基于复杂网络的民航跑道侵入事件分析

为了明晰跑道侵入事件致因之间的关系及其发生演变规律,收集整理了国内2011—2021年的跑道侵入事件案例,通过对案例进行解析,建立了跑道侵入事件致因网络模型,随后对该网络划分社团;利用复杂网络的各指标分析致因网络的结构特征,并找寻需要防控的关键致因;采用相继故障中的负载-容量模型,构建跑道侵入事件致因关联网络模型,挖掘出事故致因最可能形成的致因链。结果表明：网络的直径为5,平均路径长度为2.231,平均聚类系数为0.303;得到培训和经验不足A₁₂、注意力分配不当A₆等9项关键致因;挖掘出109条致因链且由注意力分配不当A₆引发的跑道侵入事件占比较大。可见,该网络具有较高的聚类系数和较短的传播距离;负载-容量模型可对关键致因进行客观分析,避免了只依靠事件数量判断关键致因的偶然性。     

基于高斯贝叶斯网络模型的跑道侵入影响因素研究

运用高斯贝叶斯网络模型并咨询跑道安全专家的意见对跑道侵入因素进行分类,建立贝叶斯网络模型;经MATLAB软件计算绘制了影响因素的均值和均方差曲线图。通过该曲线图得出跑道侵入因素的权重,弥补个人对跑道侵入因素判断和分析的缺陷。挖掘表层因素不断确定时隐含在内部的因素对跑道侵入事件的影响程度。当隐含因素的均方差减少到极小值时,表明该隐含因素得到确定,可在调查跑道侵入事件的原因时避免重复或疏漏。     

自建房火灾致因网络拓扑特征及脆弱性研究

为预防我国自建房火灾的发生,首先,基于事故致因“2-4”模型分析39起自建房火灾事故案例,编码得到48个致因因素和128条致因关系;然后,基于复杂网络理论构建自建房火灾致因网络拓扑结构模型,分析网络的度、介数和接近中心性等拓扑特征;最后,以最大强连通子图相对大小、最大弱连通子图相对大小和全局网络效率作为网络脆弱性评价指标,仿真分析不同节点攻击策略下网络的脆弱性,得到自建房火灾关键致因因素,并提出防灾措施及建议。结果表明：自建房火灾致因网络具有小世界效应和无标度特性,致因间转换路径较短,少数关键节点与大多数节点相连;自建房火灾致因网络在遭受单个节点故障和随机累积节点故障时具有一定的鲁棒性,遭受蓄意累积节点攻击时,表现出较强的脆弱性;采用累积节点攻击策略中的蓄意度攻击时,网络表现出的脆弱性最强,度排序靠前的节点较为重要,是自建房火灾关键致因因素,为自建房消防安全管理提供理论参考。     

终端区管制系统风险因素分析的DEMATEL-ISM模型北大核心CSCD

为提高空管系统安全管理水平,提出基于过程的故障模式及影响分析(FMEA)方法,识别终端区管制系统潜在的风险因素;构建DEMATEL—ISM模型,运用决策实验室分析(DEMATEL)模型计算各风险因素的影响度和被影响度,确定要素的因果属性和中心度排序,运用解释结构模型(ISM)构建系统风险递阶结构,表征管制系统中各风险因素的致因属性和层次关系;并以某终端区管制系统为例,验证DEMATEL—ISM模型的有效性。结果表明:DEMATEL—ISM模型可将所论系统的风险因素按致因属性分为3个类别,即6个直接致因、10个过渡致因和3个本质致因;递阶结构可有效表征终端区管制系统风险的内在关联,实现系统风险分析。     

终端区管制系统风险因素分析的DEMATEL-ISM模型

为提高空管系统安全管理水平,提出基于过程的故障模式及影响分析(FMEA)方法,识别终端区管制系统潜在的风险因素;构建DEMATEL-ISM模型,运用决策实验室分析(DEMATEL)模型计算各风险因素的影响度和被影响度,确定要素的因果属性和中心度排序,运用解释结构模型(ISM)构建系统风险递阶结构,表征管制系统中各风险因素的致因属性和层次关系;并以某终端区管制系统为例,验证DEMATEL-ISM模型的有效性。结果表明:DEMATEL-ISM模型可将所论系统的风险因素按致因属性分为3个类别,即6个直接致因、10个过渡致因和3个本质致因;递阶结构可有效表征终端区管制系统风险的内在关联,实现系统风险分析。     

基于HCNAM-BN的化工过程爆炸事故致因链分析

为了从源头上预防化工过程爆炸事故,依据风险耦合理论,探讨了各风险因子非线性耦合演化为爆炸事故的机理,构建了层次耦合网络分析模型（HCNAM）;从多因素风险耦合角度分析了国内外44起典型化工过程爆炸事故,统计了各风险因子之间的耦合概率并进行了耦合致因重要度分级;采用耦合概率与二态分布相结合的条件概率分布,将层次耦合网络分析模型转化为贝叶斯网络,并对氯乙烯单体槽爆炸性混合气体爆炸事故进行了应用研究。结果表明:91种双因子耦合风险状态中,47种呈现弱耦合致因特性;7种因子双耦合形成风险的概率较大;基于HCNAM-BN模型分析事故,可有效辨识事故最可能致因因素,获取各事故致因链的发生概率并确定事故网络关键节点。     

SCADA系统信息安全定量风险评估方法

为有效分析和评估数据采集与监视控制(SCADA)系统的信息安全风险,解决传统评估方法难以量化风险问题,首先根据信息安全风险评估模型,确立威胁、脆弱性和资产3要素,选取典型的SCADA系统进行分析和解构,获取可能存在的威胁、脆弱性和可能受影响的资产;其次采用层次分析法(AHP)确定不同要素对SCADA系统信息安全风险的影响程度;然后研究3要素对信息安全风险的判定矩阵构成和组合权重,对威胁-脆弱性-资产进行有效性组合配对,从而获得相对量化和具有可比性的风险评估值;最后利用该方法定量评估某典型SCADA系统的信息安全风险。结果表明:AHP法可操作性强,可找出系统信息安全的薄弱环节;层次构建可清楚展示原本复杂的SCADA系统内部关系,层次构建得越精细,精度分析越高,但过于精细也存在过分依赖专家经验的问题。     

脆弱性视角下的油气管道事故致因探究

立足于脆弱性视角对油气管道进行事故的致因机理分析,了解系统脆弱性的构成和扰动因子间的作用关系,引入脆弱性阈值的概念,合理的描述事故形成的过程性确定系统脆弱性的极限值,提出加强系统稳定性和控制管道事故发生的思路和方法。     

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Bowtie模型的机场安全风险分析

运用Bowtie模型对隐患、可能的事故原因以及后果进行评判,分析重点放在风险控制和组织控制的薄弱环节上。利用Bowtie模型,分析机场安全风险,以跑道侵入事件为算例进行深入分析,探讨影响机场安全风险的组织因素。量化影响跑道侵入的结构重要度,计算不同阶段、不同条件下,可能导致跑道侵入事件发生的概率。从风险管理和组织安全的角度,预防跑道侵入事件的发生提供理论依据和实际指导。     

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...     

基于贝叶斯网络的我国电网安全风险关联分析

为了有效识别电网运行的关键风险要素,基于典型电网企业2014-2019年代表性事故案例,采用贝叶斯网络的机器学习方法分别构建了电网事故、设备事故及人身事故致因的贝叶斯网络模型,分析各风险因素对事故的影响程度并反向诊断事故发生的关键诱因.结果表明:1)3种贝叶斯网络模型预测精度分别达到87.85％、89.24％、96.88％;2)不同类型事故的关键风险因素存在差异,但人因仍是主要致因.电网事故的关键影响因素为巡检不到位、检修质量不良和验收不合格;设备事故的关键风险因素为处理不当、巡检不到位和施工质量不良;人身事故的关键风险因素为安全意识缺乏、施工质量不良、监护不到位和验收不合格.最后,对电网系统安全运行提出了针对性建议.     

基于AcciMap模型的燃气管道泄漏爆炸事故分析

为探讨燃气管道泄漏爆炸事故系统及其致因的性质,以湖北十堰“6·13”重大事故为例进行分析。采用AcciMap模型系统辨识事故致因,构建“6·13”事故AcciMap模型;引入复杂网络(CN)与PageRank算法,分析整体系统与个体因素的属性特征,据此辨识关键致因;再通过贝叶斯网络(BN)进行参数学习和诊断推理,分析事故最大致因链。结果表明：安全生产监管工作严重失察、安全生产主体责任未落实、安全生产监督指导不力是关键致因;安全生产理念和属地责任未贯彻落实→安全生产监管工作严重失察→安全管理制度存在缺陷→安全培训教育存在缺陷→燃气管道维抢人员违规处置→明火引爆蓄积燃气→燃气泄漏爆炸并造成严重伤亡是最大致因链。研究认为：应从政府和企业等2类主体出发,采取多元化的风险防控策略以遏制事故再次发生。     

复杂系统安全涌现及其控制策略研究

复杂系统事故成因的复杂性促使人们从系统科学和复杂性科学的角度来分析和处理复杂系统的安全问题.通过探讨复杂系统可靠性和安全性的关系,论证安全是复杂系统的整体涌现这一论题.通过分析系统安全涌现的内涵,提出用于度量复杂系统风险状态的风险熵理论,给出了复杂系统安全事故立体致因网络的构建方法,并提出了通过控制复杂致因网络上风险熵的动力学传播过程来控制复杂系统安全涌现的研究思路.研究结论对复杂系统安全问题的研究有推动作用.     

城市埋地天然气管道系统脆弱性评估指标研究

脆弱性作为安全领域研究的新兴名词,用来表示系统承受外界扰动的敏感性和易损性以及面对灾害后果的承受力和应对能力,是联系灾害与风险研究的重要桥梁,是系统安全状况的重要综合指标。文章在引用以及重新界定＂脆弱性＂概念的基础上,将其引入城市天然气管道系统的安全研究,结合城市天然气管道系统的灾害事故特点,分析影响城市埋地天然气管道系统脆弱性的主要因素,根据因素间的相互关系,建立包括致灾因子、灾害后果和应对措施等3个方面2、2项指标的多因素多级评价指标体系。运用层次分析法（AHP）的原理和计算过程确定各评价指标的权重,根据指标权重的大小比较,分析各指标对城市天然气管道系统安全脆弱性的影响程度,从而确定安全治理的主要方向。     

融合N-K模型的复杂网络架桥机施工安全风险因素分析

为识别导致架桥机施工时发生安全事故的关键致因和链路,提出一种融合N-K模型的复杂网络架桥机施工安全事故风险因素分析法。首先,建立2000—2022年期间的架桥机事故案例库,分析事故致因,将架桥机施工安全事故风险因素归纳为4个一级风险因素和24个二级风险因素;然后,以事故类型和二级风险因素为节点,以致因关联为边,建立架桥机施工安全事故致因复杂网络模型,计算风险因素节点的亲近中心度和中介中心度;最后,建立N-K模型耦合分析一级风险因素,利用耦合交互信息值优化复杂网络风险因素节点的中心度,通过风险因素可达性分析和全局主路径分析,分别得到导致架桥机事故的7个关键致因和7条关键链路。结果表明：施工单位管理不到位、安全生产检查不充分2项管理因素的亲近中心度和中介中心度值较高。监理单位失职→施工单位管理不到位→安全生产检查不充分关键链路风险最大,针对这些关键风险因素和链路在架桥机施工过程中应重点管控。采用融合N-K模型的复杂网络分析得到的架桥机施工安全关键致因和链路与事故调查结论一致,准确实现了架桥机施工安全事故风险辨识。     

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。     

基于跑道侵入场景仿真的危险分析方法

为刻画跑道侵入场景的动态过程,规范不安全事件危险分析流程,提出基于多agent仿真和形式化推理的危险分析方法。通过总结时态逻辑方法特征,建立一种典型跑道侵入场景的多agent形式化模型,并给出场景形式化规则属性。选取真实跑道侵入案例,建立不安全事件仿真模型,实现事件的时态逻辑仿真,生成动态轨迹,并结合场景规则属性进行形式化推理分析。试验结果表明,跑道侵入场景仿真能使分析者从具体操作层面理清不安全事件发生的逻辑过程,规范化形式推理分析能识别出诱发不安全事件发生的危险要素。     

基于模糊集和改进TOPSIS方法的跑道侵入风险评估

为预防民航机场跑道侵入事件的发生,减轻塔台管制员面临的跑道运行安全的压力,根据国际民航组织(ICAO)颁布的《防止跑道侵入手册》描述的空中交通管制(ATC)因素,建立影响跑道侵入的ATC指标评价体系。首先运用模糊集理论建立评价模型,并计算子指标的模糊可能性值,其值反映所论子指标风险概率。其次,采用改进的TOPSIS方法进行验证,并计算子指标的信度效度值。结果表明,得出的子指标风险值与模糊可能性值的排序一致。最后,根据子指标风险值的大小提出防止跑道侵入事件发生的建议。     

跑道侵入的威胁与差错分析及控制研究

为了识别不同类别数据的相关性,使用基于威胁与差错管理的模型对采集到的跑道侵入不安全事件的数据信息进行定量研究.使用最小二乘法对结果和影响因素进行多元回归分析,借助主次因素排列图,查找跑道侵入事件中“极其关键的少数因素”,得出跑道侵入事件与其相关因素之间的二元线性回归方程.结果表明,典型差错对跑道侵入存在显著影响.中国民航跑道侵入的主要因素是:飞行区管理混乱,人员车辆擅自进入跑道;军民合用机场协调不畅;人员缺乏培训,无跑道侵入意识.