基于马尔可夫方法的飞控系统安全性评估

安全性评估是适航符合性验证的重要方法。对马尔可夫分析在系统安全性评估中的应用进行了深入研究．给出了马尔可夫在系统安全性评估中的一般分析方法。运用马尔可夫方法和故障树方法分别对飞行控制系统的同一种失效状态进行了建模分析．并对二者的分析结果进行了比较,得出对并联顺序系统进行安全性分析时马尔可夫分析方法具有更高的定量分析精度,并克服了故障树静态分析特性的缺点。     

基于动态故障树分析的民用飞机辅助动力装置系统安全性评估

在民用航空工业领域,传统的故障树分析方法广泛运用于系统安全性评估。然而,包含系统/子系统运行的时序阐述以及备份、冗余表达在内的动态特性不能通过传统故障树呈现。另一方面,民用飞机辅助动力装置(APU)经常作为一个冗余系统运作,因而其行为可以通过运用动态故障树进行适当的描述。所以APU的这种特性激发了动态故障树分析在APU系统安全性评估上应用的关注。首先介绍了两种动态门(优先与门和冷备件门),其定量计算通过施用马尔可夫模型来呈现;然后分别通过传统故障树以及动态故障树分析了APU系统安全性评估的两个典型案例;最后进行了两种故障树分析(FTA)的比较,其结果显示出通过合理的应用,动态故障树(DFTA)方法达到了对于真实情况来说相当高的精度,并且对指数分布函数施用二阶近似后,其运算成本也是可以接受的。     

基于系统安全理论的适航安全性评估研究

以美国联邦航空条例(FAR)和中国民用航空规章(CCAR)为基础,围绕民机适航审定工作中的系统安全性评估流程和方法进行了探索和研究.首先,分析功能危险评估、初级系统安全性评估、系统安全性评估在系统安全性分析中所处的阶段和所起的作用,并探讨故障模式及其影响分析、故障树分析和共因分析等分析方法在适航性安全性评估中的应用.其次,以飞机系统框图为依据,分析系统发生故障可能造成的影响,并举例分析飞机系统中的部分单元的系统安全评估过程.通过研究系统安全理论在适航性安全性评估中的应用,为在航空器适航认证中进行安全性评估或验证提供了理论和方法支持,并有效说明了系统安全分析方法在航空器适航安全性评估中的良好适用性.     

基于故障树与马尔科夫分析模型的发动机系统安全性评估

安全性评估是发动机适航验证的重要方法之一,故障树与马尔科夫分析方法是安全性评估常用的方法,两种方法在安全性评估的不同时机具有各自的特点。针对故障树与马尔科夫在安全性评估中的应用时机进行了深入的研究,分析结果表明：对于失效率为常数的顺序相关的系统,若部件是主动失效部件(即姿伊t较小),应用故障树与马尔科夫分析方法均可准确评估系统的失效概率,采用故障树可以减少运算的复杂性;若部件是潜在失效部件,由于部件暴露时间较长(即姿伊t较大),使用马尔科夫的分析方法可以更精确的评估系统的安全性。     

基于故障树与马尔科夫分析模型的发动机系统安全性评估

安全性评估是发动机适航验证的重要方法之一,故障树与马尔科夫分析方法是安全性评估常用的方法,两种方法在安全性评估的不同时机具有各自的特点。针对故障树与马尔科夫在安全性评估中的应用时机行了深入的研究,分析结果表明:对于失效率为常数的顺序相关的系统,若部件是主动失效部件(即λ×t较小),应用故障树与马尔科夫分析方法均可准确评估系统的失效概率,采用故障树可以减少运算的复杂性;若部件是潜在失效部件,由于部件暴露时间较长(即λ×t较大),使用马尔科夫的分析方法可以更精确的评估系统的安全性。     

基于STPA的FADEC系统TLD安全性方法研究

为有效满足民航对于安全性和经济性的综合需求,运用全权限数字电子式系统冗余架构故障的限时派遣决策技术,通过梳理限时派遣分析应用的安全性方法,明确了系统理论分析的限时派遣安全性要素,发展了系统理论分析法辅助进行系统危险性评估方法,并通过建立安全性分析流程对限时派遣分析作出解释。结果表明该方法可以在传统安全性方法上对航空发动机型号适航评估提供系统性参考,也可以为判断故障对发动机LOTC事件的影响等级做出参考。     

基于模型检查的民用飞机飞控系统安全性评估

在以大型民机为代表的安全关键系统研制中,系统复杂度的提升极大地降低了依赖设计人员经验的传统安全性评估手段的效率与有效性,并带来了反复迭代困难等问题,基于模型的安全性评估方法(MBSA)能够显著降低研制过程的分析复杂度,提高安全性评估的工作效率。民机系统安全性评估指南ARP 4761A中也增加了MBSA相关的安全性评估工作。阐述了利用有限状态机与时态逻辑构建形式化安全性模型,开展安全性评估的基本原理,详细的分析过程及定义安全属性的方法,并以某民用飞机为对象,建立飞控系统副翼控制功能的SMV形式化模型,定义了副翼控制功能的形式化安全性需求,给出了基于形式模型的安全性属性验证评估案例,证明了基于形式化方法的安全性评估在民机系统安全性工作中的可行性。     

ETOPS系统安全性评估方法及应用研究

基于典型的ETOPS飞行过程,分析了ETOPS的故障组合状态．从时间函数的角度建模,修正了一般系统安全性评估方法的模型和参数,在国内首次提出了适用于ETOPS条件下的修正系统安全性评估模型,并进行了应用分析。模型可以用于在ETOPS特殊条件下对适航条款的符合性验证。     

民用涡桨飞机安全性评估标准应用研究

为提高民用飞机的安全性,在民用涡桨飞机研制阶段,首次应用最新版标准SAEARP 4761A开展了初步飞机安全性评估(PASA)工作,对飞机安全性架构进行了初步评估,得出了飞机安全性设计需求,通过这一过程将飞机安全性需求分配给相关系统,为开展系统级功能危害评估(SFHA)、初步系统安全性分析(PSSA)提供输入。通过完成初步飞机安全性评估工作,为适航审定当局在民机安全性分析方面的约束机制提供技术基础,为民机安全性分析提供参考和指导。     

国外军民用飞机系统安全性对比分析

以美国《空军系统安全性手册》、《FAA系统安全性手册》为基础,对国外军民用飞机系统安全性进行了简单介绍,并对国外军民用飞机系统安全性分析评估的技术要求、技术逻辑、方法、过程进行了比较,为梳理国内系统安全性工作、制定国内系统安全性分析评估要求提供参考。     

基于可修复故障树的民机燃油系统安全性分析

针对传统故障树和马尔科夫分析的不足,本文介绍了可修复故障树的基本原理,并以某型民机燃油系统为例,运用该方法进行系统安全性评估。根据分析的结果探讨了该方法在民机复杂系统安全评估中的适用性,供民机复杂系统安全评估人员参考。     

发动机控制系统限时派遣运行的成本优化方法

限时派遣TLD可以提高飞机的签派可靠度,降低由于航班延误或取消导致的运行损失。面向TLD分析建立了典型发动机控制系统马尔可夫模型,利用连续时间马尔可夫链CTMC推导了状态稳态频率公式,构建了系统单位时间运行成本模型。以平均完整性要求及签派可靠度要求为约束条件,以带故障派遣时间为决策变量,以系统单位时间运行成本以及签派可靠度为优化目标,分别构建了TLD分析的单目标和多目标优化模型。结合简化的发动机控制系统和实际全权限数字式发动机电子控制FADEC系统给出了工程应用实例,验证了模型的有效性。实例表明本文方法能够保证飞机在满足安全性要求和签派可靠度要求的条件下降低运行成本。     

基于贝叶斯网络的航空公司飞行安全系统评价

开展航空公司的飞行安全系统评价是提高飞行安全运行水平的重要措施。在对国内外相关研究成果进行分析和比较的基础上,结合飞行安全评价中的不确定性特点,利用飞行安全评价指标体系,建立了基于贝叶斯网络的飞行安全系统评价模型。该模型能够有效地处理专家意见一致或不一致的情形,并对系统进行预测及诊断分析。通过对某航空公司飞行安全运行状况的实例评价,结果表明此方法是合理有效的。     

基于蒙特卡罗仿真的FADEC系统多故障TLD分析方法

航空发动机电子控制系统的时间限制派遣(TLD)分析是飞机系统安全性分析的重要内容,是商用飞机及航空发动机型号合格审定的一项必要工作,传统方法无法解决多故障情形下的TLD问题。对多故障TLD方法进行了研究,提出了多故障派遣时的派遣间隔决策方法与维修策略决策原则,基于蒙特卡罗仿真提出了多故障TLD分析方法,结合具体案例验证了方法的有效性,并针对典型全权限数字式电子控制系统(FADEC)进行了多故障TLD分析。结论表明,与单状态马尔可夫模型方法相比,本文方法具有较高的精度,误差在0.25%左右,同时能够避免马尔可夫过程繁琐的建模工作,并且具备工程实用性。     

民用飞机照明系统安全性分析

民用飞机照明系统是飞机系统中一个重要的分支系统,不仅对飞机的安全、飞机性能的充分发挥、机组人员的工作效能起着重要的作用,而且对于旅客来说是评价飞机先进性和舒适性的一个不容忽视的重要组成部分。 民用飞机照明系统通常由驾驶舱照明、客舱照明、货舱与服务区照明、外部照明及应急照明五个功能独立的部分组成。 在照明系统研制过程中,为验证系统对 CCAR25. 1309 条款的符合性,通常遵循 SAE ARP 4761 提出的安全性评估工作方法。 基于安全性评估工作方法, 以照明系统为对象,在设计阶段,通过初步安全性分析确定了系统安全性设计目标、提出了系统架构,在验证阶段,通过运用多种工具对提出的安全性目标进行验证。 此外,探讨了整个系统研制过程中的安全性分析工作的具体方法,为民用飞机安全性分析提供借鉴。     

舰载机系统安全的模糊综合评判方法

为了对舰载机系统进行安全性评估,建立了评估指标体系和评估方法.将舰载机系统综合安全度分为系统管理安全度和由飞行、航空保障、维护与维修3个子系统组成的"人-机-环境"安全度.系统的安全度被划分为5个等级,依据模糊综合评判方法计算系统的安全度.当综合安全度低于4时,说明系统未达到较好的安全状态.对评估数据的分析,可以找出被评为中等以下且隶属度较大的因素,对问题进行分析整改,以提高系统的综合安全度.     

航空公司安全评估系统

基于“人、机、环境”系统工程理论,在分析中国民航事故的基础上,发展了重视人的因素和管理因素的航空公司安全评估系统,该评估系统具有客观评估安全形势、发现薄弱环节和引导航空公司安全行为的功能。最后给出了航空公司安全评估实例。     

飞机空调系统动态安全分析

目前，飞机空调系统的安全性分析多基于固定故障状态，未考虑故障动态发展与变化，且仅能进行定性分析，因此有必要对飞机空调系统开展精准安全性分析。基于空调系统FMEA 中的根故障参数，借助Markov 时间序列求解故障横向转移路径，利用联合概率分布及Bayes 算法求解故障等级与概率，实现横向定性又定量的安全性分析；运用Monte Carlo 仿真求解故障纵向升级路径、故障等级与概率，实现纵向定性又定量的安全性分析。结果表明：动态定性又定量的安全性分析可以精准地判定飞机空调系统的安全性、故障状态下的放行结论及放行要求，具有较好的工程应用价值。