基于QAR数据的民机高高原进近着陆风险评估方法

民机高高原进近着陆是高原飞行高风险阶段。为有效实施高高原进近着陆风险识别和等级判据,提出基于熵权可变模糊识别的长短时记忆网络与深度神经网络(LSTM-DNN)相融合的深度学习风险评估方法。基于快速存取记录器(QAR)记录的高高原飞行数据,借鉴民机飞行品质监控(FOQA)咨询通告和行业QAR监控标准,结合指标重要度分析与Delphi专家调查,提取着陆时航向变化大、航迹低、610~305 m进近时下降率大、接地时垂直加速度及153~15 m进近时下降率大5个关键监控项目作为民机高高原进近着陆风险评估指标。为克服评估指标权重主观性偏差,应用熵权法确定评估指标权重,基于可变模糊识别方法构建风险等级隶属函数,建立基于LSTM-DNN的民机高高原进近着陆风险评估模型。以成都—拉萨进近着陆航段为例,提取QAR数据,对该风险评估模型进行训练与测试,并与Logistic多元回归、支持向量机(SVM)等评估方法进行比较,结果表明:所提方法平均准确率达到94.18%,最高可达94.79%,验证了方法的客观有效性。

考虑不确定性情况下的故障树重要度分析方法及应用

为了度量底事件发生概率不确定性对顶事件的影响程度,在建立故障树概率组成函数的基础上,基于矩独立重要性测度提出了考虑底事件发生概率不确定性情况的故障树重要度分析方法。以某飞机结冰探测系统为例,利用所提出的重要度方法分析了底事件发生概率不确定性对该系统故障的影响程度,设计者可根据重要度结果更有针对性地开展分析与设计,同时也验证了所提方法的合理性。

飞机舱门收放系统CPSO-BP神经网络故障仿真与诊断

针对民机舱门收放系统故障模拟代价大、故障数据少、故障诊断精度低的问题,提出基于CPSO-BP神经网络的飞机舱门收放系统故障诊断方法。根据民机舱门系统工作特性和高发故障的情况,确定流量控制阀磨损、液压马达泄漏、液压油污染和节流阀阻塞4种典型故障模式;建立飞机舱门AMESim收放系统仿真模型,通过典型故障的仿真分析获得120组故障数据,构建包含29520个样本的故障数据集;采用BP神经网络进行故障诊断,其平均诊断正确率仅为85.36%。采用混沌粒子群算法(CPSO)优化BP神经网络的初始权重和阈值,故障诊断正确率达到93%,提高了飞机舱门收放系统的故障诊断正确率。

利用性能参数回归分析的航空发动机MTBF预计

航空发动机可靠性指标平均故障间隔时间(MTBF)的预计方法有多种,在发动机立项阶段数据缺乏的情况下建议优先选用统计回归法进行发动机可靠性指标MTBF的预测。为了在发动机预先研究阶段能够预计发动机的可靠性水平,利用系数修正的方法对国外的预计回归公式进行修正,可以得到1个新的回归预计公式,但该公式存在飞机参数不明确时无法进行应用的缺点,因此,基于仅利用发动机性能参数进行多元线性统计回归分析得到了新的预计公式,结果表明:新的预计发动机MTBF的回归公式可以在配装飞机不明确的情况下,仅利用发动机本身的性能参数即可大概估算出发动机的MTBF水平,预计效率高,可以为发动机立项论证时可靠性指标MTBF提供参考依据。综合来看,该方法可以实现立项阶段根据飞机参数、发动机性能参数进行发动机可靠性指标MTBF的快速预计,有一定的参考价值。

飞行事故概率模型与风险评估方法

以事故统计为基础,建立了飞行事故概率模型与随机过程模型,对飞行安全可靠性指标进行定量评估。根据独立性假设,推导了飞行风险的概率分布,并给出飞行安全重要指标间的关系。假设飞行事故发生是Poisson过程,导出了飞行安全可靠性概率指标的区间估计计算方法。实例计算表明,通过统计量可以对飞行安全进行风险评估,根据飞行事故风险概率等级要求得到评定等级。

基于模糊理论的FMEA方法研究

针对传统FMEA分析方法中故障模式影响因素等级描述语言不易量化及评价模型不合理的问题,提出一种基于模糊理论的FMEA定量分析方法。运用模糊理论建立模糊评判模型,给出基于α截集的解模糊方法对模糊数进行清晰化,同时讨论了评估过程中专家权重的确定准则,从而得到风险优先数(RPN)的排序,并以多功能扰流板为例,验证了该方法的可行性。

低空自由飞行短期冲突探测算法

针对低空自由飞行航线自主的特点,提出了一种概率型的短期冲突探测算法。算法考虑导航误差、控制误差及风扰动引起的飞行器位置预测误差,建立了合理的误差模型,以计算短期内飞行器之间的瞬时冲突概率;采用坐标变换以及扩展冲突区域,提出了三维空间内机动飞行情况下,计算冲突概率的近似解析算法。通过与Paielli和Erzberger(P&E)提出的近似算法及Monte Carlo仿真算法的比较,表明本文算法提高了计算冲突概率的准确性,且计算复杂性远远低于Monte Carlo算法,满足低空自由飞行的实时性要求,可实现复杂环境下的冲突探测。

直接不交化方法在故障树定量分析中的应用

在布尔集合运算方法和不交化方法基础上 ,提出了单调关联故障树系统定量分析优化方法 ,通过故障树定量分析优化方法 ,可以方便地得到系统的可靠度、不可靠度、最小割集、最小路集、关键重要度等指标。

基于冲突概率的低空自由飞行冲突检测算法

针对低空自由飞行的临时机动性,基于Paielli算法中冲突概率的思想,提出一种适用于低空飞行的飞机冲突探测算法。算法考虑空间精度要求,加入时间维度,使Paielli算法中的扩展冲突域在相对运动方向上的不定积分变成与冲突时间相对应的有确定上下限的定积分,冲突的概率转化为对应于某一时刻的冲突域与联合航迹误差的交叉体积的积分。通过Cholesky分解和矩阵旋转等方式,实现了冲突概率模型的量化求解,能更准确地预测冲突发生的概率。

基于模型重构的航天器部件级故障建模方法

提出了基于模型重构的航天器部件级故障建模方法,从对象固有模型出发通过模型重构建立对象故障模型,定义了统一故障模型形式。将功能单元作为研究故障的最小单位,定义了功能单元的划分准则。建模过程包括对象仿真模型建立、对象功能单元划分、功能单元分析、功能单元故障建模、部件级故障建模、正常模型仿真与故障模型仿真结果对比6个步骤完成。最后以电动伺服系统的功率驱动器为例详细说明了功能单元故障模型建立过程。结果表明,所提出的故障建模方法便于操作且具有普遍的适用性。

机载GPS接收机软故障检测方法的研究

针对Wald序贯概率比法检测机载GPS接收机软故障实时性差的缺点,提出了一种改进的序贯Bayes检测方法。该方法在检测过程中不断对检测统计值进行修正,在极大地减小检测机载GPS接收机软故障时延的同时,还使得检测决策的平均风险最小。仿真结果表明,改进的序贯Bayes检测方法相比于修正的Wald序贯概率比方法,可以更加快速地检测出机载GPS接收机的软故障,表明这种改进方法具备良好的实时特性,从而降低了机载GPS接收机的误警率,使其具备更高的可靠性和稳定性。

民用飞机运行风险评估方法

对民用飞机进行风险评估是十分必要的,为了降低民用飞机的运行风险,通过分析民用飞机运行风险研究现状,对于单机,给出故障模式影响分析方法(FMEA)和故障树分析方法(FTA)相结合的单机风险评估方法;对于机队,首先,通过维修计划,利用民用飞机历史运行数据估算风险暴露次数;然后,在浴盆曲线的偶然失效期和耗损失效期分别建立风险计算模型和未纠正机队风险分析方法,并通过实际算例,获得机队风险变化趋势及面临的风险值。对上述方法进行分析归纳,给出了三种降低运行风险的改进方向,有效降低了民用飞机的运行风险。

民用飞机进近着陆阶段灾难事故类型预测

为减少民用飞机进近着陆阶段发生灾难事故,给出了1985年至2013年灾难性事故样本,获得了3种主要事故类型和14种关键致因。提出了一种灾难事故类型的预测方法,建立了事故类型预测流程,样本事故致因作为输入层,样本事故类型作为输出层,基于BP神经网络和Elman神经网络进行多次训练和仿真。结果表明,预测的事故类型与实际情况基本吻合。针对事故致因有效判断民用飞机在进近着陆阶段潜在事故,给出纠正措施,保障航空运行安全。

基于马尔可夫方法的飞控系统安全性评估

安全性评估是适航符合性验证的重要方法。对马尔可夫分析在系统安全性评估中的应用进行了深入研究,给出了马尔可夫在系统安全性评估中的一般分析方法。运用马尔可夫方法和故障树方法分别对飞行控制系统的同一种失效状态进行了建模分析,并对二者的分析结果进行了比较,得出对并联顺序系统进行安全性分析时马尔可夫分析方法具有更高的定量分析精度,并克服了故障树静态分析特性的缺点。

基于Bayes估计的民航维修人为差错评估技术研究

研究了基于Bayes估计的民航维修人为差错评估技术。首先,将维修人为差错概率视为随机变量,利用航空公司积累的历史信息作为先验数据,以THERP手册提供的5%分位点作为维修人为差错概率中值,运用点估计法确定维修人为差错的先验分布模型。其次,给出了Bayes先验分布参数的求解方法。最后,选取验后Beta分布的中值作为θ的贝叶斯估计,构建了民航人为维修差错概率计算方法。通过实例分析,可以看出随着维修次数的增多,维修人为差错概率就越接近于极大似然法估计的失效概率。现场数据的检验反映了该评估方法的有效性、精确性和实用性。

民航视情维修决策优化模型发展

目前视情维修是民航业采用的主要维修方式,可以使维修的有效性、经济性大幅度提高。维修决策优化模型对民航维修成本的降低和利润的提升具有显著的指导作用;归纳了视情维修的时间延迟模型、冲击模型、比例危险模型、马尔可夫决策模型等优化模型的建模方法;分析了该类模型在应用中存在的不足,并展望了其发展前景。

马尔可夫分析在系统安全性评估中的应用研究

安全性分析是适航符合性验证的重要方法。对马尔可夫分析在系统安全性评估中的应用进行了深入研究,阐明了马尔可夫分析的作用与应用时机,结合功能危险状态"V1速度后起落架无指令收起"分别给出了在初步系统安全性评估与系统安全性评估中进行马尔可夫分析的一般方法,将马尔可夫分析与故障树分析的结论进行了对比,表明了本文方法的适用性。

电传操纵系统可靠性分析及飞行安全评估

分析了电传操纵系统可靠性,介绍了可靠性设计的工程方法。建立了飞行员排除故障的数学模型,提出了确定驾驶员排除飞行危险的条件概率的两种方法;在研究人-机闭环系统基础之上,建立了基于马尔可夫链的飞行安全评估模型,提出了由于飞行控制系统故障引起飞行危险的安全评估计算方法。最后以横向通道传感器故障为例对某型飞机进行安全评估。

可靠性工程技术在航空惯性导航系统研制中的应用

挠性平台式惯导系统是精密的机电一体化的自主式导航设备，从研制、小批量生产到设计定型和产品交付用户，我们开展了以可靠性为中心的全面质量控制。本文从工程实践出发探讨惯导研制中的可靠性分配。

人-机系统飞行安全可靠性问题的研究

在分析飞机电传操纵系统 ( FBW)特点的基础上 ,建立了飞行器和电传操纵系统的数学模型 ,建立了电传操纵系统故障及飞行员干预的概率模型。应用马尔可夫链建立了人 -机系统飞行安全可靠性的数学模型。采用伊万诺夫法评估了某型第三代飞机在电传操纵系统故障后的故障排除的条件概率 ,并计算了电传操纵系统故障后该型飞机的飞行风险 ,最后提出了使用建议及技术改进建议。