机场飞行区安全风险演化机理及预警仿真系统研究

Relating to the takeoff , landing and parking safety, the security management in the flight area of an airport is very important. The unsafe human behavior, the unsafe conditions of the equipments, the negative impact of the environment and the security vulnerabilities in the management in the flight area of an airport are likely to lead to unsafe events, signs of accidents or safety accidents.Starting from the classification and characteristics, correlation of risk factors of security risks in the flight area of an airport is validated by the structural equation model, the evolution path of security risks is analyzed based on chaotic theory and catastrophe theory, and the evolution stages and powers of security risks are anatomized. The early warning simulation models are built based on BP neural network, immune algorithm, system dynamics theory and Agent simulation model to simulate the evolution of security risks and early warning mechanisms systematically. Combining numerical simulation with scenario simulation, the early warning simulation development system is designed in the flight area of an airport based on Agent-SD model, using data warehouse technology and Arc GIS software development platform.The study aims to improve systematic, pertinent and effectiveness of security risks management of an airport, and further enhance the level of airport safety management.

机场飞行区关系到飞机起飞、降落和停放安全，是机场安全管理的重中之重。机场飞行区中人的不安全行为、设备和设施的不安全状态、环境的负面影响和管理中的安全漏洞，都可能导致不安全事件、事故征候或安全事故。从机场飞行区安全风险的分类和特征分析着手，运用结构方程模型验证风险因子的相关性，应用混沌理论、突变论探讨机场飞行区安全风险演化路径，提出安全风险的演化阶段和演化动力模型；采用BP神经网络、免疫算法、系统动力学理论和Agent仿真模型，构建机场飞行区安全风险预警仿真模型，对安全风险演化过程及预警机制进行系统模拟。将数值模拟与情景仿真相结合，基于Agent-SD模型，运用数据仓库技术和Arc GIS软件开发平台，开发机场飞行区安全风险预警仿真系统。研究旨在提高机场安全风险管理的系统性、针对性和有效性，进一步提升机场安全管理水平。

机场飞行区关系到飞机起飞、降落和停放安全，是机场安全管理的重中之重。机场飞行区中人的不安全行为、设备和设施的不安全状态、环境的负面影响和管理中的安全漏洞，都可能导致不安全事件、事故症候和安全事故。本研究从机场飞行区安全风险的分类和特征分析着手，运用SHEL模型辨识机场飞行区安全风险源，应用结构方程模型验证了场务保障安全风险的主导因子以及风险因子的相关性，探讨了机场飞行区安全风险演化路径，提出了安全风险的演化阶段和演化动力模型；运用复杂网络理论构建了机场飞行区演化拓扑结构模型，基于系统动力学（SD）构建了跑道入侵风险演化模型，探讨了不停航施工情境下的机场安全风险因素作用机理。运用灰色聚类评价法对跑道侵入人为风险进行了综合评价；基于证据推理理论，构建了机场场务保障安全风险综合评价模型。运用贝叶斯网络、熵理论及模糊物元等模型分别对跑道入侵风险进行仿真研究，并进行了比较分析；将粗糙集属性约简与多层BP神经网络模式识别相结合，构建机场飞行区安全风险预警仿真模型；运用多Agent模型对场面交通冲突所涉及到的交通工具、人员、场面管制区及通用管理等实体构建了仿真模型，采用Petri网构建了场面交通冲突风险预警仿真AOSCPN模型；构建了机场外来物风险预警SD仿真模型，对安全风险演化过程及预警机制进行系统模拟。通过飞行区安全风险监测、预警和管控的需求分析，基于SD模型、BP神经网络和贝叶斯网络模型，将数值模拟与情景仿真相结合，运用可视化技术和Arc GIS软件开发平台，开发机场飞行区安全风险监测及预警仿真系统，包括机场安全风险监测预警系统、三维净空预警仿真系统、机坪安全风险预警仿真系统、跑道入侵风险预警仿真系统、外来物风险预警仿真系统和场面交通冲突预警仿真系统。研究旨在提高机场安全风险管理的系统性、针对性和有效性，进一步提升机场安全管理水平。