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2016年 第4期

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本期导读
本期导读
2016, 34(4). doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2016.04.001
摘要(274) PDF(1)
摘要:
系统地分析了中国民航安全的发展历程.在快速发展的同时,中国的民航安全水平持续提升.特别是自改革开放以来,从20世纪80年代初到2015年末,中国的民航安全水平从“六五”(1981~1985年)期间的运输航空百万飞行小时重大事故率5.42,发展到“十二五”(2011~2015年)期间的0.0(5年内未发生运输航空重大事故);按照近10年(2006~2015年)统计,中国民航运输航空百万飞行小时重大事故率为0.018,而同期世界平均值为0.24,是中国的13倍多.剖析了中国民航在安全理念、科学技术、安全管理和政府监管等方面所做的工作和取得的成果.展望和分析了中国民航在未来发展中所面临的空域资源日趋紧张、国产大飞机新机型应用、低空空域管理改革和通航发展,以及安全管理效能低下等在中国民航发展中出现的问题和民航安全面临的挑战。
综述
中国民航安全发展及展望
孙瑞山, 汪磊, 刘俊杰
2016, 34(4): 1-5,69. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.001
摘要(363) PDF(1)
摘要:
系统地分析了中国民航安全的发展历程.在快速发展的同时,中国的民航安全水平持续提升.特别是自改革开放以来,从20世纪80年代初到2015年末,中国的民航安全水平从“六五”(1981~1985年)期间的运输航空百万飞行小时重大事故率5.42,发展到“十二五”(2011~2015年)期间的0.0(5年内未发生运输航空重大事故);按照近10年(2006~2015年)统计,中国民航运输航空百万飞行小时重大事故率为0.018,而同期世界平均值为0.24,是中国的13倍多.剖析了中国民航在安全理念、科学技术、安全管理和政府监管等方面所做的工作和取得的成果.展望和分析了中国民航在未来发展中所面临的空域资源日趋紧张、国产大飞机新机型应用、低空空域管理改革和通航发展,以及安全管理效能低下等在中国民航发展中出现的问题和民航安全面临的挑战.
飞行员前瞻记忆失误的研究现状及展望
姬鸣, 陈星星, 周晨琛, 苟明霞
2016, 34(4): 6-14. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.002
摘要(287) PDF(0)
摘要:
前瞻记忆作为个体的一项重要认知能力,对飞行员驾驶安全行为或意图执行产生重要影响。为了更好地理解前瞻记忆失误在飞行情境中的发生机制及其干预策略,回顾了飞行员前瞻记忆失误的典型情境及其对飞行安全的影响,介绍了目前有关前瞻记忆在基础认知领域的研究取向和手段及其在航空应用领域的研究范式、主要内容以及所取得的研究成果。通过分析研究现状和存在的问题,结合当前相关技术的发展情况,针对飞行员发生前瞻记忆失误的行为特征及其心理机制,指出了将来研究的趋势和方向。
方法研究
连续下降进近(CDA)航迹的 Gauss 伪谱优化方法
宫峰勋, 苑克剑, 马艳秋
2016, 34(4): 15-21. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.003
摘要(411) PDF(1)
摘要:
针对优化恒定下滑角的直线连续下降进近(CDA)飞行航迹问题,采用高斯伪谱法将 Bolza型最优控制问题(OCP)转化成飞行器不同襟翼状态下的非线性规划问题,得出时间优化连续下降进近飞行航迹.对连续下降进近的飞行器建立动力学模型,确定飞行位置的状态变量及航迹角的控制变量,提出时间最小化性能指标.选取 B737-800机型,在终端区和飞行状态限制条件下利用 GPOPS工具仿真高斯伪谱法时间优化航迹,确定 TOD 位置和飞行速度控制曲线.并与其它 CDA 航迹算法进行比较研究.对比分析终端区17条 CDA 航迹及1条传统阶梯式进近航迹的进近状态,结果显示,采用高斯伪谱法获得的 CDA 航迹相比于传统进近航迹的下降时间缩短了16.67%,且优于其它算法获得的 CDA 航迹.验证使用高斯伪谱法优化 CDA 航迹可节省下降时间,提高航迹预测的精度和飞行控制系统的计算效率.
基于 Monte-Carlo 模拟的进场排序不确定性研究
周雨凡, 胡明华, 张颖, 高梦宇
2016, 34(4): 22-28. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.004
摘要(281) PDF(2)
摘要:
为了提升终端区航班排序抵御不确定因素扰动风险的能力,保证航班运行效率及降低延误损失,综合考虑终端区运行的多种约束限制.基于不确定性因素对进场航班影响分析,以航班总延误和管制干预最小为目标,建立进场航班排序的多目标随机期望值模型.应用 Monte-Carlo 模拟方法刻画航班运行状态随机变量的统计特征,将模型所求目标函数值表征为随机模拟的数学期望,设计了带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)寻求模型的 Pareto 最优解集,绘制不同阈值的缓冲间隔下得出 Pareto 前沿拟合曲线.采用广州终端区典型时段进场航班数据进行仿真验证,结果表明模型中不同阈值范围的缓冲间隔设置,可提供权衡航班延误和管制干预之间的合理化建议,且最高可降低32.4%的航班延误.所提方法能有效缓解繁忙机场航班延误,提升航空运输服务能力.
终端区进场流的路径选择研究
高伟, 叶志坚, 陈晨
2016, 34(4): 29-36. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.005
摘要(284) PDF(3)
摘要:
在实际运行中,通常依据管制员的经验对进场航班流的路径进行管理,缺乏科学性.针对终端区进场流的路径选择与进场排序的流量管理问题,以进场航班的总完成时间最短为目标,建立基于时间窗与位置约束的路径选择与排序的数学模型.采用先选择路径再排序的循环寻优的方法进行求解,将禁忌搜索(TS)与排序算法相结合,设计了 TS-FCFS 与 TS-DP 两种算法,着重建立了基于关键路径的邻域结构,并加入有效的重置(RESTAR)策略,使算法快速有效的收敛至最优解.最后借助SIMMOD 仿真平台验证算法的可行性.以北京首都机场21架航班为例,仿真结果显示,TS-FCFS 与TS-DP 两种方法较原计划的进场路径总完成时间分别节约了149 s 与175 s.该路径选择算法降低了进场时间,提高了终端区进场效率.通过合理优化进场航班流的路径选择与进场排序,平衡了跑道负荷,减少了航空器间潜在的冲突,同时为管制员调配进场航班流提供了合理有效的路径选择建议.
民航飞行学员心理品质对绩效表现的影响研究
李姝
2016, 34(4): 37-43,120. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.006
摘要(296) PDF(3)
摘要:
基于已有心理评价体系,定量分析飞行学员心理品质对其绩效的影响.结构方程模型法适用于整体分析复杂作用关系和定量分析作用强度.将此模型特点应用于心理品质和绩效关系的分析中,即可解决心理品质和绩效成绩间关系难以整体、定量分析的难题.同时,利用模型的可优化性特点,针对心理品质指标进行定向优化,即可得到信度更高的定量分析结果.计算结果表明了模型的可优化性,模型优化后,拟合度指标(CMIN/DF 指数为1.171)和信度指标(克朗巴赫α指数为0.799)均优于初始模型.同时,模型定量计算出心理品质与绩效成绩间的路径系数.其中,情商因素对于理论成绩(路径系数为0.87)和飞行成绩(路径系数为0.66)均呈显著影响,且与危机应对能力具有中等水平相关性(路径系数0.59),为心理品质中的决定性因素,是飞行学员心理选拔的重点.但由于静态局限性,模型无法实时测量.
基于熵权和 DEMATEL 的管制员疲劳风险因素分析
孙瑞山, 马广福
2016, 34(4): 44-49,95. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.007
摘要(313) PDF(2)
摘要:
为了定量分析管制员疲劳风险因素,找出导致管制员疲劳的主要原因,进而有针对性地采取缓解疲劳的措施,从个人因素、环境因素、管理因素3个方面建立管制员疲劳风险指标体系.结合熵权法和决策实验与评价实验室方法(DEMATEL),构造熵权和 DEMATEL 模型,通过熵权法计算出各个指标对疲劳产生影响的熵权值,然后利用 DEMATEL 方法所确定的指标间的影响程度值来修正熵权值,求得组合权重,确定导致管制员疲劳的关键指标.同时根据 DEMATEL 方法归类原因因子和结果因子.结果表明,工作负荷、健康状况、睡眠状况和排班制度4个指标的组合权重值较大,为该管制单位的主要疲劳致因,其组合权重值分别为0.2042,0.1520,0.1469,0.1103;其中排班制度为结果因子,而工作负荷、健康状况以及睡眠状况为原因因子.熵权和 DEMATEL 模型为定量分析管制员的疲劳风险提供了参考价值,同时也为管制单位实施疲劳风险管理提供了方向.
基于物元分析理论的空管安全风险模糊综合评价
张晓燕, 韩松臣, 杨昌其
2016, 34(4): 50-56. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.008
摘要(299) PDF(1)
摘要:
为保证航空安全,科学评价空管运行安全风险,提出了基于物元分析理论的空管安全风险模糊综合评价模型.依据国际民航组织的《安全管理手册》对空管危险源进行识别分级;然后确定空管危险源的指标体系和等级集合.在此基础上,运用物元分析理论,计算各空管危险源因素的权重矩阵,避免了人为评判的主观性,实现了权重客观赋值.应用多层次模糊综合评判方法,对空管安全风险进行了评估.以某沿海空管分局2012~2014年空管危险源相关数据为例进行了实际应用.结果表明,该沿海空管分局空管危险源因素对空管安全的影响级别属于Ⅰ级高风险、Ⅱ级中等风险、Ⅲ级低风险的隶属度分别是0.2913,0.4951,0.2136.该沿海空管分局危险源因素对空管安全的影响为Ⅱ级中等风险,与该沿海空管分局实际运行情况相符.结果证明了该方法的实用性和有效性.
基于改进 Bow-Tie 模型的民航重着陆事件分析
刘俊杰, 张丽娟
2016, 34(4): 57-62. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.009
摘要(534) PDF(17)
摘要:
为深入分析我国民航重着陆事件信息,为重着陆事故预防提供实际参考,提出改进的 Bow-Tie 模型。在原因辨识环节将原因归纳为人、机、环、管四个方面,并通过数量统计对所有原因和后果进行量化。利用该模型分析了262起重着陆事件的原因、后果,并制定相应的预防控制措施和减少控制措施,建立重着陆事件改进 Bow-Tie 图。以2016年河北航空发生的重着陆及尾撬擦地事件为例进行实证分析。结果表明,重着陆事件改进 Bow-Tie 图内容涵盖了一般重着陆事件可能涉及的原因及后果信息,并包含针对性较强的预防和管控措施,能够为重着陆事件的预防和风险控制提供参考。
飞机驾驶舱自动化系统诱发的显性人为差错
马丁•伯纳, 李文进
2016, 34(4): 63-69. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.010
摘要(239) PDF(2)
摘要:
对波音(Boeing)与空客(Airbus)2种飞机在降落阶段中驾驶舱自动化所诱发的显性人为差错进行对比分析。针对美国航空航天局(NASA)航空安全自愿报告系统(ASRS)收集的人为差错事件,结合内容分析法将定性的事件描述转换成定量数据,然后从专业角度对飞行员主动报告的事件原因进行分析,并推论事件发生的环境等因素。结果表明,空客在降落阶段所产生的与自动化系统有关的人为差错数量多于波音;但是就飞行机组决策与违规类型的差错而言,波音多于空客。同时,机组资源管理对2种机型飞行员的决策与技能型差错的发生并无显著影响。研究表明高科技的自动化系统能有效提升飞行安全,但也会衍生出新的人-机交互方面的人为差错问题。
商用飞机机载情景感知信息系统的迭代设计
谭维, 盖伊•A•博伊
2016, 34(4): 70-77. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.011
摘要(277) PDF(1)
摘要:
飞行员使用纸质文件和机载电子设备辅助来执行程序以确保飞行的安全性、有效性和舒适性。机载情景感知信息系统设计用以在正常、非正常以及紧急情况下提供飞行、系统、性能和导航4个方面的操作信息。系统内容是由3层信息结构超链接组织的:必须知道的信息或涉及安全的关键信息(级别1);次要信息(级别2);以及需要理解的信息(级别3)。提出不管是自动显示还是人工选择显示的随情景感知的信息,都应使飞行员更容易在正确的时机获得适当的操作内容。机载情景感知信息系统采用“人在环路(HITL)”模拟,并有多名专业飞行员在模拟机上对该系统进行了测试。第一批的数据结果表明,机载情景感知信息系统的操作信息访问是可用且有用的,并且具有纸质文件所没有的特性。
技 术 应 用
X 光机操作员视觉搜索作业疲劳模糊综合评价
王燕青, 刘媛媛
2016, 34(4): 78-84,111. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.012
摘要(231) PDF(1)
摘要:
调查 X 光机操作员的疲劳现状,了解其工作负荷强度,可为全面、客观、综合地评价 X 光机操作员的疲劳程度提供可靠依据.从人-机-环-管复杂系统出发,分析 X 光机操作员视觉搜索作业引发疲劳的过程.根据视觉搜索作业引发疲劳的特点,从视觉疲劳、心理疲劳和身体局部肌肉疲劳3个方面建立3个一级指标;设计19个二级评价指标,建立 X 光机操作员视觉搜索作业疲劳的二级模糊综合评价模型,对 X 光机操作员的疲劳进行综合评价.利用层次分析法确定一级、二级指标权重,并通过100份有效问卷获得模型中评判矩阵的信息.按照模糊分布的方法,二级指标评判结果是:视觉系统、精神系统和身体局部肌肉处于高度疲劳和重度疲劳状态的人员比例依次为54.9%,50.2%和49%;一级指标综合评价结果是:63%的 X 光机操作员处于高度疲劳或重度较疲劳的状态.按最大隶属度原则,一级指标的隶属度的最大值为0.44,该机场 X 光机操作员总体上处于高度疲劳的状态.
内部控制影响航空安全的作用机理--基于安全文化的中介效应
田利军, 徐元元
2016, 34(4): 85-89,120. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.013
摘要(208) PDF(2)
摘要:
航空安全是民航业永恒的话题,推进持续安全战略是建设民航强国的第一要务。以我国52家民航运输企业为研究样本,通过问卷调查的方法获取相关数据,采用层次回归分析法构建了内部控制、安全文化与航空安全的关系模型,揭示了内部控制和安全文化对航空安全影响的内在机理。研究发现,内部控制质量和安全文化均对航空安全存在显著的正向作用,内部控制水平的提高有助于降低航空公司不安全事件的数量;安全文化对航空安全也存在显著的正向影响,且安全文化能较好的解释内部控制的变化,安全文化在内部控制对航空安全作用中起到部分中介效应。打好安全规范、内部控制和安全文化3张组合牌,将是民航企业提升安全水平的重要途径。
基于改进小波分解的机载位置数据降噪处理
卢朝阳, 付宇晓, 杨璐璐
2016, 34(4): 90-95. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.014
摘要(244) PDF(1)
摘要:
机载经度、纬度、高度数据的精度,对保证飞机定位的精确性和飞行安全性有着重要意义.结合小波分解和经验模态分解(EMD)2种方法的优点,在小波分解的基础上,提出1种基于 EMD 的小波分解降噪方法.利用 EMD 对机载位置数据进行分解,并对高频分量用小波分解方法进行降噪处理,降噪后高频分量再结合低频分量进行重构得到降噪后的数据.以西安到长春某航班巡航阶段的机载高度数据序列为例,进行了仿真验证.结果表明,改进小波分解降噪方法与传统的小波分解降噪方法相比,信噪比提高了0.649,均方根误差减小了0.6969,消噪效果更加明显.改进的小波分解方法在处理机载位置数据方面有着较明显的优点,可获得更精确的飞机三维数据.
空管系统 GLS 许可性审定研究
宫峰勋, 韩明, 马艳秋
2016, 34(4): 96-103. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.015
摘要(172) PDF(1)
摘要:
依据空管系统许可认证原理和中国民航空管项目管理周期,构建了中国民航空管系统基于安全的寿命周期管理模型。归纳了美国、欧洲许可规范体系,揭示了美国、欧洲许可规范核心框架结构。以此为基础,提出了以精密进近着陆引导系统(GLS)终端区运行安全性评估为基础的中国民航GLS 许可认证体系及其框架。给出了该体系的系统设计审查、设备性能测试、现场运行测试3个阶段的许可认证流程。从运行安全性角度分析了许可性审定体系流程中3个认证阶段的层次关系与内容,规范 GLS 的安全运行质量。所建立的 GLS 许可性审定体系从其系统设计方案、生产及运行层面进行全面、系统的许可性认证,确保该系统达到终端安全运行性能,完成中国民航 GLS 运行性能测试的认证许可。
无人机飞行计划管理系统研究
田凤, 汤新民, 李博, 许峰
2016, 34(4): 104-111. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.016
摘要(265) PDF(14)
摘要:
当前无人机用户不办理任何飞行审批手续,对航空安全造成严重威胁,必须加强管控。为确保无人机飞行安全,需注重其飞行动态控制,通过飞行计划监督无人机飞行活动,由此提出一种无人机飞行计划管理系统。系统在分析无人机飞行计划基本元素、表达模型及其生命周期的基础上,设计了管理飞行计划的三大模块,即计划处理模块、计划验证模块和计划执行模块。其中,计划处理模块实现申报和校验飞行计划;计划验证模块通过加载空域数据、地理高程数据、GRIB 气象数据验证飞行计划的可执行性;计划执行模块监视飞行计划执行进度,管理飞行计划执行状态的变更。系统运行验证表明,可有效管理无人机飞行计划,并可在仿真平台实现由无人机飞行计划生成初始模拟航迹的及时运行和监管。
系统管理在中国民航安全监管中的应用
孙浩, 李继承
2016, 34(4): 112-120. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.017
摘要(164) PDF(1)
摘要:
1995年以来,中国民航经历了持续而高速的增长,因此需要更高效的行业安全监管。为此,中国民用航空局研制并开发了安全审计和评估工具。该工具以系统管理理念为核心,通过采集航空公司、机场、空中交通管制单位的安全运行和保障能力数据,实现了单个部门、多个部门和全行业安全信息的展示、对比、分析以及统计等多种功能。自2007年安全审计和评估工具推广应用6年来,完成了对17家航空公司、171家机场、42家空管单位的安全审计,出具量化评估报告230份,发现安全问题8589项。这些应用及成果表明,该工具能够帮助及时发现行业安全运行隐患与风险,为行业安全监管提供决策支持。最后,通过分析安全审计和评估工具的不足,提出改进方向,并介绍了改进情况。
民用机场安全文化水平模糊综合评估
杜红兵, 高大磊
2016, 34(4): 121-126. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.018
摘要(161) PDF(1)
摘要:
评估民用机场安全文化水平,是保障我国民航持续安全发展的重要手段之一.通过对民用机场安全文化进行系统科学的分析,参考《企业安全文化建设导则》《企业安全文化建设评价准则》及民航规章,结合事故案例及民用机场特点,选取民用机场安全文化评估指标,构建机场安全文化评估指标体系.实地调研机场各部门业务人员,综合机场监察员及安全文化专家的意见,运用网络层次分析法借助 Super Decisions 软件确定各级指标权重.通过简单改进传统模糊综合评估模型,以我国北方中型机场为实例进行安全文化水平模糊综合评估.结果显示,该机场安全文化评估总得分为77.7086∈[70-85),安全文化发展成熟等级为主动级,安全文化水平整体良好.研究表明,安全观念文化是安全文化的核心,评估模型对民用机场安全文化评估具有较好的应用价值.
主编心语
主编心语
吴超仲
2016, 34(4): 127-128. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2016.04.020
摘要(207) PDF(1)
摘要:
亲爱的读者朋友们,大家好!作为《交通信息与安全》杂志的主编,我在2016年度将与大家分享科技论文写作心得,从论文题目、摘要、关键词、引言、正文、结论等方面谈谈自己的看法,供大家参考。如果能对大家写作有所帮助,我就心满意足了;如果能引起大家的共鸣甚至争议,那就再好不过了,因为真理越辩越明,也欢迎大家就此发表自己的建议。

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