系统安全性评估中飞行机组人为因素的分析方法

随着飞机系统日益高度综合复杂和自动化水平逐渐提高,飞行员在应对失效或应急情况时通常准备不足,纠正动作可能是不正确、不及时或不完整的,因此系统安全性评估中迫切需要考虑飞行机组人为因素问题。通过分析CCAR25.1309(b)和(c)条款的要求和飞行机组对失效的处理过程,基于功能危险性评估中的失效状态,提出人为因素需求的捕获方法和人为因素分析方法;通过在型号中应用这些方法,从失效状态向告警和程序的角度实现安全性正向设计,建立安全性评估中飞行机组人为因素的完整适航符合性证据链。结果表明:本文提出的方法可有效表明对CCAR25.1309(b)和(c)条款中人为因素相关的适航符合性。

中国不同气候区的高温危险性分析

高温危险性评价是高温灾害风险评价的重要组成部分和基础工作。基于过去60年(1961—2020年)的日最高温度数据,选择高温日数、最高温度、高温强度三个指标,逐站点使用核密度函数估算三个高温指标的概率密度函数,计算了四个重现期(即五年一遇、十年一遇、二十年一遇和五十年一遇)下的三个指标的取值,进而通过K-means非监督聚类得到各指标下的高温危险性等级分布图,然后将各指标叠加,对我国不同气候区的综合高温危险性进行了评估。研究表明:(1)从高温日数来看,发生高温可能性最大的地区位于我国西北干旱(半干旱)区和华中、华南地区的交界部分;(2)从最高温度来看,发生高温可能性最大的区域是西北干旱(半干旱)区和华北地区,华中地区的最高温度在不同重现期下的增强最显著;(3)从高温强度来看,发生高温可能性最大的区域是西北干旱(半干旱)区,西南地区和青藏高原地区内不同区域的高温强度差异较大,需局部防范高温灾害;(4)随着重现期年限的增长,不同高温指标值均明显增长,高值区域面积逐渐增加。全国高温综合高危险性等级地区主要位于西北干旱(半干旱)地区、华北地区南部、华中地区、华南地区和西南地区北部,其余气候区少量分布。较高危险性等级地区则主要分布在华北地区北部、东部地区局部、西北干旱(半干旱)地区局部和西南地区的少部分区域。中危险性等级地区则主要分布在东部地区西部。这些地区需加强防范高温灾害。

一种新风险识别方法在民用飞机高升力系统研制中的应用

高升力系统是保证飞机飞行安全的关键系统之一,故对其安全可靠性要求高。在高升力系统研制过程中,应用成熟度较低的技术会增加研制风险。结合工程数据,在适航安全性设计与分析方法的基础上,提出研制技术风险识别方法;以某民用飞机高升力系统为例,识别影响其安全性的技术风险,并给出技术改进方法和风险控制策略。结果表明:某民用飞机高升力系统的襟翼非指令放下和非指令收起存在风险,通过降低襟翼电子控制装置控制通道和监控通道模块的失效概率,可将襟翼非指令放下/收起的失效概率从1.656×10^(-9)/fh降低到9.424×10^(-10)/fh,达到了系统安全性要求,可以规避风险。

基于Copula函数的绕阳河流域降水事件危险性评估

利用1961—2021年绕阳河流域周边8个气象站的逐日降水资料,以降水持续时间和降水强度作为判断降水事件的两个要素,运用Copula函数确定降水事件的联合概率和重现期,并构建危险性评估模型,分析绕阳河流域降水事件危险性空间特征。结果表明:绕阳河流域周边不同地区降水事件的持续时间和降水强度的最大值存在显著差异。Lognormal和Logistic函数对两个降水要素的拟合效果较好,Clayton函数适合反映两要素联合下降水发生的概率。随着降水持续时间和降水强度的增加,极端降水事件的危险性快速升高;不同地区降水事件的概率和重现期存在着显著差异,阜新站降水持续7 d,强度达到60 mm的事件每10 a出现一次,而盘锦站和北镇站发生持续6 d以上的降水事件较少,多为20 a一遇;降水事件危险性高值区处于绕阳河流域南部,主要位于盘锦、辽中和北镇。

基于突变级数法的某古建筑火灾危险性等级评价

为更好地对古建筑火灾危险性等级进行研究,提出一种将突变理论与改进的中心点三角白化权函数相结合的古建筑火灾危险性等级评价方法。该评价方法从火灾危险源、安全管理、建筑因素和消防应急设施四个方面建立古建筑火灾危险性等级评价指标体系,应用改进的中心点三角白化权函数建立隶属函数公式计算各指标隶属度,并根据突变模型的归一化方程建立模糊隶属函数矩阵,将计算出的数值规划为一个数据为古建筑火灾危险性等级的总突变隶属函数值。通过将该评价方法应用于某古建筑火灾危险性等级评价,结果表明:该古建筑火灾危险性5个等级下的最大总突变隶属函数值为第二级的0.935,故该古建筑火灾危险性等级为Ⅱ级,属于轻度危险,该评价结果与现场实际调查情况一致,证明了该评价方法的有效性。根据评价结果提出相关措施,对预防古建筑火灾具有重要意义。

民用直升机应急供电研究

直升机主电源系统完全失效后,应急电源需保证继续安全飞行及着陆的电能供给。通常情况下,应急电源容量较低,仅能保证直升机紧急返航或尽快着陆所需的供电。较大的容量可为直升机提供更长时间的供电,但也会增加较大的重量。中国民用航空局发布的资讯通报中给出了应急电源的供电时间要求,可作为设计的最低可接受值。设计中若能尽量延长应急电源的供电时间,则可为驾驶员在应急状态下提供更多的安全保障。

功能危害性评估方法在电动垂直起降飞行器安全性分析中的应用

近年来,电动垂直起降(electric vertical takeoff and landing,简称eVTOL)飞行器在城市空运中得到快速发展。eVTOL被看作是最具发展前景的,可作为城市空中交通运输的有效运载工具。安全性分析是eVTOL飞行器运行载人过程中,减少灾难性事故以及保证高可靠性和高安全性的最重要条件。利用功能危害性评估(functional hazard assessment,简称FHA)可确定eVTOL飞行器中潜在的失效状态、预计失效状态以及其他的危险失效状态,从而能够全面找出潜在的灾难性和危险失效状态,进而有针对性地进行控制,最后能够全面降低灾难性事故的发生,以确保eVTOL飞行器的安全性。基于FHA分析,对eVTOL整机的安全性分析,并通过灾难性失效状态得出安全关键功能,为其功能设计提供依据。

成都市不同功能区表层土壤中重金属元素分布特征及风险评价

为探究成都市不同功能区环境质量,对成都市区交通区、商业区、居住区、文娱区的表层土中重金属含量进行分析,运用富集因子法、潜在生态风险指数法和EPA(Environmental Protection Agency,美国环保署)健康风险评价法对环境和人体风险进行评价。结果表明,表层土中重金属元素含量整体表现为交通区>商业区>居住区>文娱区,Zn含量普遍最高,Cd均相对较低;各重金属元素受人为源影响较大,Cr、Ni、Pb、Cu均存在不同程度地富集;Ni、Cd存在明显的潜在生态风险,而综合潜在生态风险指数RI在交通区和商业区为很强,其余二者为较强;人体健康方面,重金属暴露风险途径为手-口摄入>皮肤接触>呼吸吸入,且儿童风险暴露量均高于成人,各金属元素的非致癌风险可忽略,而致癌重金属元素Cd、Ni、Cr均不存在致癌风险。总的来说,成都市各功能区表层土中重金属元素对生态环境风险较大,对人体危害较小,但相关部门仍应对其进行密切关注,采取针对性措施,防止其生态风险进一步加强,并持续将其健康风险控制在合理范围,使各功能区土壤环境质量持续改善。

基于径向基函数神经网络(RBFN)的内蒙古土壤风蚀危险度评价

土壤风蚀是北方干旱和半干旱地区土地沙化和沙尘暴灾害的首要环节和主要动力过程之一.选取影响内蒙古自治区土壤风蚀演化的相关指标,运用GIS技术提取各指标数据,构建径向基函数神经网络(Radial Basis Function Network,RBFN);根据不同风蚀危险程度标准,选取12个市、县(旗)相关数据进行训练,确定网络模型参数,进而对内蒙古自治区88个市、县(旗)的土壤风蚀危险度进行了评价.结果表明:内蒙古自治区西部为土壤风蚀发生的极强危险区,西北为强危险区,中部为中度危险区,而东部为轻度危险区;利用其他研究对该评价结论进行对比验证,结果较为理想.

功能危险分析在飞机刹车系统中的应用研究

功能危险分析(Functional Hazard Analysis,即FHA)是一个分析和评估过程,主要是以分析评估系统内或设备中潜在的故障及所发生故障的影响。它通过分析来确定系统操作中可能发生的故障,并判断故障对人员的危害。FHA是系统安全评估中的重要内容,是其他安全性分析项目的基础,更是民用飞机满足适航审定要求必须完成的分析项目。通过对功能危险分析方法在飞机刹车系统应用过程的分析,总结了该方法应用时遇到的难点以及应对办法,并简要说明了分析结果。

基于比例风险退化模型的产品可靠性评估(英文)

为了利用退化数据评估长寿命产品的可靠性,提出一种新的比例风险退化模型.利用时间退化数据与应力加速寿命之间的相似关系,并假定退化数据的失效概率函数是时间协变量的比例函数,从而实现基于比例风险退化模型的可靠性评估.采用最小二乘法估计模型参数.由已知时刻的退化量失效率及比例函数外推产品在特定时间、预定失效阈值下的失效率及可靠度函数.以一种长寿命GaAs激光器的退化数据为例,完成该产品的可靠性评估.结果表明:所提方法能准确描述退化过程,是长寿命产品可靠性评估的一种有效方法.

贵阳市中心城区土壤重金属污染现状及其评价

以贵阳市中心城区五大功能区(工业区、商业区、行政区、文教区、居民区)的土壤为对象,研究土壤中重金属(Hg、As、Cu、Cr和Zn)污染的特征,采用单因子污染指数和内梅罗(N.L.Neiow)综合污染指数法对土壤重金属污染现状进行了检测与初步评价,Hakanson潜在生态危害指数评价法评价了土壤重金属的潜在生态危害,其结果表明:贵阳市中心城区土壤重金属含量差异较大,工业区各重金属污染元素的含量相对较高,商业区各重金属污染元素的含量相对较低,各功能区Zn的含量最高,Hg的含量最低。土壤重金属多因子综合污染指数为1.95,处于轻度污染状态,以居民区的污染指数最高,污染程度最为严重,文教区污染最轻,处于警戒状态,其余3个功能区均处于轻度污染水平。从单因子污染指数来看,工业区、商业区、行政区的土壤重金属污染主要以As为主,居民区的土壤重金属污染以Hg为主,而文教区土壤中各重金属尚未达到污染级别。土壤中重金属存在强度生态危害,其潜在生态危害综合指数为RI=148.01,潜在生态危害的重金属主要是Hg,居民区土壤重金属污染生态危害程度最强。

变电站地震破坏的连锁危害初探

为了快速评估变电站震害对辖区电力用户造成的连锁危害情况,确定震时抢险救援的紧急和重点目标,采用归纳总结、统计分析的方法,分析了连锁危害的特征及其影响因素,结合震害经验、震害实例和电力专家经验,基于地震应急基础数据库探索性地建立了变电站震害、用电负荷和电压等级作为危害因子的危害程度快速评估框架。利用2008年汶川地震的破坏资料,对连锁危害评估方法进行了测试。通过对变电站连锁危害评估,可为应急救援决策提供参考。

基于FTA的座舱压力控制系统安全性分析

通过分析与座舱环境相关的事故和事故征候,选取造成人员伤亡事故最多的失效状态作为研究对象。首先进行功能危险性评估,得出失效状态的失效类别和安全性目标概率,然后以此失效状态作为顶事件建立故障树,进行初步安全性分析,根据重要度和敏感度分析结果,得到该失效状态发生的关键影响因素。研究结果不仅可以为环控系统设计提供依据,提高系统可靠性,也有助于飞机维修人员快速定位故障源,提高维修效率。

基于功能危险分析的数控机床主传动系统故障树分析

针对数控机床主传动系统故障树分析中顶事件选择片面的问题,指出进行功能危险分析为顶事件的选择提供技术和理论依据,即以功能危险分析的输出作为故障树分析的输入建立故障树.采用上行法对故障树求最小割集并进行分析,确定出系统的薄弱环节,验证了应用功能危险分析技术确定故障树顶事件的有效性.

基于函数赋值模型与模糊综合评判法的单沟泥石流危险性评价

基于彭阳县丁家渠泥石流前期调查测绘,查明了泥石流的发育特征,分析了泥石流的形成条件,并对其易发程度进行打分综合评判,得出:该泥石流为沟谷降雨诱发型泥石流,易发程度为中等易发,目前正处于衰退期。构建了包括泥石流规模、发生频率、沟谷流域面积、主沟长度、流域相对高差、流域切割密度及不稳定沟床比例等7个指标的单沟泥石流危险度评价指标体系,采用关联度分析与层次分析法相结合的最优组合赋权法对函数赋值模型中的权重进行修正,并运用该模型对丁家渠泥石流进行危险度计算,为了验证该模型在研究区泥石流危险度评价的准确性,同时采用模糊综合评判法进行危险度计算,两种方法得出的危险度等级均为低度危险,与实地调查结果相符。

改进近邻函数准则下煤尘爆炸危险等级评价研究

为快速有效评价煤尘爆炸危险等级,进行激波管道改造,实现40 m范围内火焰长度测试,并以火焰长度划分爆炸危险等级。选取10项煤尘爆炸危险性影响指标,改进近邻函数准则评价算法,采用欧氏距离法构造隶属关系矩阵,以隶属关系矩阵替代近邻函数准则算法中的距离矩阵,增强煤尘爆炸危险性影响指标间的关联性。计算影响指标近邻函数矩阵与类内类间连接损失量,得到10种待评价煤样爆炸危险等级。结果表明,评价结果与实际情况基本吻合,表明改进算法适用于爆炸危险等级评价。

基于模型的安全性分析技术研究

基于模型的安全性分析技术(MBSA)经过十余年发展,其理论基础和工程应用技术已日趋成熟。首先阐述了传统的安全性分析技术存在的不足,分析了MBSA的技术优势;然后结合传统系统安全性分析流程,初步构建了基于模型的安全性建模与分析流程,最后给出了MBSA分析技术在飞机研制过程中的安全性评估案例。结果表明:MBSA可以解决传统安全性分析中飞机级安全性评估不足以及安全性分析结果正确性得不到客观保证的问题。

城市轨道交通站台屏蔽门系统安全控制设计与验证研究

针对城市轨道交通车站站台屏蔽门系统安全性需要,开展了站台屏蔽门系统风险分析,获得了站台屏蔽门系统安全性控制要求。设计了面向安全的站台屏蔽门系统控制策略。以国内某站台屏蔽门产品为研究对象,在产品实际运行数据的基础上,重点讨论了涉及站台屏蔽门安全的关键部件——乘客防夹回路的功能安全,获得了相应的功能安全评价结果,为站台屏蔽门系统安全控制设计的有效性进行了尝试性验证。

基于概率分析的公路系统灾害风险研究

针对高寒地区公路系统遭遇雪灾规模大、持续时间长的特点,以黑龙江地区公路系统及其常遭遇的风吹雪灾害为研究对象,从灾害发生机理探究灾害形成的宏观条件;基于概率论思想,通过影响因素的联合概率密度函数,将致灾因子发生可能性、危险等级及危险强度三者联系在一起,阐明了致灾因子的危险性评价理论;在公路系统脆弱性评估的基础上,构建了适用于寒区公路系统的风吹雪灾害风险评估体系.通过此体系对黑龙江省2017年2月份内的风吹雪事件进行评估,并将预测结果与省气象信息中心发布的道路预警进行对比.结果表明:研究区公路网在评价时段内相对风险等级最高的是鹤岗-伊春线、绥化-大庆线的绥化段、哈同公路的哈尔滨和佳木斯段以及牡丹江市周边,其相对风险概率大于0.69,需要对此路段多加关注.该研究在一定程度上为今后寒区公路网的雪灾救援及物资配置提供了参考,使得寒区防灾减灾任务更加具有针对性.