民航机务维修系统风险管理关键技术研究及系统实现

发布时间：2020-08-08 13:26

【摘要】：安全是保证航空公司运营的关键。加快民航安全管理体系(Safety Management System,S MS)发展,提高安全服务水平是航空公司面临的重要挑战。风险管理作为SMS的核心和关键,具有至关重要的地位。作为航空公司三大子系统之一的机务维修系统,其风险管理工作是一项紧要、繁杂的系统工程。近年来,全球民航事业呈现出蓬勃发展的态势,我国的民航机队已进军全球第二大航空运输机队,传统的“事后管理”模式的风险管理方法存在重理论、轻实践的现象,不能有效削减安全综合保障水平与民航迅速发展现状之间的矛盾。业务连续性管理(Bu siness Continuity Management,BCM)是一种新兴的企业风险管理流程,它强调意灾难和事故事前的控制和预防以及意外事故发生后的立即响应,这正与SMS中提出的“安全第一、预防为主”的方针保持一致。于此同时,民航空管局于2011年5月在《民航空中交通管理安全管理体系建设指导手册(第三版)》中强调了“民航空管运行单位应当建立应急计划,并协调相关单位的应急预案,实现正常运行和应急状况之间的相互转换”的工作方针。因此,开展预防为主的安全风险评估和应急预案演练研究是一项迫在眉睫的工作。本文提出了基于业务连续性管理体系(B CMS)理论的风险管理流程,开展了民航飞机维修和安全管理风险评估的理论方法和应用技术的研究,分别从项目启动和管理、业务影响分析、风险评估、安全风险控制以及应急预案仿真演练五个方面展开机务维修系统风险管理关键技术的研究,开发了机务维修安全风险评估与决策支持系统。主要研究内容和本文的成果总结如下:(1)首先通过业务影响分析,确定飞行安全和维修质量管理是确保机务维修系统正常运行的两大关键功能,通过综合历史文献分析法和调查问卷法,确定航空公司机务维修系统安全风险的风险源,并在风险源识别的基础上确定所有底层指标,明确指标间的隶属关系。提出运用粗糙基理论优化指标体系,根据约简结果消除冗余指标,最终建立了一套科学化、规范化、系统化的安全风险评估指标体系。(2)人因可靠性的量化方法研究。由于人为因素在机务维修中占有重要地位,将人因工程理论的定量研究方法运用于民航维修人员可靠度的计算中,运用成功似然指数法确定维修人员的初始失误率,根据维修差错决断方法中维修差错类别的分类确定人误形成因子影响值,最终得到人的可靠度的量化值是在传统定性分析上的一次突破,对于分析、预测、减少和预防民航维修人员的维修差错具有重要意义。(3)安全风险评估技术研究。考虑到机务维修系统影响因素错综复杂众多且定性定量指标之间相互掺杂的特点,基于层次分析法确定指标权重,分别运用多级模糊综合评价法和灰色系统理论方法量化定性指标。根据贝叶斯网络适合处理不确定问题和易于直观表达指标之间的因果关系的优势,运用贝叶斯网络完成综合评估模型,依据航空公司安全历史数据作为贝叶斯网参数学习的案例,获取条件概率表,采用贝叶斯网络软件Netica建立了安全风险评估模型,并完成各种概率分析运算,通过发挥两种方法的优势和集成作用,提高了风险评估的效果和准确度。该风险评估方法还可以推广到其他类似的复杂系统风险评估中。(4)针对目前研究安全风险缺乏前瞻性的预测分析,对未来安全状况的预测大多参照历史经验,本文在贝叶斯网络综合评估结果的基础上,运用卡尔曼滤波理论预测安全风险发生的概率。为实时监测机务维修系统的安全状况,并有效观测影响机务维修系统安全状况的主要指标,运用基于BN的指标灵敏度分析和警告管理实时监测航空公司风险,为降低风险、控制风险提供决策支持。(5)考虑目前我国民航的应急预案工作还停留在理论研究,预案的编制大多依赖于维修经验,应急演练还是以传统的实地演练为主,提出将Agent作为低层支撑技术应用于应急预案仿真演练中,与航空公司现有的应急预案相协调,实现正常运行与紧急情况之间的相互转换。考虑到航空公司已积累了丰富的维修案例,因此本文将基于案例推理与多Agent技术结合起来研究,应用于机务维修系统应急预案中。整个多Agent系统由10个Agent组成,包括飞机Agent,MCC中心Agent,基地中心Agent,生产支援部Agent,车辆Agent,技术支援部Agent和案例管理Agent。并选取应急预案典型案例进行仿真演练,对提高机务维修系统应急能力、机务维修的效率和航空公司风险管理水平均具有重要意义。(6)设计和开发了基于B/S架构的航空公司机务安全风险评估与决策支持系统。利用Netica-J API软件的JAVA类库完成了基于贝叶斯网络的综合评估,通过实例的应用,证明了本系统评估正确率高、可信度高,评估响应时间迅速的特点。软件系统经过某航空公司2年的试运行,证明了本系统评估正确率高、可信度高,评估响应时间迅速的特点,系统的设计为航空公司机务维修安全评估工作提供了实际应用价值。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：V267;V35

【参考文献】