高高原机场飞行区航空器地面事故火灾风险评估方法研究

发布时间：2020-11-14 00:27

　　 随着我国高原地区的经济发展,更多的高高原机场正在西部高海拔地区新建和建扩,我国成为世界上高高原机场数量最多的国家。然而,高高原机场运行环境恶劣,存在许多比平原地区机场严重的运行安全问题,如人员高原反应、飞行性能下降、气象条件恶劣等。高高原机场的特殊运行环境不仅提高了航空器发生地面事故并诱发火灾的风险概率,且低压低氧环境中的火灾危险性相比平原地区更高。因此,本文对高高原机场飞行区航空器地面事故火灾风险评估方法进行研究,提出基于运行状态建模和仿真评估相结合的定量风险评估方法,构建高高原机场飞行区航空器地面事故火灾风险评估模型,填补现有高高原机场飞行区航空器地面事故和机场飞行区火灾风险评估研究的空白。首先,分析高高原机场运行特殊性,基于人、机、环、管四要素辨识高高原机场飞行区火灾风险因素,并基于78年来世界民航航空器事故统计,统计得到航空器地面事故诱发火灾的风险概率。其次,通过大量文献调研,研究火灾发生发展过程和低压低氧环境中火灾燃烧特性,基于人员对火灾烟气的耐受程度,依据火灾对人员、航空器的影响划分高高原机场火灾危险性等级。然后,从高高原机场场面运行状态表征的角度,对航空器地面滑行碰撞事故诱发火灾、航空器冲/偏出跑道事故诱发火灾和除此之外的其他小概率事故诱发火灾的三种主要场景分别建立风险概率模型。首先基于Reich风险模型思想,分别对航空器跟驰碰撞、交叉碰撞和汇入碰撞建立航空器地面碰撞风险概率模型。其次,基于高高原机场滑跑距离修正对航空器冲出跑道建立风险概率模型,基于贝叶斯网络得到不同风险因素下航空器偏出跑道的风险概率。最后,结合航空器地面事故诱发火灾的统计概率和高高原机场火灾危险性等级,建立高高原机场飞行区航空器地面事故火灾风险评估模型。最后,建立高高原机场飞行区航空器地面事故火灾风险评估仿真系统,对高高原机场飞行区航空器地面事故火灾风险评估模型进行验证。设计航空器地面事故火灾风险概率评估模块和航空器火灾应急疏散与火灾危险性评估模块,包括运行规则、逻辑流程、参数设置和仿真场景设置。仿真分析某高高原机场飞行区航空器事故火灾风险点的区域分布特征和月度分布特征,并统计高高原机场航空器火灾应急疏散中的死亡人数,评价高高原机场火灾危险性等级。最后,对高高原机场飞行区航空器地面事故火灾风险进行综合评估,比较高高原机场与平原机场的飞行区航空器地面事故火灾风险。仿真结果表明,海拔高度对机场飞行区航空器地面事故火灾风险具有明显影响,高高原机场飞行区航空器地面事故火灾风险与平原机场相比明显增大,需要对高高原机场飞行区内的跑道区域和冲/偏出跑道事故类型运行加强防范,提高安全运行水平。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V328
【部分图文】：

南京航空航天大学硕士学位论文第一章 绪论1.1 引言目前全球共计有 47 个高高原机场，主要集中在中国、尼泊尔、秘鲁、玻利维亚、厄瓜多尔等国，我国的高高原机场占比高达 42.6%，但是缺乏针对高高原机场的运行管理规则，没有发达国家先进的高高原机场管理经验作为参考。由图 1.1 的世界地形图所示，高原地区主要分布在北美、南美和中亚地区，我国海拔 1500 米以上的高原占全国总面积的三分之一，其中青藏高原平均海拔超过 4000 米。高高原机场运行过程中，会存在比许多低海拔地区机场严重的运行安全问题，如人员高原反应、飞行性能下降等，容易发生航空器地面事故而诱发火灾，威胁高原地区机场的运行安全。

图 1.2 我国高高原机场起降架次和数量统计图但是，高高原机场的运行情况较平原机场具有很大的特殊性。高原山区气象条件复杂、低能见度，大温差，多雷暴、阵性风、风切变，增加了民航运输难度，航空器运行存安全隐患，容易因为航空器地面事故诱发火灾。首先，高原环境对人的生理和心理有巨，高原机场特有的缺氧环境及复杂任务条件对机场地面服务人员、空中交通管制员、飞员的认知能力、情景意识均可能产生极其重要的作用，从而直接影响到高高原机场飞行的安全有序运行，容易发生航空器地面事故，进而引发火灾。与此同时，高高原机场的境和复杂恶劣气象条件使得飞机运行机动性能锐减，增加了场面运行风险。民用机场的险性大、人员伤亡大、灾后损失大、社会影响大，因此是我国消防重点保护单位。且高场在“环、机、人”三方面均存在较大的运行风险和特殊性，在飞行区场面运行中容易出安全问题从而诱发火灾。因此高高原机场的航空器运行安全和火灾风险评估研究成为重，需要加强对于航空器地面事故火灾风险的管理，保障高高原机场飞行区的安全运行。综上所述，高高原机场在我国民航运输业发展规划和国民经济均衡发展中均占有重要地安全、有序和高效的运行直接关系到我国整个民航运输系统的运行安全和质量。相比于原机场，高高原机场运行因其海拔高、空气密度小、净空条件与气象条件恶劣等特征，

木碰撞、碰撞车辆、与机场边界墙和护栏碰撞，共计 15 项。据统计，约有 69%的飞机火灾事故发生在机场内。各类事故中均有诱发火灾的可能性，对全球航空器地面事故数及其诱发火灾的事故数进行统计，如图 2.4 所示。图 2.4 1942-2018 世界航空器地面事故和诱发火灾事故统计根据图 2.4 的统计，航空器地面相撞事故发生 59 起，航空器冲/偏出跑道发生 98 起，在机场飞行区航空器地面事故中占据较大比重。在 98 起航空器冲/偏出跑道事故中，起火次数为 11起，起火概率CP 约为 11.22%。而根据 Moretti 的研究，航空器冲/偏出跑道诱发火灾的概率为12%[52]，导致旅客和机组死亡率约为 36％
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本文编号：2882836