面向空管运行的定量安全风险评估

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1、中图分类号：V355论文编号：102870714-S019学科分类号：082302硕士学位论文面向空管运行的定量安全风险评估研究生姓名朱江源学科、专业交通信息工程及控制研究方向空中交通安全评估指导教师隋东副教授南京航空航天大学研究生院民航学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofCivilAvationQuantitativeSafetyAssessmentforATCOperationAThesisinSafetyAssessm

2、entofAirTrafficManagementbyZhuJiangyuanAdvisedbyProf.SuidongSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空

3、航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着民用航空的高速发展，各大枢纽机场的航班吞吐量越来越趋于设计饱和，机场终端空域中航班流量急剧增多、密度越来越高，终端区内空管运行环境日益复杂。而在终端区内有限的空域中，经常存在航班流汇聚或交叉的情况，而这些汇聚或交叉点在大流量运行条件下将更容易产生飞行冲突等事故。因此，需要一种科学而定量的方法对大流量机场终端区的空管运行、尤其是容易产生冲突的热点

4、区域进行安全性的仿真评估。本文根据机场终端区内航空器运行特点，对终端区内的航线汇聚点和交叉点进行仿真分析。选用TOPAZ安全评估框架，总结TOPAZ评估框架的评估流程与各流程中所常用的评估方法，并对该框架下的风险分析部分安全评估关键技术展开研究与讨论。本文创新性地利用动态着色Petri在复杂系统中强大的建模能力，构建了基于着色Petri网的航空器运行模型，并对航空器在终端区内的运行进行建模；根据汇聚点或交叉点的管制环境，建立飞行冲突风险模型，从而构建了一种全新的面向空管运行的定量安全评估方法。通过对上海终端区内大流量运行条件下的航班历史数据进行统

5、计分析，得出航班过点时间分布与机型分布，根据不同的机型生成随机航班流，最终采用上述定量安全评估方法，利用蒙特卡洛仿真方法对模型进行仿真模拟，得出目标汇聚点与交叉点处的航空器运行冲突风险概率。关键词：空管安全评估，TOPAZ，着色Petri网，冲突风险分析I面向空管运行的定量安全风险评估ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofcivilaviation,themajorhubairportsthroughputdesignsbecomemoreandmoresaturated.Flightflowincreasesrapi

6、dlyinairportterminalairspace.ATCoperati-onenvironmentisbecomingmoreandmorecomplex.Limitedbytheterminalairspace,flightflowoftenexistsconvergenceorcrosspoints,whichcouldbeleadtoanaccident.Therefore,thereisaneedofascientificandquantitativeapproachtoscientificsafetyassessmentfort

7、erminalcontrolarea.Accordingtothecharacteristicsofaircraftoperationinairportterminalarea,thispaperperformedaseriesofsimulationandanalysisforcrosspointsandconvergencepointsinterminalarea.ThispaperchooseTOPAZsafetyassessmentframeworkandsummarizedevaluationprocessandkeytechnolog

8、iesforsafetyassessment.ThepaperalsousedthecoloredPetriformodelingthe