《空域碰撞風險的影響因素及評估的實證探析》12000字

目錄1緒論 [32]，有空域規(guī)劃過程中的基于縱向間隔的碰撞風險模型為(3-7)其中，和分別是兩架航空器的側(cè)向重疊概率和垂直重疊概率；和分別為航空器的發(fā)生碰撞時的水平相對速度和垂直相對速度；為航空器在航段飛行的時間，即有，這里是所研究航段的長度。當用航段長度考慮縱向間隔碰撞風險模型時，式（3-7）可表示為(3-8)綜上，可見模型融入了航段長度、飛機的飛行速度、導(dǎo)航性能、縱向距離間隔或時間間隔等空域規(guī)劃參數(shù)。3.3碰撞風險的計算說明：的單位是：次/飛行小時。3.3.1給定規(guī)定方案的碰撞風險計算由公式(3-8)計算可得不同規(guī)劃方案的碰撞風險，見表3-2。3-2不同規(guī)劃方案的碰撞風險計算序號縱向間隔RNP值速度航段長度1154480501.6387ⅹ10-92104480502.8984ⅹ10-6351220305.4649ⅹ10-14在表3-2中計算了3個規(guī)劃方案的碰撞風險，在RNP-4情況下，航空器以480節(jié)的速度飛行在50海里的航段上，此時縱向間隔為15海里，該空域規(guī)劃方案中航空器每飛行1小時發(fā)生的碰撞風險次數(shù)為1.6387ⅹ10-9次，符合規(guī)定每飛行小時的碰撞風險次數(shù)不超過5ⅹ10-9次的安全目標等級。同樣在RNP-4情況下，縱向間隔為海里，速度節(jié)，航段長度海里情況下每飛行小時的碰撞風險次數(shù)為2.8984ⅹ10-5，不滿足5ⅹ10-9次的安全目標等級。由表3-2可知，在其他條件不變的情況下，可通過將縱向間隔由10海里增加到15海里即可滿足安全目標等級。因此，模型可以對不同規(guī)劃方案進行碰撞風險估計，并可通過調(diào)整規(guī)劃參數(shù)值，對方案進行改進并滿足安全目標等級。3.3.2基于縱向間隔的碰撞風險計算考慮速度節(jié)，航段長度海里，并在RNP-4情況下，縱向間隔取不同值時的碰撞風險。此時，由公式(3-8)計算可得碰撞風險隨縱向間隔的變化趨勢，見圖3-1。圖3-1碰撞風險計算隨縱向間隔的變化由圖3-1可知碰撞風險隨縱向間隔的增大而減小，又知碰撞風險和縱向間隔呈非線性關(guān)系，在此之下碰撞風險小于安全目標，可以確定在縱向間隔上飛行安全。3.3.3基于RNP值的碰撞風險計算考慮速度節(jié)，航段長度海里，縱向間隔海里情況下，RNP-n取不同值時的碰撞風險REF_Ref74059197\r\h[33]。由公式(3-8)計算可得碰撞風險隨導(dǎo)航性能的變化趨勢，見表3-3。表3-3不同RNP值的碰撞風險RNP值0.5148.4817ⅹ10-183.4662ⅹ10-77.1119ⅹ10-5由表3-3可知碰撞風險隨著RNP-n值的減小而減小，又，知n越小，導(dǎo)航誤差的標準差越小，此時的碰撞風險也越小，可見導(dǎo)航精度越高碰撞風險越小，這與實際是相符的，針對于RNP-1和RNP-4情況的碰撞風險大于了5ⅹ10-9次的安全目標，此時由于導(dǎo)航精度降低，可采取增加縱向間隔，保證飛行安全性。綜上，可見利用所建立的碰撞風險模型能夠?qū)σ欢l件下的規(guī)劃方案的碰撞風險進行估計，并能夠計算不同參數(shù)值的碰撞風險，分析碰撞風險隨參數(shù)的變化趨勢。對不同的規(guī)劃方案進行碰撞風險估計，可通過調(diào)整規(guī)劃參數(shù)值，對方案進行改進并滿足安全目標等級。碰撞風險隨著參數(shù)縱向間隔的增大而減??；碰撞風險隨著RNP-n值的減小而減小，在各因素影響下可以增加縱向間隔，保證飛機飛行安全。結(jié)論現(xiàn)階段空域中交通管理必要的空域規(guī)劃重要技術(shù)對我國航空運輸業(yè)的前景影響較深，它直接聯(lián)系到了航空規(guī)劃發(fā)展的發(fā)展走向。在中國新經(jīng)濟高速發(fā)展的影響下，國內(nèi)航空運輸量承載器越來越沉重，尤其是2020年疫情的全面爆發(fā)后，我國高空運輸行業(yè)規(guī)模逐漸橫縱向延伸擴大，給空域交通流量運行不流暢造成消極的形勢，不完善的區(qū)域航線規(guī)劃結(jié)構(gòu)直接對航空運輸業(yè)發(fā)展產(chǎn)生比較大的影響，因此對空域資源分配及提高使用率做出最優(yōu)規(guī)劃配置就在眼前，所以本文針對空域規(guī)劃的需求研究了碰撞風險模型，主要結(jié)論如下：1、通過閱讀相關(guān)文獻對航空器影響因素進行分析，通過對航空影響因素分析確定了飛機速度、導(dǎo)航性能及安全間隔等作為影響參數(shù)。2、基于正態(tài)分布、分布函數(shù)和獨立事件等概率論理論，結(jié)合以往建模的方法和過程，對空域運行規(guī)劃的碰撞風險建立了估計模型。3、將相關(guān)影響因素的數(shù)據(jù)輸入到模型中，可以對空域規(guī)劃方案的碰撞風險進行計算，初始間隔變大時和導(dǎo)航精度增加時，風險值將變小。因此在空中資源運行規(guī)劃中，可以通過增加間隔和提升導(dǎo)航精度等方法降低飛機飛行碰撞風險。參考文獻范中洲,郭婷婷,鄭力銘.基于改進集對分析法的船舶碰撞風險評價[J].安全與環(huán)境學報,2021,21(02):470-474.吳俊.基于尾流特征的近距平行跑道配對碰撞風險研究[D].中國民航大學,2020.滕景杰.近距平行跑道配對進近的碰撞風險評估[D].中國民航大學,2020.謝春生,梁獻勻,盧飛.基于統(tǒng)計分布的近距平行跑道配對進近縱向碰撞風險評估[J].科學技術(shù)與工程,2021,21(10):4284-4288.楊碩.大型無人機碰撞模型建模方法研究[D].河北科技大學,2019.楊敏.無人機與民航客機碰撞安全風險評估[D].中國民用航空飛行學院,2019.葉右軍.飛機進近著陸階段的碰撞風險模型研究[D].中國民用航空飛行學院,2019.曲玉玲.空中交通碰撞風險建模研究[D].南京航空航天大學,2012.林浩.大數(shù)據(jù)背景下航運交通特征的統(tǒng)計分析[J].船舶物資與市場,2021,29(04):99-102.KalantariMohsen,ZanganehShahrakiSaeed,YaghmaeiBamshad,GhezelbashSomaye,LadagaGianluca,SalvatiLuca.UnravelingUrbanFormandCollisionRisk:TheSpatialDistributionofTrafficAccidentsinZanjan,Iran[J].InternationalJournalofEnvironmentalResearchandPublicHealth,2021,18(9).黃金輝.中國民航空域規(guī)劃問題與思考[J].中國航務(wù)周刊,2021(14):46-47.YuYao,ChenLiming,ShuYaqing,ZhuWanying.Evaluationmodelandmanagementstrategyforreducingpollutioncausedbyshipcollisionincoastalwaters[J].OceanandCoastalManagement,2021,203.MouJing.DesignofgeneralaviationairspaceplanningandmanagementsystembasedonGoogleEarth[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries,2021,1786(1).Do-HoonKim.Investigatingcollisionriskfactorsperceivedbynavigationofficersinaclose-quarterssituationusingashipbridgesimulator[J].Cognition,Technology&Work,2021(prepublish).湯廣富,趙顧顥,陳金良,王瑀珩,韓科,孫繼昆.巡邏空域效能評估模型[J].指揮信息系統(tǒng)與技術(shù),2020,11(05):18-23.張洪海,鄒依原,張啟錢,劉皞.未來城市空中交通管理研究綜述[J/OL].航空學報:1-28[2021-05-21]./kcms/detail/11.1929.V.20200929.1719.010.html.左諦,許有臣,金開研.基于航空器高度保持性能的風險碰撞模型優(yōu)化[J].中國安全生產(chǎn)科學技術(shù),2020,16(08):31-36.ZhangMingyang,MontewkaJakub,ManderbackaTeemu,KujalaPentti,HirdarisSpyros.ABigDataAnalyticsMethodforEvaluationofShip-ShipCollisionRiskReflectingRealOperationalConditions[J].ReliabilityEngineering&SystemSafety,2021(prepublish).張宏宏,甘旭升,辛建霖,徐暢,柯賢鑫.無人機運行風險評估及不確定性綜述[J].科學技術(shù)創(chuàng)新,2020(10):18-19.黃晶晶,張洪海,祝前進,鄒依原.復(fù)雜低空飛行安全態(tài)勢評估指標研究[J].武漢理工大學學報(交通科學與工程版),2019,43(06):1038-1045.李溧.空中交通管理中的空域規(guī)劃探討[J].科技資訊,2019,17(01):133+135.KalantariMohsen,ZanganehShahrakiSaeed,YaghmaeiBamshad,GhezelbashSomaye,LadagaGianluca,SalvatiLuca.UnravelingUrbanFormandCollisionRisk:TheSpatialDistributionofTrafficAccidentsinZanjan,Iran[J].InternationalJournalofEnvironmentalResearchandPublicHealth,2021,18(9).RawsonAndrew,BritoMario.Acritiqueoftheuseofdomainanalysisforspatialcollisionriskassessment[J].OceanEngineering,2021,219.位放.基于位置誤差概率模型的碰撞風險研究[D].中國民航大學,2018.王坤.航路運行的安全評估與安全間隔計算[D].中國民航大學,2015.楊曄.基于PBN的空域規(guī)劃安全評估研究[D].南京航空航天大學,2015.PengLiqun,WangYiting,ZhangFan,ZhangJisheng,LiZhixiong.Evaluationofemergencydrivingbehaviourandvehiclecollisionriskinconnectedvehicleenvironment:Adeeplearningapproach[J].IETIntelligentTransportSystems,2021,15(4).InternationalCivilAviationOrganization,Doc9689-An/953,Manualonairspaceplanningmethodologyforthedeterminationofseparationminima,Montreal:InternationalCivilAviationOrgan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