基于Reich模型和Event模型的飞行间隔安全评估技术分析

基于目前民航空域容量的需求以及机场日益增长的航班量保障需求,解决当下航班量非线性增长与硬件设施匹配矛盾,可构建并利用数学模型中的Reich模型和Event模型。本文通过研究这两个主流的碰撞风险模型之间的相同点和不同点,以及各自的优势和不足,为今后建立这两种模型的碰撞风险模型进行飞行间隔安全评估的人们提供参考。

RECAT尾流间隔标准下对REICH碰撞风险模型的改进

加强安全评估是完善空中交通管理的关键,在现行的RECAT尾流间隔标准下,为了将碰撞风险的评估进行优化,对REICH碰撞风险模型做出改进。由于圆锥体的形状更接近于飞机外形,所以把REICH碰撞模型中的长方体碰撞模板改成圆锥体碰撞模板,用重型机空客A330-200的数据做算例分析。计算出的纵向碰撞概率要比纵向碰撞的安全目标等级小,经过验证,其结论符合国际民航组织相关标准,圆锥体碰撞模板能够为在RECAT尾流间隔标准下的安全评估提供参考。

基于速度分布的纵向碰撞危险REICH模型初步研究

随着空中交通流量的快速增长,迫切需要缩小间隔标准,提高空域容量和减少航班延误。针对纵向间隔,为计算飞机间的纵向碰撞率提供了一种新方法。首先,研究了飞机速度分布情况,建立了纵向碰撞概率模型;然后,以概率论为工具,根据纵向碰撞概率和REICH模型,建立了纵向碰撞危险模型,推导出了计算纵向碰撞率的方法;并利用概率论中的3 s法则,分析了初始距离、纵向碰撞概率、飞行时间以及飞机速度均方差等对纵向碰撞率的影响;最后,通过仿真算例和分析讨论得出130 km的纵向间隔安全可行,可为确定航路飞行过程中飞机间纵向间隔提供参考。

基于REICH模型的同高度交叉航路碰撞风险研究

针对航路交通流安全与优化问题,基于REICH模型提出同高度交叉航路碰撞风险的解析算法,确定安全间隔的必要限制.对REICH模型下同高度交叉航路飞机的碰撞风险进行推导分析,利用概率密度函数计算并确定同高度飞机侧向、纵向及垂直重叠的概率值,运用模糊理论确定飞机的相对速度值.通过实例计算验证该方法对于计算同高度交叉航路飞机碰撞风险的有效性,为提高单位空间内可容纳的飞机数量提供可行性理论依据和工程参考.

REICH及EVENT碰撞风险模型的对比分析

保障尾流安全间隔是航空安全领域的难题,为了优化分析航空器的碰撞风险,依据国内管制的要求,采用两种碰撞风险模型——REICH模型和EVENT模型来研究碰撞风险,并侧重于REICH模型的算法,将实际中的参数带入REICH模型和EVENT模型中进行运算,把两种模型的运算结果进行对比得出:REICH模型和EVENT模型都能精确分析航空器安全间隔的参数重要性,EVENT模型运算起来更为方便而REICH模型中的参数相对冗杂.两种模型各有优缺点,需要根据实际空域情况采用合适的模型.

RVSM空域航空器大高度偏差垂向碰撞风险评估

为了增加空域容量,缩小垂直间隔(RVSM)在全球范围内广泛实施,运行RVSM必须在实施前和实施后都应对RVSM空域进行安全评估,使其符合国际民航组织系统性能规范要求。根据北大西洋和欧洲地区采集的相关数据,结合我国大高度偏差(LHD)统计数据,通过改进Reich碰撞模型,计算在RVSM空域同航路的航空器因操作性误差引起大高度偏差时在垂直方向上的碰撞率。计算结果表明,总的RVSM运行风险小于规定值,航路垂直间隔标准在给定的飞行环境下是安全的。

管制空域内无人机与有人机侧向碰撞风险研究

随着无人机的逐渐发展和使用范围的扩大,空域将变得越来越拥挤。把无人机系统融入有人机管制空域将是未来解决空域拥挤问题的必要手段之一。基于无人机性能特征和机载设备设施要求,结合有人机和无人机的延迟推导出二者之间的管制防撞间隔,并根据等效安全水平原则求出二者之间可行的目标安全水平。在Reich模型的基础上进行改进,从而建立有人机与无人机的侧向碰撞风险模型,再通过仿真算例对不同管制空域内的有人机和无人机之间进行风险评估,计算碰撞风险并与目标安全水平进行比较。仿真结果表明在1000 m以上的管制空域采用所推导的防碰撞间隔满足ICAO规定的碰撞风险要求,所以该间隔可以作为无人机融入有人机管制空域时的侧向间隔使用。

基于目视间隔条件下的碰撞风险分析

为研究目视间隔条件下进近过程中前后两飞机的碰撞风险问题,通过Reich碰撞模型和碰撞风险模型,引入目视误差作为影响因素之一,建立基于目视间隔条件下的风险评估模型。从纵向、横向、垂向三个维度分析前后两飞机碰撞的概率,求得目视条件下进近两机碰撞的概率,以此作为风险分析的结果。计算结果表明,利用模型计算出的碰撞风险符合国际民航组织规定的航空器空中碰撞概率规定值。故而可证明,目视间隔和目视进近可作为一种安全的空中交通管制运行模式缩小安全间距,提高空域利用率,增加飞行流量。

基于ADS—B的飞行安全间隔方法研究

主要讨论了航路飞行过程中飞机间的间隔问题。广播式自动相关监视(ADS—B)由于其优良的监视性能和低廉的成本,成为了新一代航行系统的重要组成部分。对ADS—B技术的性能及应用进行了阐述,基于Reich模型得出了实施ADS—B情况下两机碰撞概率的计算结果,结论符合国际民航组织的飞行安全指标,为进一步研究基于ADS—B的飞行安全间隔提供了一种有效方法。

城市低空无人机空中碰撞风险计算方法研究

随着智能交通运输体系的逐渐完善和无人机应用场景的不断拓展,无人机越来越多地应用于城市低空空域。研究对象上,本文聚焦无人机城市低空运行场景,研究无人机之间、无人机与飞鸟之间的碰撞风险。研究方法上,基于改进Reich模型计算无人机之间的碰撞风险,同时融合城市低空因素建立基于位置误差的碰撞风险模型探究飞鸟与无人机之间的碰撞风险。最后通过设置不同航路场景计算不同航路构型下的碰撞风险。经实例验证,本文提供的计算方法能够有效计算碰撞风险,为无人机的风险管控提供一定思路。

基于ADS-B最小安全间隔评估研究

本文以广播自动监视技术(ADS-B)为主导,从监视系统的监视精度、作用范围和安全间隔入手,采用改进型Reich模型为基础,建立碰撞区和临近区、模型的延迟误差区、航迹固有偏差区的综合模型,结合国际民航组织的飞行安全指标,进行综合概率评估。进一步缩小ADS-B的碰撞最小飞行安全间隔,最后整合尾流安全区,进行航路流量预测。

基于航空器高度保持性能的风险碰撞模型优化

为提高Reich风险碰撞模型在“缩小垂直间隔”(Reduced Vertical Separation Minimum,RVSM)标准实施后的适用性。基于同一机型航空器的测高系统误差(Altimetry System Error,ASE)数据在超高空各高度层中并不服从相同分布且具有显著的统计学差异,针对现有的Reich模型对同一机型仍使用整个航空空域的ASE数值进行经验分布拟合的现状,对模型中ASE混合累积经验分布参数部分进行改进,添加高度层相关的参数,使原有仅根据机型进行累积的ASE经验分布细化为根据机型和高度层2部分进行累积。结果表明:改进后模型可准确体现ASE数据在不同高度层的差异性;采用改进的风险模型进行仿真计算,得到更加精确的结果;验证改进后模型的合理性和其在应用中的有效性。

航空器运行安全评估研究

在航空器安全运行评估策略的研究过程中,如何在保障安全的前提下,缩小垂直间隔(RVSM),进一步提高空域容量是空中交通管理中的一个重要问题。目前,安全评估策略的研究是民航领域的热点研究问题。在保持安全的前提下,提出碰撞风险模型,对于保障航空器运行安全、缩小垂直间隔都具有重要的意义。通过论述改进Reich模型的垂直间隔标准方法评估过程,有利于今后对航空器运行安全评估过程中的碰撞风险进行深入研究。