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飞机着陆偏出跑道风险分析研究
摘要：着陆阶段是整个飞行过程的事故高发阶段。本文将故障树分析法应用于着陆阶段飞机偏出跑道事件风险分析问题上。通过识别造成飞机着陆阶段偏出跑道的直接和潜在因素构造事故树模型,并利用该模型求解最小割集。同时,通过结构重要度、概率重要度和临界重要度分析,明确了关键事件对飞机着陆阶段偏出跑道事件的影响。分析与评估结果表明,驾驶术欠缺、机组资源管理失效和违反标准操纵程序是影响较大的关键事件。
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1、概述
根据《2019年民航行业发展统计公报》：中国民航航空业2019年实现运输周转量1293.25亿吨公里，同比增长7.2%。与此同时，全国民航运输机场旅客吞吐量也比上年增长6.9%[1]。同时，飞行安全问题也日益突出，尤其是飞机起降阶段发生跑道安全事件的概率较高，例如偏离跑道事件和跑道侵入事件。据统计，83%的飞机偏离跑道发生在着陆阶段，主要表现为偏出跑道[2,3]。
国内外很多学者运用不同的方法从不同角度对飞机偏离跑道事件进行了研究，主要集中在着陆风险分析、飞行事故概率模型的优化、人的因素分析等方面[4,5,6]。本文利用故障树对飞机着陆过程偏出跑道事件进行定性和定量分析，找出造成偏出跑道事件的关键事件，并提出相关的防控措施，降低飞机偏出跑道风险，为加强飞机着陆过程安全风险管理提供参考依据。
2、飞机着陆偏出跑道风险分析与事故树构建
飞机降落过程中，导致偏出跑道的因素主要包括机组操作失误、管制员指挥错误、航空器动力系统故障、航空器起落装置故障、气象条件不良、跑道湿滑等，不同触发因素可能导致的事件后果不同。为了更加详细分析和评估各触发因素引发跑道偏出事件的机制，引入事故树分析法（FTA)[7,8]，建立飞机着陆过程偏出跑道事故树如图1所示。
3、飞机偏出跑道事故树分析
3.1求最小割集和最小径集
利用布尔代数法，求得最小割集分析事故树模型：
计算得到最小割集共13组：{X2}，{X3}，{X4}，{X5}，{X6}，{X7}，{X8}，{X9}，{X10}，{X11}，{X12}，{X13}，{X1,X14,X15}。
分析可知，共计有13种可能导致飞机着陆过程偏出跑道事件发生的途径，说明该类不安全事件发生的可能性和危险性较大，与实际运行中的统计数据一致。
3.2结构重要度分析
导致飞机着陆过程偏出跑道事件发生的基本事件较多，需要引入结构重要度进行进一步分析。结构重要度从事故树结构入手，分析各基本事件对顶事件的相对重要程度。计算公式如下：
图1飞机着陆过程偏出跑道事故树
公式中：I(i)———基本事件Xi的结构重要度；Kj———第j个最小割集；nj———Kj中基本事件的总个数。
计算求得各基本事件的结构重要度排序为：I[X2]=I[X3]=I[X3]=I[X4]=I[X5]=I[X6]=I[X7]=I[X8]=I[X9]=I[X10]=I[X11]=I[X12]=I[X13]>I[X1]=I[X14]=I[X15]。
具体计算结果如表1的第2列所示。
通过结构重要度计算可知，基本事件中机组资源管理失效、、违反标准操纵程序、驾驶术欠缺等对飞机着陆过程偏出跑道事件发生的影响较其他事件大。
3.3概率重要度分析
事故树中第i个基本事件的概率重要度定义为：
其中，Ig(i)———基本事件Xi的概率重要度；P(T)———顶事件发生的概率函数；qi——第i个基本事件的发生概率。
计算求得各基本事件的概率重要度排序为：Ig[X4]>Ig[X2]>Ig[X
具体计算结果如表1的第3列所示。
通过概率重要度计算可知，基本事件中驾驶术欠缺、机组资源管理失效、违反标准操纵程序、复杂气象条件等的概率重要度较大，说明这些因素概率发生变化对顶事件的影响程度较大。
3.4临界重要度分析
基本事件Xi的概率重要度没有考虑事件本身，临界重要度则是从基本事件自身发生的概率和灵敏度两个角度衡量重要度，结果更加准确。计算公式如下：
其中，Igc(i)———基本事件Xi的临界重要度；P(T)———顶事件发生的概率函数；qi——第i个基本事件的发生概率；Ig(i)———基本事件Xi的概率重要度。
计算求得各基本事件的临界重要度排序为：Ic[X4]>Ic[X2]>Ic[X3]>Ic[X9]>Ic[X12]>Ic[X11]>Ic[X5]>Ic[X6]=Ic[X10]>Ic[X7]>Ic[X13]>Ic[X8]>Ic[X1]=Ic[X14]=Ic[X15]。
具体计算结果如表1的第4列所示。
4、结论
本研究创建了飞机着陆过程偏出跑道故障树模型，并利用该模型对最小割集，最小径集和结构重要进行定性分析。同时给出了每个基本事件的发生概率，并计算顶事件发生概率，各基本事件概率重要度和临界重要度。
通过定性与定量分析发现，驾驶术欠缺、机组资源管理失效和违反标准操纵程序是对顶事件发生概率影响较大的关键事件。因此，在日常安全管理工作中应加强机组资源的合理配置，加强机组专业技术的培训，以减少偏出跑道事件发生的可能，降低人员伤亡和经济损失。
表1各基本事件相应的定性与定量分析结果
参考文献：
[1]中国民用航空局.2019年民航航业发展统计公报[EB/OL](2020-6-5)[2020-7-20].
[3]王洁宁,张聪俊.飞机冲偏出跑道人为差错量化分析模型[J].安全与环境学报,2019,19(01):106-113.
[4]李梅杰,周雪,庆民,付帅,关宏艳.基于鱼骨图的民用直升机飞行事故调查方法研究[J].科学技术创新,2020(17):34-35.
[7]朱磊,梁晓龙,张佳强.基于事故树和贝叶斯的军民航飞行冲突风险研究[J].火力与指挥控制,2016,41(09):53-56.
[8]王卉,孟想,庆民,付帅,张黎.固定翼轻型运动飞机动力系统可靠性评估研究[J].科技创新导报,2020,17(18):2-3.
庆民,聂维丽,郑娟娟,张黎.飞机着陆过程安全风险分析与评估研究[J].科学技术创新,2020(35):44-45.
基金:河南省科技攻关项目,固定翼轻型运动飞机可靠性分配优化设计与动态健康管理研究,项目编号192102310253.
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目前，粉尘中游离二氧化硅的检测方法有焦磷酸法、红外分光光度法和X线衍射法[4]，其中，焦磷酸法由于操作简单、药剂成本低、测试效率高等优点，在测定游离性二氧化硅含量时经常采用。《工作场所空气中粉尘测定第4部分：游离二氧化硅含量》（GBZ/T 192.4—2007）标准规定了样品采集、加热、酸洗、过滤和称重的标准工作流程，给出了相关参数要求。
2024-03-05
近年来，伴随着我国经济的快速发展，煤矿产量不断增加，煤矿行业的职业卫生问题日益凸显。有研究[1]表明，井工煤矿采煤工作面和掘进工作面呼吸性粉尘浓度>100 mg/m3，而且这还是在防尘措施正常开启的情况下的检测结果。而从煤矿收集到的煤矿自测总粉尘浓度可达到2 000～3 000 mg/m3[1]。为了达到降尘的目的，煤矿井下多采用喷雾降尘的防尘措施，这就导致煤矿井下作业环境相对湿度在80.0%～95.0%，为高气湿的环境[2]。
2024-03-05
甲醛是具有刺激性气味的无色气体，对人体的健康危害包括刺激作用、致敏作用、致突变作用，主要表现为呼吸不畅、头晕、咳嗽、乏力、胸闷、眼睛干涩、畏光以及自主神经紊乱等。长期吸入甲醛可损害免疫系统，导致机体免疫低下，甚至导致白血病、淋巴瘤等疾病的发生。甲醛是纺织、木质家具制造等行业的主要职业病危害因素，国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer,IARC）已将甲醛归类为已知的人类致癌物[1]。
2024-03-05
随着煤炭资源的开采向深部发展，深井、低透、高瓦斯与地应力耦合灾害愈加严重[1,2,3]。瓦斯抽采是解决瓦斯突出问题的主要方法手段[4,5,6]。在瓦斯抽采过程中，使用合适的抽采管，不仅可以保证瓦斯抽采的正常进行，也可以提高中后期瓦斯抽采效率[7,8]。根据松软煤层的地质情况，现有的花管在瓦斯抽采过程中很难避免堵孔的现象，抽采管路会因为孔体垮塌造成花孔堵塞[9,10,11,12]。
2024-01-24
在煤矿开采中，火灾是一种常见灾害，例如煤层自燃起火，在大多数的矿井煤层都有着较高的发生概率。之所以会出现煤层自燃起火，不仅与煤层自身的自燃倾向性具有密切的相关性，还会受到埋藏条件、开采方式、开采深度等多种因素的影响。在煤矿安全生产中，矿井火灾已经成为了一种最主要的灾害类型，加强对煤矿防灭火措施的创新探索，要从科技发展的视角，加强对高分子材料的运用，在掌握煤层自燃特性的基础上，制定可行的防灭火技术方案。
2023-12-06
坪上煤业风井场地建有地面永久瓦斯抽放泵站，分为预抽系统和采空区系统。其三防系统设计年限较长，安全设施段也为单系统结构，可靠性较差，而且配电柜等设备老化较为严重，极大的影响了煤矿生产的安全性。
2023-12-06
近年来，电缆火灾多发，并且其热毒危害较大，引起了国内外学者们的广泛关注。目前有学者针对电缆燃烧及其产物进行了大量的试验研究，如对电缆热释放速率[1,2]、烟气比光密度[3,4]、多环芳香烃(PAHs)谱分布[5]以及主要气体成分及扩散过程[6,7,8,9,10,11,12]等进行了分析。这些研究大多是针对常见的电缆用料，如XLPE(交联聚乙烯)和PVC(聚氯乙烯)等热塑性材料，缺乏对实际火场条件下阻燃电缆热解燃烧过程及烟气产物的分析。
2023-11-30
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2023-11-29
危险有害化学品易燃、易爆、易腐蚀、有毒，中国的危险化学品主要分为八大类：爆炸品、压缩气体和液化气体、腐蚀品、放射性物质、毒害品、易燃液体、易燃固体（自燃物品和遇湿易燃物品）、氧化剂与有机过氧化物。一个国家的经济离不开化工产业的发展和壮大，我们使用的生活生产资料与化工产品密切相关。
2023-10-30
施工现场具有人员流动性大、密集程度高等特点，在突发公共卫生事件下，难以满足施工现场的防控需求[2]。鉴于此，亟须采用智能化手段提升施工现场的控制水平，通过采用人脸识别、大数据、热成像等技术，构建智能识别、分析、预警的防控测报系统，实现施工现场防控的信息化、智慧化。
2023-10-24我要评论
期刊名称：航空科学技术
期刊人气：1684
主管单位：中国航空工业集团有限公司
主办单位：中国航空研究院
出版地方：北京
专业分类：航空
国际刊号：1007-5453
国内刊号：11-3089/V
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2020-12-05
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