文章编号:1009-6094(2023)06-1961-09基于事理图谱的飞行冲突事故演化研究∗王洁宁1,2,朱妍1,2(1中国民航大学空中交通管理学院,天津300300;2中国民航大学天津市空管运行规划与安全技术重点实验室,天津300300)摘要:为识别飞行冲突事故的诱发事件与关键演化链路,提出了一种基于事理图谱的事故分析方法。首先依据系统理论过程分析(SystemTheoreticProcessAnalysis,STPA)方法辨识飞行冲突场景潜在风险事件,归纳出描述各组件交互过程的场景分析框架;再利用自然语言处理方法从事故文本中提取结构化事件,基于语义相似度匹配建立与风险事件的映射,组成事件演化链条,构建事理图谱;通过对飞行冲突场景进行仿真,运用统计指标定量分析网络拓扑结构,揭示事件对事故演化过程的影响力。结果表明,构建的事理图谱可视化诊断出机组突破管制员指令、机组操作不当导致偏航、航空器机上通讯导航设备故障、管制员纠正指令发布过晚、空中交通预警和防撞系统(TrafficAlertandCollisionAvoidanceSystem,TCAS)发出异常措施通告/活动通告(ResolutionAdvisory/TrafficAdvisory,RA/TA)警告、航空器出现飞行汇聚趋势6个诱发事件与3条关键演化链路,其中机组突破管制员指令与管制员指令发布过晚为重点管控事件。关键词:安全社会工程;事故分析;事理图谱;自然语言处理;飞行冲突中图分类号:X928文献标志码:ADOI:10.13637/j.issn.1009-6094.2021.1900∗收稿日期:20211028作者简介:王洁宁,教授,硕士生导师,从事空管运行安全及空管系统仿真研究,wang_jiening@aliyun.com。基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFB0502401);民航华东空管局科技项目(KJ2101)0引言为保障空管安全运行,需要为航空器与航空器之间或航空器与障碍物之间配备合理安全间隔,以避免飞行冲突事件的发生。以往飞行冲突的研究多数聚焦于冲突探测与解脱方法优化问题[13],尽管能够帮助管制员掌握复杂空域态势,但忽略了其发展过程中的事理逻辑。如何有效解决这一问题,研究其关键诱因与演化过程,对于提高管制员的应急处置能力,助推强安全、强效率、强智慧、强协同的现代化空管体系建设,提升空管安全运行品质具有重要现实意义。自然语言处理(NaturalLanguageProcessing,NLP)为人工智能技术奠定了研究基础,已经在信息抽取、语义分析等方面有了丰富积累[45]。2017年,Sizov等[6]首次使用自然语言处理从航空事故报告中自动提取旧事件的解释,生成的事件推理图能够将最终结果与根本原因通过中间状态环环相连,进而确定其演化过程。此后,...
