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典型
航路
中的
冲突
风险
可视化
分析
陈若涵
54 电子技术 第 52 卷 第 4 期(总第 557 期)2023 年 4 月Computer Engineering计算机工程层次施加约束(控制、指令),低层次向高层次提供反馈。分析过程。(1)通过走访山东半岛辖区内青岛空管站,收集整理出影响危险接近事件的基本因素,建立HFACS模型。由于HFACS模型本质是先将事故诱因分为组织影响、不安全监督、不安全行为的前提条件、不安全行为四大类由隐性到显性的因素类别,再进行由宏观到微观原因分析,这4个层级间存在着相互联系,每一个较高层级的状态都会影响下一个层级的状态。建立HFACS模型如图1所示。(2)以危险接近事件中管制中心的管制员(管制席位)、管制设备、设备维护人员和适用的管制程序为一个子系统(民航管制子系统),以分区飞行管制中心、部队塔台管制室、军方航管技术室、军方作者简介:陈若涵,中国民用航空飞行学院民航飞行技术与飞行安全科研基地,硕士;研究方向:通信导航监视。收稿日期:2022-07-14;修回日期:2023-04-12。摘要:阐述HFACS人因分析模型、德尔菲法、航空器Event碰撞模型,建立一套包括人因、空域环境、飞行态势的综合评估方法,基于案例的量化分析,对航线上的航空器危险接近风险做直观展现。关键词:风险可视化,量化分析,人因模型,碰撞模型。中图分类号:TP315,V328文章编号:1000-0755(2023)04-0054-02文献引用格式:陈若涵,王在俊,邱江,刘人杰.典型航路中的冲突风险可视化分析J.电子技术,2023,52(04):54-55.典型航路中的冲突风险可视化分析陈若涵,王在俊,邱江,刘人杰(中国民用航空飞行学院,四川 618300)Abstract This paper describes HFACS human factor analysis model,Delphi method method,and aircraft event collision model,establishes a set of comprehensive assessment methods including human factor,airspace environment,and flight situation,and makes a case based quantitative analysis to visually display the aircraft dangerous approach risk on the route.Index Terms risk visualization,quantitative analysis,human factors model,collision model.Analysis of Conflict Risk Visualization in Typical RoutesCHEN Ruohan,WANG Zaijun,QIU Jiang,LIU Renjie(Civil Aviation Flight University of China,Sichuan 618300,China.)0 引言山东半岛作为我国北海舰队航空兵的驻地,一直以来都是我国军航飞行任务最为繁忙的区域之一。在其6.6万平方公里的范围内,有多达7座军用机场、2座军民合用机场、5座民用机场、2个民用航空起降点,机场间最近空中直线距离仅为50公里。尤其是在2021年8月4F级青岛胶东国际机场开始运营后,随着客流量的增大,加之航空运输需求多样化趋势明显,重要飞行、班机飞行、包机飞行、商务飞行、海监飞行、海上搜救、城市巡逻飞行密度明显加大,通用航空迅猛发展,军航的日常训练飞行任务连年递增等带来的问题,使得山东半岛军民航冲突风险形式日益严峻。因此,本文将选择位于我国山东半岛的青岛胶东国际机场进场航线为研究对象。探究综合人因、空域环境、空中态势三方面的评价方法的可行性。1 研究背景人因要素分析。HFACS模型与CAST分析方法。(1)HFACS模型是人为因素分析领域中常用的模型之一,以航空事故分析为背景创立,适用于大量人为差错事故的统计分析,其核心是从组织影响、不安全监督、不安全行为的前提条件、不安全行为四大类由隐性到显性的因素类别入手,对系统整体的因素构成进行由宏观到微观的分析。(2)CAST分析方法则是一种分层的安全控制结构,高层次向低图1 HFACS人因分析模型电子技术 第 52 卷 第 4 期(总第 557 期)2023 年 4 月 55Computer Engineering计算机工程工程师为一个子系统(军航管制子系统),以发生危险接近的军机为一个子系统(军机子系统)、民航客机为一个子系统(客机子系统),以对事件过程起间接影响的民航局、空军航管部为两个子系统(军、民航监督子系统),进行系统设计,如图2所示。(3)将已完成的HFACS分析模型中的组织影响、不安全监督、不安全行为的前提条件、不安全行为等四大类因素与划分好的若干子系统中对应,结合CAST分析方法理清系统间控制与被控制的关系。并结合中国民用航空空中交通管理规则等相关管理条例要求,建立HFACS-CAST军民航空中危险接近事件人因事故模型。空域环境要素分析。(1)设计调查问卷,走访军航、民航管制单位,得到初步的军民航冲突事件空域影响因素(空域下的地形地貌、障碍物分布、军民航空域使用比例、特殊空域的限制、空域内机场位置和数量等),并在回收调查问卷后利用SPSS19.0对调查问卷逐个问题进行信度可靠性分析。(2)通过聚类分析,对得到的初步因素进行分类。(3)邀请不少于5名军民航管制员对空域影响因素间的相关性进行打分,因素i对j由无相关性到相关性强分为5个等级,依次记为0分、1分、2分、3分、4分、5分。得到各管制员的打分矩阵。(4)将各管制员打分矩阵取平均,为了摒弃管制员打分的主观性,经过将平均打分矩阵转化为三角模糊数、去模糊化后,通过DEMATEL算法对各因素间重要度进行排序。最终,得到一套目专门针对军民航危险接近的空域方向的影响因素集,总体过程如图3所示。2 基于改进EVENT碰撞风险模型的军民航碰撞风险量化设计考虑到军民航碰撞风险主要是垂直间隔碰撞风险,即民航客机从高于军机的飞行高度层下降时垂直接近军机训练航线、训练空域使用上限所产生的风险,因此:(1)当民航客机接近军方训练航线,但距离较远时,结合军航、民航飞行安全标准,进行数学式设计,从民航与军方训练航线之间、军方训练空域之间的接近关系、接近关系变化率等入手,设计数学式,将军民航冲突风险量化。(2)当民航客机抵达军方训练航线、训练空域垂直间隔300m及以内时(达到相邻高度层判定标准),按照EVENT碰撞风险模型计算军民航飞机碰撞风险。3 算例分析以华北进场青岛胶东国际机场W651航线、B737-800飞机为算例,结合上述得到的空管人员因素、空域环境影响因素、EVENT碰撞风险模型,进行算例分析,结果如图4所示。4 结语中国民航在20132019年共发生了766起空中危险接近事件,在这些事件中,相当的一部分是发生在军航活动频繁的空域。因此,对包含军航训练任务的空域环境的分析同样必要。本文从运用德尔菲法对军民航活动频繁的空域环境进行安全评价,并结合管制员人因、空中交通态势等因素综合分析,为军民航冲突风险的评价提供了新的思路。参考文献1 张兆宁,时瑞军.自由飞行下改进的Event碰撞风险计算模型J.中国安全科学学报,2015,25(07):35-40.2 姚登凯,马嘉呈,赵顾颢.军民航空域安全评估中的碰撞风险研究J.安全与环境学报,2017,17(05):1637-1641.3 李涵,姚登凯,赵顾颢.基于Event模型的跨高度层军民航碰撞风险分析J.火力与指挥控制,2018,43(11):48-52+57.4 王莉莉,鲁胜男.基于Event模型的冲突风险新算法J.安全与环境学报,2019,19(01):61-64.5 王莉莉,鲁胜男.平行进近偏航下Event碰撞风险模型J.中国安全科学学报,2019,29(11):8-13.6 谢春生,梁献匀,卢飞.基于统计分布的近距平行跑道配对进近纵向碰撞风险评估J.科学技术与工程,2021,21(10):4284-4288.图2 子系统划分与设计图3 空域素研究四步骤图4 风险系数可视化结果