《空域碰撞风险的影响因素及评估的实证探析》12000字

目录1绪论 [32]，有空域规划过程中的基于纵向间隔的碰撞风险模型为(3-7)其中，和分别是两架航空器的侧向重叠概率和垂直重叠概率；和分别为航空器的发生碰撞时的水平相对速度和垂直相对速度；为航空器在航段飞行的时间，即有，这里是所研究航段的长度。当用航段长度考虑纵向间隔碰撞风险模型时，式（3-7）可表示为(3-8)综上，可见模型融入了航段长度、飞机的飞行速度、导航性能、纵向距离间隔或时间间隔等空域规划参数。3.3碰撞风险的计算说明：的单位是：次/飞行小时。3.3.1给定规定方案的碰撞风险计算由公式(3-8)计算可得不同规划方案的碰撞风险，见表3-2。3-2不同规划方案的碰撞风险计算序号纵向间隔RNP值速度航段长度1154480501.6387ⅹ10-92104480502.8984ⅹ10-6351220305.4649ⅹ10-14在表3-2中计算了3个规划方案的碰撞风险，在RNP-4情况下，航空器以480节的速度飞行在50海里的航段上，此时纵向间隔为15海里，该空域规划方案中航空器每飞行1小时发生的碰撞风险次数为1.6387ⅹ10-9次，符合规定每飞行小时的碰撞风险次数不超过5ⅹ10-9次的安全目标等级。同样在RNP-4情况下，纵向间隔为海里，速度节，航段长度海里情况下每飞行小时的碰撞风险次数为2.8984ⅹ10-5，不满足5ⅹ10-9次的安全目标等级。由表3-2可知，在其他条件不变的情况下，可通过将纵向间隔由10海里增加到15海里即可满足安全目标等级。因此，模型可以对不同规划方案进行碰撞风险估计，并可通过调整规划参数值，对方案进行改进并满足安全目标等级。3.3.2基于纵向间隔的碰撞风险计算考虑速度节，航段长度海里，并在RNP-4情况下，纵向间隔取不同值时的碰撞风险。此时，由公式(3-8)计算可得碰撞风险随纵向间隔的变化趋势，见图3-1。图3-1碰撞风险计算随纵向间隔的变化由图3-1可知碰撞风险随纵向间隔的增大而减小，又知碰撞风险和纵向间隔呈非线性关系，在此之下碰撞风险小于安全目标，可以确定在纵向间隔上飞行安全。3.3.3基于RNP值的碰撞风险计算考虑速度节，航段长度海里，纵向间隔海里情况下，RNP-n取不同值时的碰撞风险REF_Ref74059197\r\h[33]。由公式(3-8)计算可得碰撞风险随导航性能的变化趋势，见表3-3。表3-3不同RNP值的碰撞风险RNP值0.5148.4817ⅹ10-183.4662ⅹ10-77.1119ⅹ10-5由表3-3可知碰撞风险随着RNP-n值的减小而减小，又，知n越小，导航误差的标准差越小，此时的碰撞风险也越小，可见导航精度越高碰撞风险越小，这与实际是相符的，针对于RNP-1和RNP-4情况的碰撞风险大于了5ⅹ10-9次的安全目标，此时由于导航精度降低，可采取增加纵向间隔，保证飞行安全性。综上，可见利用所建立的碰撞风险模型能够对一定条件下的规划方案的碰撞风险进行估计，并能够计算不同参数值的碰撞风险，分析碰撞风险随参数的变化趋势。对不同的规划方案进行碰撞风险估计，可通过调整规划参数值，对方案进行改进并满足安全目标等级。碰撞风险随着参数纵向间隔的增大而减小；碰撞风险随着RNP-n值的减小而减小，在各因素影响下可以增加纵向间隔，保证飞机飞行安全。结论现阶段空域中交通管理必要的空域规划重要技术对我国航空运输业的前景影响较深，它直接联系到了航空规划发展的发展走向。在中国新经济高速发展的影响下，国内航空运输量承载器越来越沉重，尤其是2020年疫情的全面爆发后，我国高空运输行业规模逐渐横纵向延伸扩大，给空域交通流量运行不流畅造成消极的形势，不完善的区域航线规划结构直接对航空运输业发展产生比较大的影响，因此对空域资源分配及提高使用率做出最优规划配置就在眼前，所以本文针对空域规划的需求研究了碰撞风险模型，主要结论如下：1、通过阅读相关文献对航空器影响因素进行分析，通过对航空影响因素分析确定了飞机速度、导航性能及安全间隔等作为影响参数。2、基于正态分布、分布函数和独立事件等概率论理论，结合以往建模的方法和过程，对空域运行规划的碰撞风险建立了估计模型。3、将相关影响因素的数据输入到模型中，可以对空域规划方案的碰撞风险进行计算，初始间隔变大时和导航精度增加时，风险值将变小。因此在空中资源运行规划中，可以通过增加间隔和提升导航精度等方法降低飞机飞行碰撞风险。参考文献范中洲,郭婷婷,郑力铭.基于改进集对分析法的船舶碰撞风险评价[J].安全与环境学报,2021,21(02):470-474.吴俊.基于尾流特征的近距平行跑道配对碰撞风险研究[D].中国民航大学,2020.滕景杰.近距平行跑道配对进近的碰撞风险评估[D].中国民航大学,2020.谢春生,梁献匀,卢飞.基于统计分布的近距平行跑道配对进近纵向碰撞风险评估[J].科学技术与工程,2021,21(10):4284-4288.杨硕.大型无人机碰撞模型建模方法研究[D].河北科技大学,2019.杨敏.无人机与民航客机碰撞安全风险评估[D].中国民用航空飞行学院,2019.叶右军.飞机进近着陆阶段的碰撞风险模型研究[D].中国民用航空飞行学院,2019.曲玉玲.空中交通碰撞风险建模研究[D].南京航空航天大学,2012.林浩.大数据背景下航运交通特征的统计分析[J].船舶物资与市场,2021,29(04):99-102.KalantariMohsen,ZanganehShahrakiSaeed,YaghmaeiBamshad,GhezelbashSomaye,LadagaGianluca,SalvatiLuca.UnravelingUrbanFormandCollisionRisk:TheSpatialDistributionofTrafficAccidentsinZanjan,Iran[J].InternationalJournalofEnvironmentalResearchandPublicHealth,2021,18(9).黄金辉.中国民航空域规划问题与思考[J].中国航务周刊,2021(14):46-47.YuYao,ChenLiming,ShuYaqing,ZhuWanying.Evaluationmodelandmanagementstrategyforreducingpollutioncausedbyshipcollisionincoastalwaters[J].OceanandCoastalManagement,2021,203.MouJing.DesignofgeneralaviationairspaceplanningandmanagementsystembasedonGoogleEarth[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries,2021,1786(1).Do-HoonKim.Investigatingcollisionriskfactorsperceivedbynavigationofficersinaclose-quarterssituationusingashipbridgesimulator[J].Cognition,Technology&Work,2021(prepublish).汤广富,赵顾颢,陈金良,王瑀珩,韩科,孙继昆.巡逻空域效能评估模型[J].指挥信息系统与技术,2020,11(05):18-23.张洪海,邹依原,张启钱,刘皞.未来城市空中交通管理研究综述[J/OL].航空学报:1-28[2021-05-21]./kcms/detail/11.1929.V.20200929.1719.010.html.左谛,许有臣,金开研.基于航空器高度保持性能的风险碰撞模型优化[J].中国安全生产科学技术,2020,16(08):31-36.ZhangMingyang,MontewkaJakub,ManderbackaTeemu,KujalaPentti,HirdarisSpyros.ABigDataAnalyticsMethodforEvaluationofShip-ShipCollisionRiskReflectingRealOperationalConditions[J].ReliabilityEngineering&SystemSafety,2021(prepublish).张宏宏,甘旭升,辛建霖,徐畅,柯贤鑫.无人机运行风险评估及不确定性综述[J].科学技术创新,2020(10):18-19.黄晶晶,张洪海,祝前进,邹依原.复杂低空飞行安全态势评估指标研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2019,43(06):1038-1045.李溧.空中交通管理中的空域规划探讨[J].科技资讯,2019,17(01):133+135.KalantariMohsen,ZanganehShahrakiSaeed,YaghmaeiBamshad,GhezelbashSomaye,LadagaGianluca,SalvatiLuca.UnravelingUrbanFormandCollisionRisk:TheSpatialDistributionofTrafficAccidentsinZanjan,Iran[J].InternationalJournalofEnvironmentalResearchandPublicHealth,2021,18(9).RawsonAndrew,BritoMario.Acritiqueoftheuseofdomainanalysisforspatialcollisionriskassessment[J].OceanEngineering,2021,219.位放.基于位置误差概率模型的碰撞风险研究[D].中国民航大学,2018.王坤.航路运行的安全评估与安全间隔计算[D].中国民航大学,2015.杨晔.基于PBN的空域规划安全评估研究[D].南京航空航天大学,2015.PengLiqun,WangYiting,ZhangFan,ZhangJisheng,LiZhixiong.Evaluationofemergencydrivingbehaviourandvehiclecollisionriskinconnectedvehicleenvironment:Adeeplearningapproach[J].IETIntelligentTransportSystems,2021,15(4).InternationalCivilAviationOrganization,Doc9689-An/953,Manualonairspaceplanningmethodologyforthedeterminationofseparationminima,Montreal:InternationalCivilAviationOrganization,1998.CamposLMBC.ProbabilityofCollisionofAircraftwithDissimilarPositionErrors.JournalofAircraft,2001,38(4):593~599.张晓燕,潘卫军.RVSM空域内垂直间隔的安全评估.航空计算技术,2009,39(5):