侧向位置偏差概率模型;结合民航飞机的横向位置偏差概率模型重新计算Event模型中的碰撞盒穿越间隔片频率(GERh);选取某一战术动作对军民侧向碰撞风险进行仿真,确定其安全间隔;通过对飞行过程中各个关键点碰撞风险的研究,对空域的使用提出建议,并验证了理论的实用性。结果表明,当前10 km的安全间隔标准并不能符合规定的安全目标等级,至少需要再增加7 km的安全间隔才能使整个飞行过程均满足要求。     

陆空通话下的平行航路碰撞风险模型研究

目前在平行航路碰撞风险研究中,通常会忽略人为因素的影响。为更系统地研究平行航路的碰撞风险,提高碰撞风险值计算的准确性,先分析航路飞行特点找出陆空通话下平行航路中人因可靠性的影响因素;然后考虑人与人交互的过程,改进传统的认知可靠性与失误分析方法(CREAM),构建平行航路中人因可靠性的计算模型。根据Brooker思想,建立并分析纵向、垂直、侧向3种平行航路碰撞风险模型。将所建模型应用于三亚区管中心。结果表明,陆空通话下某平行航路的碰撞风险值小于国际规定的安全目标水平,进而说明该模型可用于平行航路碰撞风险的研究。     

平行进近偏航下Event碰撞风险模型

为了研究航空器平行进近偏航情况下偏航角度对碰撞风险的影响,利用Event模型和概率论理论,建立平行进近偏航碰撞风险模型;通过分析偏航时碰撞盒体型的变换,得到扩展碰撞盒截面随时间t以及偏航角α的变化特征;为方便推导碰撞风险的计算公式,引入碰撞概率比R,将其定义为变换后碰撞盒体积与原模型碰撞盒体积的比值;以北京首都机场外侧跑道平行进近偏航情况为例进行碰撞风险分析。结果表明:当给定飞机尺寸与跑道间隔时,偏航角度α在[0,90°]范围内增大,飞机对碰撞风险也增大;同时,仅当飞机进近偏航的角度小于32°时,2机之间的碰撞风险才能满足安全目标水平。     

基于模糊层次分析法的编队内碰撞风险评价模型研究

编队内碰撞是编队飞行最大的安全威胁。为解决编队飞行灵活性与编队飞行安全的矛盾,建立了编队内各机碰撞风险评价模型指标体系,使用模糊互补判断矩阵确定了各指标的碰撞权重,实现了编队内各机碰撞的风险评估。以空军航空兵某部一架机型G与一架机型H混合双机编队为例进行了实证研究,结果表明,该模型简便易操作,可提高编队飞行训练效率。     

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。     

RVSM空域航空器大高度偏差垂向碰撞风险评估

为了增加空域容量,缩小垂直间隔(RVSM)在全球范围内广泛实施,运行RVSM必须在实施前和实施后都应对RVSM空域进行安全评估,使其符合国际民航组织系统性能规范要求.根据北大西洋和欧洲地区采集的相关数据,结合我国大高度偏差(LHD)统计数据,通过改进Reich碰撞模型,计算在RVSM空域同航路的航空器因操作性误差引起大高度偏差时在垂直方向上的碰撞率.计算结果表明,总的RVSM运行风险小于规定值,航路垂直间隔标准在给定的飞行环境下是安全的.     

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。     

基于航空器高度保持性能的风险碰撞模型优化*

为提高Reich风险碰撞模型在“缩小垂直间隔”(Reduced Vertical Separation Minimum,RVSM)标准实施后的适用性。基于同一机型航空器的测高系统误差（Altimetry System Error,ASE）数据在超高空各高度层中并不服从相同分布且具有显著的统计学差异,针对现有的Reich模型对同一机型仍使用整个航空空域的ASE数值进行经验分布拟合的现状,对模型中ASE混合累积经验分布参数部分进行改进,添加高度层相关的参数,使原有仅根据机型进行累积的ASE经验分布细化为根据机型和高度层2部分进行累积。结果表明:改进后模型可准确体现ASE数据在不同高度层的差异性;采用改进的风险模型进行仿真计算,得到更加精确的结果;验证改进后模型的合理性和其在应用中的有效性。     

高速公路汽车防碰撞模型仿真研究

随着高速公路的快速建设,交通事故迅猛增长.保证适当的车辆行驶距离是预防高速公路事故的有效手段.论文根据车辆制动规律和运行状态,得出行车安全距离模型,同时对模型中的参数进行了说明和分析.采用MATLAB软件对高速公路车辆的安全距离模型进行仿真分析,得出安全距离随车速和附着系数的变化规律,寻求既保证车辆安全行驶又不影响道路通行能力的合理的安全距离值,为降低高速事故率提供一定的依据.     

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。     

基于组合权重模糊物元模型的船桥碰撞风险评价

为了定量评价船桥碰撞风险,确定不同桥梁的安全程度,通过头脑风暴法对影响船舶通过桥区水域安全的因素进行辨识,构建了包含10个Ⅰ级指标的指标体系,采用AHP法和熵权法分别从主、客观的角度计算各指标的权重,并依据最小鉴别原理进行权重组合,得到兼顾主、客观因素的权重。将各项评价指标划分为低危险度、较低危险度、中等危险度、较高危险度和高危险度5个安全等级,结合组合权重构建船桥碰撞风险模糊物元评价模型。最后利用该模型对长江干线6个典型桥梁的船撞桥风险进行了评价。结果表明,除"C"桥梁处于"中等危险度"外,其他5座桥梁均处于"较低危险度",该模型应用于船桥碰撞综合评价具有较好的适应性。     

基于布朗运动的自由飞行下碰撞风险研究

自由飞行是解决空域拥挤的有效方式,为保证飞行安全,对自由飞行下的碰撞风险进行研究。首先,假设自由飞行下飞机的定位误差服从正态分布,在平面直角坐标系内,建立2架飞机水平投影面和垂直投影面的随机运动学模型;其次,当2架飞机在2个投影面上的相对运动距离同时小于最小安全间隔时认为碰撞发生,据此建立飞行碰撞风险模型,并利用欧拉(Euler)方法求解;最后,通过Matlab对一算例进行计算,得出碰撞风险概率。将计算结果与实际安全目标等级对比,验证该模型的合理性。     

喷雾过程液滴碰撞-聚合模型研究

对喷雾过程计算重要环节之一的液滴碰撞-聚合进行理论研究,建立液滴碰撞-聚合子模型.对一采用双喷嘴方案的喷雾过程进行三维数值模拟,说明液滴碰撞-聚合模型在喷雾过程计算时的重要作用.     

喷雾过程液滴碰撞一聚合模型研究

对喷雾过程计算重要环节之一的液滴碰撞—聚合进行理论研究 ,建立液滴碰撞—聚合子模型。对一采用双喷嘴方案的喷雾过程进行三维数值模拟 ,说明液滴碰撞—聚合模型在喷雾过程计算时的重要作用     

危险废物多目标规划模型研究

根据危险废物系统管理的原则,采用全过程管理理念,运用最优化理论和系统分析方法,充分考虑各种因素,建立了危险废物多目标规划模型,并提出模型的求解方法。考虑废物间的相容性和复合效用函数,将所建立的危险废物多目标规划模型应用于重庆市主城区危险废物系统管理规划。结果表明,在设计的案例和场景下,分别以环境影响、经济因素、综合考虑环境因素和经济因素为首要因素考虑时,得到不同的优化方案。该模型的应用为环境管理者对危险废物系统管理提供了决策支持。     

特种设备风险控制管理模型研究

为提高特种设备安全管理的效率,实现特种设备管理资源的高效配置,提高特种设备企业的安全管理水平,首先,建立特种设备的三级风险评价指标体系;其次,基于层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)计算各级风险评价指标的权重,进而建立三级风险评价模型;最后,结合分类预警及协同治理2个环节,构建了特种设备风险控制管理模型,并运用所建模型剖析具体案例。研究表明,特种设备风险控制管理模型可为开展特种设备安全管理工作提供重要的数据支持和技术方法,具有一定的科学性和有效性。     

融合空域无人机与有人机冲突风险预测与解脱

为降低无人机和有人机在融合空域的相撞风险,针对其冲突风险进行预测,并提出解脱方法。利用速度障碍法建立改进速度障碍冲突风险预测模型,对无人机的解脱方向进行优化。根据无人机和有人机实时运行状态参数,构建冲突解脱模型坐标系,分析二者基本物理运动要素,得到冲突条件和解脱方向,并通过改航、改速的方法,建立冲突解脱模型,求出解脱完成时间,即无人机开始恢复原速度、原航向的时间点;进行仿真模拟,验证了模型的可行性。研究表明,改进速度障碍模型可为无人机提供解脱方向,确定恢复原航向、原速度的时间。     

基于风险的重大危险源选址规划研究

本文针对重大危险源选址中普遍采用的安全距离方法的一些缺点,研究提出了基于风险的重大危险源选址规划方法.介绍了基于个人风险和社会风险的选址规划指标,给出了推荐的风险可接受标准,以及风险计算的一般程序.该方法在某天然气工程的选址规划中进行了实际应用,计算给出了该工程的个人风险等值线分布图和社会风险(F-N)曲线.结果表明,工程的5×10-5、1×10-5、5×10-6每年的个人风险的安全距离均能够得到满足;工程的F-N曲线落入了推荐标准的ALARP区,基本满足要求,但还应在设计阶段进一步采取措施,降低风险.     

基于风险的石油化工园区安全规划研究

为解决石油化工园区目前以标准规范规定的距离进行区域规划存在的局限性,提出基于风险进行石油化工园区安全规划的技术思路;研究、建立石油化工园区定量风险评估和区域规划技术方案,包括:危险源的辨识、评估单元选择、事故类型筛选、不同目标的风险标准、园区累积风险计算和基于风险进行区域规划的基本原则;应用建立的定量风险评估区域规划技术方案,对一石油化工园区光气及光气化产品项目进行定量风险评估、区域规划和布局,并与目前执行的距离标准进行对比分析。基于风险的石油化工园区安全规划,综合考虑危险源的危险特性和不同目标的风险承受能力,较之于距离法具有更强的针对性。     

防止起重机碰撞带电导线静电感应安全模型的研究

起重机触电事故在施工过程中时有发生。本文首先对起重机触电事故进行调查分析，在此基础上总结出事故发生的规律，提出了静电感应安全模型方案，以电磁场理论为基础，对方案进行了较为深入的理论和实践研究，并以可靠、准确、灵敏、经济为原则对方案进行了评价。为今后进一步研究起重机触电问题提供了有效途径和理论依据。