航空安全之防跑道侵入——空管篇

在机场运行中管制员、飞行员和车辆驾驶员是引起跑道侵入的主要因素。根据EUROCONTROL 2001年的对运行人员的调查显示,30%的车辆驾驶员、20%的空中交通管制员和50%的飞行员曾涉及跑道侵入事件。将从塔台管制员的角度,从无线电通话用语、情境了悟和人为因素等方面对空管防跑道侵入进行论述。     

地铁盾构施工人因可靠性分析的加权模糊CREAM模型

针对地铁盾构施工风险评估中人因可靠性分析(HRA)问题,构建了一种加权模糊CREAM模型.首先,利用复相关性分析和证据理论确定共同绩效条件因子(CPC)的合理权重.其次,基于现行规范编制CPC评价细则,利用统计方法得到了CPC水平隶属函数.在此基础上,提出将离散基本控制模式图连续化的方法,建立了地铁盾构施工人因失误概率(HEP)点估计值预测模型,通过4条公理验证了模型的合理性和可靠性.结果表明:加权模糊CREAM模型将权重引入到CPC效应值计算和HEP推理中,能更好地反映不同CPC因子对人行为绩效的影响,可为地铁盾构施工HRA提供定量评估数据.     

考虑人员失误的FDPSO钻进时关井作业安全评估

为了对浮式钻井生产储卸油装置(FDPSO)钻进时关井作业进行安全评估,基于认知可靠性和失误分析方法(CREAM)的人员失误概率计算方法,提出了一种综合考虑设备风险和人员风险的安全评估方法.首先对钻进时关井作业进行任务分解,然后根据其事故路径建立了相应的事件树,事件树中的设备失效概率主要来自于风险数据库,而人的动作失误概率则是通过CREAM的定量计算方法得到;最后对事件树中的每条路径进行计算,得到事故发生的总概率;在风险后果的估算中,借鉴了国内外最新的风险研究成果,对FDPSO钻进时关井作业中可能的事故后果进行评估;最终依据风险评估矩阵,得到了考虑人员失误的FDPSO钻进时关井作业的安全评估结果.结果表明,FDPSO钻进时关井作业的风险等级较高,应采取必要的控制措施以降低风险.     

基于改进认知可靠性与失误分析方法的隧道驾驶人因可靠性分析模型

为有效预测驾驶人通过隧道时的人因失误概率,减少人为差错,提出一种基于改进认知可靠性与失误分析方法（cognitive reliability and error analysis, CREAM）的隧道驾驶人因可靠性分析模型。结合隧道驾驶任务的特点,调整共用绩效条件（common performance condition,CPC）,给出评估细则。使用模糊数将CPC因子的绩效效应值从确定值转换为概率值,以降低主观因素对评价结果的影响。考虑CPC因子间的相互影响关系,给出调整规则。最后建立基于贝叶斯网络的改进CREAM模型,确定控制模式。对隧道驾驶实例进行分析,计算驾驶人完成隧道驾驶任务的人因失误概率。结果表明,该模型可以准确计算隧道驾驶任务中的人误概率,且灵敏性比CREAM基本法更高,可为隧道交通人因可靠性分析提供支持。     

人因失误的后果-前因追溯表

认知可靠性和失误分析方法(CREAM)属于第二代人因可靠性分析方法。该文研究CREAM中的追溯分析方法在人因失误事件根原因分析中的应用,对人因失误基本原因的分类和后果前因关系进行归纳、整理和补充,给出了简洁的后果前因追溯表和具体的追溯分析步骤和框架,便于实际应用。应用于ThreeMileIsland事故中的一个重要人因失误事件的追溯分析,得出了设计、规程和认知等方面的根原因。结果表明,追溯分析方法在工业系统人因事故的根原因分析中是实用而有效的方法。     

基于CREAM和不确定推理的人因可靠性分析方法

提出了一种基于认知可靠性与失误分析方法（CREAM）和不确定性推理的适用于海洋工程的人因可靠性分析方法．首先根据海洋工程的作业环境特点,对共同绩效条件（CPC）进行了修正．之后为解决CREAM本身固有的不确定性,利用模糊数学原理实现CPC评价的模糊化,再基于CREAM的分析流程建立91叶斯网络,完成由CPC得到控制模式的推理过程,并证明贝叶斯网络的建模效率要高于模糊模型．由贝叶斯网络输出控制模式的隶属度,再通过去模糊化的方式计算得到人误概率．最后,针对某平台的实例分析结果证明该方法能够提高计算的精度．     

应用五轮仪采集车辆跟驰过程描述参数

车辆跟驰模型是微观交通流模拟的一个基本模型 ,用来分析和描述在无法超车的同一车道上一辆车 (驾驶员 )跟随另一辆车的方式 .由于过去的实验数据主要是由两实验车在实验跑道上作跟驰运行或由驾驶员操纵驾驶模拟台获得的 ,难以获取实际道路上驾驶员的信息 ,建立的车辆跟驰模型难以标定或验证 .所介绍的应用五轮仪实验获取、处理和分析车辆跟驰过程描述参数的途径 ,为今后车辆跟驰模型的标定与验证提供了一条新的实验途径 .     

基于FBCREAM方法的飞机驾驶人因可靠性评估模型

飞机驾驶人为差错是导致飞行不安全事件/事故的重要因素之一,为有效预测飞机驾驶人因可靠性,减少人为差错,确保飞行安全,提出一种基于FBCREAM方法的飞机驾驶人因可靠性评估模型。考虑飞机驾驶的情境环境及人因特征,调整原始认知可靠性与失误分析方法（CREAM）中的人为差错形成条件使其更合理地表征驾驶舱中飞行员工作情境。引入模糊逻辑方法,利用隶属函数对人为差错形成条件的不确定性和模糊性进行建模。以人为差错形成条件的隶属度为输入参数,人为差错模式隶属度为输出构建贝叶斯网络模型,通过解模糊化方法计算人为差错概率精确值。选取单发故障情境环境下执行飞行任务进行实例分析,结果表明该方法能够准确评估飞机故障情境环境下的飞机驾驶人因可靠性,可为航空安全评估提供有效的工具和重要支持。     

基于前方车辆行为识别的碰撞预警系统

提出了一种基于车辆行为识别的汽车前方碰撞预警方法.利用单目视觉,首先采用基于梯度方向直方图特征和支持向量机的方法识别前方车辆,并结合卡尔曼滤波进行车辆跟踪;然后使用隐马尔科夫模型对车辆行为进行建模,识别前方车辆行为,并根据行为识别结果计算对应的风险评估因子;最后将风险评估因子引入碰撞风险评估系统,使碰撞预警时间比未加入风险评估因子平均提前2.04s.实车实验验证了本方法的有效性.     

基于云模型和信息公理的车辆故障模式风险评估方法

针对现有故障模式和影响分析(FMEA)识别故障模式风险大小中存在的不足,提出一种基于云模型和信息公理的故障模式风险评估方法.首先利用云模型处理专家给出的语言评估信息,克服现有研究在处理语言信息的不足;其次,基于云模型和信息公理方法构造故障模式风险评估模型,并且针对风险因子权重计算,提出基于云值的风险因子主客观权重计算方法;最后,以地铁车辆车门故障模式风险评估为例进行检验,同时与其他方法对比验证本方法的可行性和有效性.实例结果表明本文方法计算出的数值结果合理、准确,能根据故障模式风险排序找出影响车门可靠性的关键故障模式,为合理制定维护措施、科学分配检修资源提供参考.     

基于灰色关联分析的跑道侵入分析

随着飞行流量的增长,跑道侵入成为威胁飞行安全的重要因素。本文通过对跑道侵入的统计数据进行初步分析,找出对跑道侵入影响的主要因素,然后对各主要因素进行了灰色关联分析,确定了各因素的关联序,明确了跑道侵入影响因素关联度中最主要因素是人员因素,飞机侵入影响因素关联度中主要因素是空中交通管制因素,最后有针对性地提出了相应对策。     

基于BPMN和本体推理的跑道入侵危险识别

跑道入侵的危险识别是控制跑道入侵发生率的重要研究基础。通过应用业务流程建模与标注,对跑道入侵发生场景进行业务流程建模;在此基础上应用HAZOP方法对跑道入侵发生场景进行危险分析。建立HAZOP节点分析本体,构建概念间的TBOX描述逻辑关系并推理;此方法的案例应用表明,综合BPMN、HAZOP和本体的危险识别方法能够更好分析系统内复杂交互行为所带来的危险,并实现HAZOP分析的标准化,是一种比传统HAZOP分析更为有效的方法。     

基于改进的贝叶斯网络的机场外来物风险评估方法

为了减少机场机场外来物（foreign object debris,FOD）的风险,辨别了机场外来物的风险源,分析了机场FOD的危险性,提出了一种针对机场外来物的风险评估模型。该模型通过贝叶斯网络和灰色马尔可夫的方法分别估算跑道和机坪的FOD事故概率,然后结合事故的危险性分析结果,得到了机场外来物的风险值。最后以澳大利亚机场和中国某机场为例,检验了风险评估模型的可行性。 发现跑道FOD的风险比机坪和滑行道FOD的风险高,结果与美国联邦航空局（FAA）一致,证明了风险评估模型是可靠的。     

交叉跑道进离场窗建立方法

针对交叉跑道相关运行模式下复飞引起的进离场冲突问题,提出规划交叉跑道冲突全域以保持进近复飞与离场航空器的飞行间隔.将交叉跑道冲突全域分解定义为前窗和后窗,依次建立直接交叉汇聚和非交叉汇聚跑道前窗、后窗的碰撞风险评估模型,并研究跑道交叉角度对侧向、纵向和垂直3个方向以及总体风险的影响程度.选取成都天府机场非交叉汇聚跑道组和美国威奇托机场直接交叉汇聚跑道组为实例进行仿真分析,结果表明天府机场冲突全域的范围为进近跑道入口前11.89 km至入口后6.44 km,威奇托机场冲突全域的范围为进近跑道入口前10.93km至入口后6.85km,将划设的交叉跑道冲突全域与规章中基于时间的尾流间隔约束相比较,可最终确定进近复飞与离场航空器的安全间隔,也可对未来国内交叉跑道构型相关运行模式下的安全间隔提供参考.     

同时仪表进近模式下平行跑道碰撞风险

针对同时仪表进近模式下的平行跑道进行碰撞风险评估,首先通过调研首都机场进近管制员的管制过程,建立仪表进近飞机的运动状态变化方程;其次,基于概率论位置误差模型思想,建立了同时仪表进近模式下平行跑道碰撞风险模型;最后运用MATLAB软件进行仿真,得出同时仪表进近整个过程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,为同时仪表进近模式的实际运行和未来优化提供支持。     

基于数学模型的平行跑道穿越点变化下的容量评估

跑道容量是目前很多机场最关心的问题,它是制约整个机场发展的瓶颈。以往的跑道容量计算方法都是在单跑道的基础上建立的,很少有人考虑跑道穿越情况下的跑道容量。根据空中交通管制程序,当飞机需要从一条跑道穿越另一条跑道到达航站区,需要对跑道穿越点位置进行规划;但是具体在哪里设置跑道穿越点,设置多少个穿越点,是两个非常重要的问题。在跑道穿越点对跑道容量影响的基础上,设置了1 375~1 425 m、1 650~1 675 m、2 125~2 175 m三个穿越点,通过相应的数学计算方法,分析计算了近距平行跑道三个穿越点下的跑道容量变化。通过搜集相关的数字,借助MATLAB对所使的数学计算方法进行仿真计算,得出跑道穿越点的变化对近距平行跑道容量的影响。     

焊接钢吊车梁上部区域疲劳问题的研究

通过试验分析,研究了钢吊车梁在滚动吊车轮压作用下腹板上部区域的局部扭转应力、局部挤压应力、最大剪应力等的变化规律,提出了相应的计算公式。根据实际冶金厂房中钢吊车梁破坏的现场资料,验证了水平的最大剪应力循环是导致吊车梁上部区域早期疲劳破坏的主要原因,提出了重级工作制钢吊车梁上部区域疲劳强度的验算公式。     

基于组合赋权法与欧几里德测度的公路飞机跑道选址优化

为解决公路飞机跑道选址方案优选问题,通过深入探讨和完善公路飞机跑道选址的评价指标,综合考虑适用、技术、经济和环保4个方面的要求,建立了公路飞机跑道选址的评价指标体系。结合熵值客观赋权法和改进层次分析主观赋权法,分别确定各评价指标权重初值,运用线性加权组合法将两者加以组合最终确定评价指标的权重值。进而提出以欧几里德距离为测度,比较各方案距离理想点的相对接近度,建立公路飞机跑道选址的多指标决策优化模型,对公路飞机跑道备选方案进行优选。结合公路飞机跑道选址实例,验证了公路飞机跑道选址的多指标决策优化模型的有效性和实用性。     

备用跑道净空要求分析

从备用跑道用途及其净空规定出发，指出现行备用跑道净空规定存在的问题，提出备用跑道净空区的组成和要求，并应用飞机起落航线理论，对应急起飞着陆及应急起飞备用跑道净空规格的来源进行了研究。     

机场独立运行跑道起飞容量计算模型

跑道容量的确定是多条跑道开设时机的依据.给定了独立运行跑道起飞容量的概念,分析了各种影响跑道起飞容量的因素,按典型正态分布问题建立了计算模型;根据起飞飞机的速度关系和空管规则综合考虑了跑道占用时间、飞机前后间距标准、空管规则、风速影响、起飞公共段长度等影响因素,从理论上分类建立了机场独立运行跑道起飞容量的计算模型,提出了确定容量的方法,并利用某机场的实际运行航班数据对起飞容量进行计算,计算结果验证了该模型的实用性和可行性.