CN111814257B - 民用飞机的运营可靠度分析方法、系统及电子设备 - Google Patents

民用飞机的运营可靠度分析方法、系统及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及民用飞机可靠性分析技术领域，具体公开一种民用飞机的运营可靠度分析方法、系统及电子设备。该方法包括基于MMEL确定民用飞机运营中断的敏感性因素；根据民用飞机运营中断的敏感性因素，并结合MMEL确定民用飞机运营可靠度分析数据需求；根据民用飞机运营可靠度分析数据需求，并结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型。由于在建立民用飞机运营可靠度分析模型之前，预先基于MMEL确定了各种造成民用飞机运营中断的敏感性因素，在此基础上所确定的运营可靠度分析数据需求涵盖范围较广，并且适用于民机研制阶段的可靠性分析，进而使得最终建立的运营可靠度分析模型能够适用于在民机研制阶段对民用飞机的运营性能进行较为全面的分析。

Description

民用飞机的运营可靠度分析方法、系统及电子设备
技术领域
本发明涉及民用飞机可靠性分析技术领域，特别是涉及一种民用飞机的运营可靠度分析方法、系统及电子设备。
背景技术
目前，民用飞机的可靠性研究已逐渐成为民航业关注焦点，其中，以签派可靠度表征民用飞机可靠性的研究较为广泛。签派可靠度是民机可靠性设计中的重要指标，能够直接反映飞机的市场运营情况，影响飞机的经济性水平，是目前航空公司十分关注的可靠性指标之一。
但是，签派可靠度指标覆盖民用飞机运营范围有限，主要侧重因机械故障而导致的延误，而未综合考虑航班取消、转场和返场等众多运营因素，并且，现有的签派可靠度分析方法中，分析因机械故障导致航班延误的颗粒度较粗，未能有效覆盖众多关键因素。而运营可靠度指标覆盖民用飞机运营范围较广，能够较为全面反映民用飞机的运营性能，但是目前针对民用飞机研制阶段缺少运营可靠度分析评估方法。
发明内容
基于此，有必要针对民用飞机研制阶段缺乏运营可靠度分析评估的问题，提供一种民用飞机的运营可靠度分析方法、系统及电子设备。
一种民用飞机的运营可靠度分析方法，所述方法包括：
基于MMEL确定民用飞机运营中断的敏感性因素；
根据民用飞机运营中断的敏感性因素，并结合MMEL确定民用飞机运营可靠度分析数据需求；
根据民用飞机运营可靠度分析数据需求，并结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型。
在其中一个实施例中，所述基于MMEL确定民用飞机运营中断的敏感性因素的步骤包括：
确定造成民用飞机运营中断的若干影响因素；
基于MMEL，确定各影响因素对民用飞机运营中断的影响机制；
从若干影响因素中筛选出影响民用飞机运营中断的敏感性因素。
在其中一个实施例中，所述若干影响因素包括航班延误、航班取消、空中返场、地面返场、转场、终止起飞、替换、管道泄漏、电缆堵塞以及软件应用程序影响因素；所述敏感性因素包括航班延误、航班取消、空中返场以及转场中的任意一种或多种。
在其中一个实施例中，所述基于MMEL，确定各影响因素对民用飞机运营中断的影响机制的步骤包括：
基于MMEL，将影响签派的设备分为一类设备、二类设备和三类设备；
当所述一类设备故障时，进行设备拆换工作，若设备拆换时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消；
当所述二类设备故障时，若机长同意保留故障放行，则进行保留故障的必要工作，若必要工作时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消，否则航班正常，但若在故障保留期内再次出现故障，则进行设备拆换工作，若设备拆换时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消；若机长不同意保留故障放行，进行设备拆换工作，若设备拆换时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消；
当所述三类设备故障时，若机长同意保留故障放行，则进行保留故障的必要工作，若必要工作时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消，若机长不同意保留保障放行，进行设备拆换工作，若设备拆换时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消。
在其中一个实施例中，所述根据民用飞机运营中断的敏感性因素，并结合MMEL确定民用飞机运营可靠度分析数据需求的步骤包括：
基于不同的敏感性因素，并结合MMEL，确定影响民用飞机运营中断的关键参数；
其中，影响民用飞机运营中断的关键参数包括航班延误关键参数、航班取消关键参数、转场关键参数以及返场关键参数，所述航班延误关键参数和所述航班取消关键参数均包括平均故障时间、平均非计划拆换时间、设备类型、机长自信度、设备拆换时间、必要工作时间、设备装机数、设备签派数量、设备保留故障期限、允许停场时间、平均航班时间、空中中断率、MMEL类别、MMEL状态以及无故障发现率；所述转场关键参数和所述返场关键参数均包括发动机停车率和客舱中断率。
在其中一个实施例中，所述民用飞机运营中断类型包括地面中断和空中中断；
所述根据民用飞机运营可靠度分析数据需求，并结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型的步骤包括：
根据民用飞机运营中断的关键参数分别建立地面中断率评估模型和空中中断率评估模型；
根据所述地面中断率评估模型和空中中断率评估模型建立运营中断率模型，进而建立运营可靠度模型。
在其中一个实施例中，所述根据民用飞机运营中断的关键参数建立地面中断率评估模型的步骤包括：
根据所述民用飞机运营中断的关键参数，分别建立由所述一类设备、所述二类设备及所述三类设备造成中断的概率模型；
根据所述一类设备、所述二类设备及所述三类设备造成中断的概率模型确定所述地面中断率评估模型。
在其中一个实施例中，根据所述民用飞机运营中断的关键参数建立的由所述一类设备造成中断的概率模型为：
Figure BDA0002591874020000041
其中，PI为一类设备造成中断的概率；Ntotal为设备装机总数；MTBUR为平均非计划拆换时间；MFL为平均航班时间；TA为允许停场时间；t′为预设时长；t为平均设备拆换时间；P(t＞TA+t′)为由设备失效且维修时间大于允许时间概率。
在其中一个实施例中，根据所述民用飞机运营中断的关键参数建立的由所述二类设备造成中断的概率模型为：
Figure BDA0002591874020000042
其中，PII为二类设备造成中断的概率；Pcrew为机长自信度；Ntotal为设备装机总数；MTBUR为平均非计划拆换时间；MFL为平均航班时间；TA为允许停场时间；t′为预设时长；t为平均设备拆换时间；P(t＞TA+t′)为由设备失效且维修时间大于允许时间概率；T为必要工作时间；P(T＞TA+t′)为必要工作时间大于允许时间概率；P(T＜TA+t′)为必要工作时间小于允许时间概率。
在其中一个实施例中，根据所述民用飞机运营中断的关键参数建立的由所述三类设备造成中断的概率模型为：
Figure BDA0002591874020000051
其中，PIII为三类设备造成中断的概率；Pcrew为机长自信度；Ntotal为设备装机总数；MTBUR为平均非计划拆换时间；MFL为平均航班时间；TA为允许停场时间；t′为预设时长；t为平均设备拆换时间；P(t＞TA+t′)为由设备失效且维修时间大于允许时间概率；T为必要工作时间；P(T＞TA+t′)为必要工作时间大于允许时间概率。
在其中一个实施例中，所述必要工作时间分布和所述平均设备拆换时间分布均呈指数分布或正态分布或对数分布或威布尔分布或均匀分布。
在其中一个实施例中，根据所述一类设备、所述二类设备及所述三类设备造成中断的概率模型确定的所述地面中断率评估模型为：
Figure BDA0002591874020000052
Figure BDA0002591874020000053
其中，GIA/C为整机级地面中断率；fi：第i个设备故障导致运营中断权重系数；PI为一类设备造成中断的概率；PII为二类设备造成中断的概率；PIII为三类设备造成中断的概率；
根据民用飞机运营中断的关键参数建立的空中中断率评估模型为：
AIA/C＝2×PIFSD
其中，AIA/C为整机级空中中断率；PIFSD为发动机停车概率；
根据所述地面中断率评估模型和空中中断率评估模型建立的运营中断率模型为：
OIA/C＝AIA/C+GIA/C
其中，OIA/C为整机级运营中断率；AIA/C为整机级空中中断率；GIA/C：整机级地面中断率；
建立的运营可靠度模型为：
ORA/C＝1-OIA/C
其中，ORA/C：整机级运营可靠度，OIA/C为整机级运营中断率。
在其中一个实施例中，在所述根据民用飞机运营可靠度分析数据需求，并结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型的步骤之后，所述方法还包括：
根据所述民用飞机运营可靠度分析模型进行民用飞机运营可靠度分析。
一种民用飞机的运营可靠度分析系统，包括：
第一确定单元，用于基于MMEL确定民用飞机运营中断的敏感性因素；
第二确定单元，用于根据民用飞机运营中断的敏感性因素，并结合MMEL确定民用飞机运营可靠度分析数据需求；
建立单元，用于根据民用飞机运营可靠度分析数据需求，并结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型。
一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
上述民用飞机的运营可靠度分析方法，首先基于MMEL确定造成民用飞机运营中断的敏感性因素，然后根据敏感性因素，并结合MMEL确定民用飞机运营可靠度分析数据需求，最后结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型。由于在建立民用飞机运营可靠度分析模型之前，预先基于MMEL确定了各种造成民用飞机运营中断的敏感性因素，在此基础上所确定的运营可靠度分析数据需求涵盖范围较广，并且适用于民机研制阶段的可靠性分析，进而使得最终建立的运营可靠度分析模型能够适用于在民机研制阶段对民用飞机的运营性能进行较为全面的分析。
附图说明
图1为本申请实施例一提供的民用飞机的运营可靠度分析方法的流程框图；
图2为本申请实施例一提供的民用飞机的运营可靠度分析方法中步骤S20的流程框图；
图3为本申请实施例一中民用飞机的运营中断的各类因素的分类示意图；
图4为本申请实施例一中基于MMEL对航班取消/延误的影响机制进行分析的流程示意图；
图5为本申请实施例一提供的民用飞机的运营可靠度分析方法中步骤S60的流程框图；
图6为本申请实施例一提供的民用飞机的运营可靠度分析方法中步骤S601的流程框图；
图7为本申请实施例一提供的民用飞机的运营可靠度分析方法另一种实施方式的流程框图；
图8为本申请实施例二提供的民用飞机的运营可靠度分析系统的结构示意图；
图9为本申请实施例三提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
由于民用飞机的安全可靠性涉及到国家重大经济和社会效益，因此，目前民用飞机的可靠性研究成为民航业关注焦点。其中，以签派可靠度表征民用飞机整机可靠性研究较为广泛，涵盖飞机的固有可靠性和航线运营可靠性。
研究人员发现，签派可靠度分析评估方法主要包括两大类，一类是基于PMMEL/MMEL分析，即，从系统构型角度，针对签派过程，采用逻辑决断法，对三类设备进行分析，结合出勤延误率等，得到签派可靠度解析表达式；另一类是基于概率统计分析，分析统计延误数据，采用线性回归、相似比较法、专家调查法以及模糊综合判断法等得到签派可靠度解析表达式。
但是，签派可靠度涵盖分析因素有限，且分析过程中颗粒度较粗，未能有效覆盖众多关键因素，例如，其未综合考虑到航班取消、转场和返场等众多运营因素对航班中断的影响，这使得签派可靠度指标无法全面反映民用飞机的运营性能。而运营可靠度指标覆盖民用飞机的运营范围较广，但是目前尚未形成一套完善的运营可靠度分析评估方法。
针对上述问题，本申请提供了一种民用飞机的运营可靠度分析方法、系统及电子设备。
以下是本文中涉及到的一些缩略语的解释：
MTBUR：Mean Time Between Unscheduled Removals平均非计划拆卸维修间隔时间
MTBF：Mean Time Between Failure平均故障间隔时间
NFF：No Found Fault无故障发生
MTTR(Hrs):Mean Time To Restore平均换件(修复)时间间隔
MMEL：Master Minimum Equipment List主最低设备清单，是指民航总局批准的在特定运行条件下可以不工作仍能保持可接受的安全水平的设备项目清单。
MEL：Minimum Equipment List最低设备清单，是指运营人依据MMEL并考虑航空器的构型、运行程序和条件为其运行所编制的设备项目清单。
A/C：Aircraft飞机/整机级。
DR：Dispatch Reliability签派可靠度,签派可靠度是指飞机不因机械原因造成延误15min以上或者航班取消的概率。
OR:Operational Reliability运营可靠度，航班起飞和到达未发生运营中断的百分比。其中，OR＝1-OI。
OI：Operational Interruption rate运营中断率，运营中断次数/起飞(收入)次数。其中，OI＝AI+GI。
AI：Air Interruption rate空中中断率，由于已知或疑似故障或飞行中缺陷，包括转场和返场。其中，AI＝IFTB+DIV。
IFTB：Air Turn Back返场,由于飞机部件发生故障或疑似故障，飞机返回原起飞机场。
DIV：Diversions转场，由于飞机部件发生故障或疑似故障，飞机降落到另一机场，非原计划降落机场。
GI：Ground Interruption地面中断率，地面中断可以是大于15min飞行调度(包括：地面返场、终止起飞和替换航班)，或者航班取消。
实施例一
如图1所示，本实施例提供的民用飞机的运营可靠度分析方法包括以下步骤：
步骤S20、基于MMEL确定民用飞机运营中断的敏感性因素。
MMEL全称为Master Minimum Equipment List，又称主最低设备清单，是指民航总局批准的在特定运行条件下可以不工作仍能保持可接受的安全水平的设备项目清单。民用飞机运营中断的敏感性因素指的是造成民用飞机运营中断的主要因素。确定敏感性因素的方法不唯一，可以先列出所有可能会造成民用飞机运营中断的因素，再从中挑选出主要的因素作为敏感性因素，也可以直接确定出主要因素作为敏感性因素，还可以采用其他方法，在此不一一列举。
需要说明的是，本实施例中，在确定敏感性因素的过程中，主要是从MMEL构型角度出发，综合考虑主最低设备清单中的设备对中断的影响，适用于民用飞机研制阶段的可靠性分析。
步骤S40、根据民用飞机运营中断的敏感性因素，并结合MMEL确定民用飞机运营可靠度分析数据需求。
当确定了民用飞机运营中断的敏感性因素，即可根据各敏感性因素对应的影响机制确定与敏感性因素相关联的民用飞机运营可靠度分析数据需求，本实施例中，在确定数据需求的过程中，结合了主最低设备清单中设备的影响机制。
步骤S60、根据民用飞机运营可靠度分析数据需求，并结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型。
上述民用飞机的运营可靠度分析方法，首先基于MMEL确定造成民用飞机运营中断的敏感性因素，然后根据敏感性因素，并结合MMEL确定民用飞机运营可靠度分析数据需求，最后结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型。由于在建立民用飞机运营可靠度分析模型之前，预先基于MMEL确定了各种造成民用飞机运营中断的敏感性因素，在此基础上所确定的运营可靠度分析数据需求涵盖范围较广，并且适用于民机研制阶段的可靠性分析，进而使得最终建立的运营可靠度分析模型能够适用于在民机研制阶段对民用飞机的运营性能进行较为全面的分析。
在其中一个实施例中，如图2所示，步骤S20,即，基于MMEL确定民用飞机运营中断的敏感性因素的步骤包括以下步骤：
步骤S201、确定造成民用飞机运营中断的若干影响因素。
具体地，可以列出导致民用飞机运营中断的所有可能的因素，例如因机械故障导致的航班延误、航班取消、空中返场、地面返场、转场、终止起飞、替换、气象因素以及空中交通管制等。参考图3，假设将中断类型分为地面中断和空中中断，那么地面中断因素可以包括航班延误、航班取消、地面返场、终止起飞以及替换等，空中中断因素可以包括转场和空中返场等，下表是针对各个影响因素的介绍：
表1
Figure BDA0002591874020000121
Figure BDA0002591874020000131
另外，导致民用飞机运营中断的因素还可以包括：液压管道泄露、气动管道泄露、电缆堵塞以及软件应用程序等。
步骤S202、基于MMEL，确定各影响因素对民用飞机运营中断的影响机制。
其中，主最低设备清单中可以包含多类设备，该步骤主要是针对不同类别的设备出现故障时的情形进行分析，以确定对民用飞机运营中断的影响，主要测重于航班延误和航班取消两种影响因素。
在其中一个实施例中，步骤S202进一步包括以下步骤：
基于MMEL，将影响签派的设备分为一类设备、二类设备和三类设备。其中，一类设备属于对于飞机安全明显有着重大影响的设备，该类设备出现故障时，不允许签派；二类设备属于对飞机安全有一定影响的设备，但在一定限制条件下通过一定的必要工作可以确保短时间飞行安全的设备，该类设备出现故障时，在满足相应限制条件下允许带故障签派；三类设备属于对飞行安全没有影响的设备，该类设备出现故障时允许签派。
参考图4，当一类设备出现故障时，进行设备拆换工作，若设备拆换时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消；
当二类设备出现故障时，若机长同意保留故障放行，则进行保留故障的必要工作，若必要工作时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消，否则航班正常，但若在故障保留期内再次出现故障，则进行设备拆换工作，若设备拆换时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消；若机长不同意保留故障放行，进行设备拆换工作，若设备拆换时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消；
当三类设备出现故障时，若机长同意保留故障放行，则进行保留故障的必要工作，若必要工作时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消，若机长不同意保留保障放行，进行设备拆换工作，若设备拆换时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消。
上述预设时长可以设定为10分钟或15分钟或20分钟等，保留故障的必要工作包括维修程序(M项)或运行程序(O项)等。
步骤S203、从若干影响因素中筛选出影响民用飞机运营中断的敏感性因素。
具体地，可以根据实际经验从若干影响因素中筛选出敏感性因素，例如，从因机械故障导致的航班延误、航班取消、空中返场、地面返场、转场、终止起飞、替换、气象因素以及空中交通管制等影响因素中筛选出航班延误、航班取消、空中返场以及转场作为四类敏感性因素，或者将航班延误和航班取消作为敏感性因素，或者将航班延误、航班取消、空中返场和地面返场作为敏感性因素，本实施例中优选地将航班延误、航班取消、空中返场以及转场作为四类敏感性因素，以进行后续分析。其中，地面中断对应的敏感性因素包括航班延误和航班取消，空中中断对应的敏感性因素包括空中返场和转场。
在其中一个实施例中，步骤S40，即，根据民用飞机运营中断的敏感性因素，并结合MMEL确定民用飞机运营可靠度分析数据需求的步骤包括：基于不同的敏感性因素，并结合MMEL，确定影响民用飞机运营中断的关键参数。
其中，敏感性因素包括航班延误、航班取消、空中返场以及转场，相应地，影响民用飞机运营中断的关键参数包括航班延误关键参数、航班取消关键参数、转场关键参数以及返场关键参数。
1)航班延误关键参数包括平均故障时间、平均非计划拆换时间、设备类型、机长自信度、设备拆换时间、必要工作时间、设备装机数、设备签派数量、设备保留故障期限、允许停场时间、平均航班时间、空中中断率、MMEL类别、MMEL状态以及无故障发现率；
设备报故有两种可能性，一类是设备故障导致的设备报故，另一类是设备无故障的虚警，为了更准确地表征设备报故的概率，可用平均非计划拆换时间来表征，并假定服从指数分布：
Figure BDA0002591874020000151
其中，∑T：为总飞行时间；n：为非计划拆换次数。
在研制阶段，由于缺少运营数据，可采用相同或相近产品在其他机型的统计值进行估计，或者利用下列式子进行估计：
MTBUR＝MTBF×(1-NFF) (2)
其中，MTBF：为设备平均故障间隔时间；NFF：为设备报故时的无故障率。
设备类型有三种，为枚举值：
设备类型＝{NOGO,GOIF,GO} (3)
其中，NO GO：代表I类设备；GO IF：代表II类设备；GO：代表III类设备。
机长是否同意保留故障放行可用机长自信度来表征，该概率来自同类设备报故时，机长同意放行的概率统计值。
机长自信度＝Pcrew (3)
设备拆换时间是一个维修性指标，可用平均换件(修复)时间间隔来表征，并假定服从指数分布(可服从正态分布、对数分布等)：
设备更换时间＝MTTR (4)
与MEL相关的参数有M项、O项工作时间,M项、O项属于维修保障活动，与设备拆换时间类似，可用MEL Action Time(MAT)来表征，并假定服从指数分布(可服从正态分布、对数分布等)：
设备维保时间＝MAT (5)
设备装机总数指设备在飞机上的设备总量：
设备装机总数＝Ntotal (6)
设备签派数量指飞机签派所需的最低设备数量：
设备签派所需最低设备数量＝Ndispatch (7)
设备保留故障期限(MMEL Exposure Time(FH))指设备最长的允许保留故障的时间，分为四类：
设备保留故障期限MMEL Exposure Time(FH)＝{A，B，C，D} (8)
允许停场时间与航班频次、停场任务、维修活动等相关，对于一般航班为1.5h，用Time Allowed(TA)表征：
允许停场时间＝TA (9)
平均航班时间指飞机一次飞行的平均飞行时间，用Mean Flight Time表征：
平均航班时间＝MFL (10)
2)同样地，航班取消关键参数也包括平均故障时间、平均非计划拆换时间、设备类型、机长自信度、设备拆换时间、必要工作时间、设备装机数、设备签派数量、设备保留故障期限、允许停场时间、平均航班时间、空中中断率、MMEL类别、MMEL状态以及无故障发现率。
3)转场关键参数包括发动机停车率、客舱中断率等。
4)返场关键参数包括发动机停车率、客舱中断率等。
在其中一个实施例中，在确定了影响民用飞机运营中断的关键参数之后，可以对上述关键参数进行汇总，可以以表格的形式汇总成下表2-6：
表2
Figure BDA0002591874020000171
表3
MMEL Status MMEL状态
GO 放行/签派
NO GO 不放行/不签派
GO IF 待放行/待签派
表4
MMEL Category MMEL Exposure Time(FH)
A 65
B 65
C 175
D 1920
表5
Task activity limitation Time allowed(h)
No limitation/无限制 1.25
Half turnaround/一半转场时间 0.75(TAT＝1.5)
Pax disembark/board/转机 1.08
Cabin clean客舱清理 1.17
Cargo unload/load/货物装卸 0.83
Refuel/燃油补给 1.17
Post/pre flight checks 1.25
Interior check/内部检测 1.33
表6
Figure BDA0002591874020000181
在其中一个实施例中，民用飞机运营中断类型包括地面中断和空中中断。相应地，如图5所示，步骤S60，即，根据民用飞机运营可靠度分析数据需求，并结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型的步骤包括以下步骤：
步骤S601、根据民用飞机运营中断的关键参数分别建立地面中断率评估模型和空中中断率评估模型；
步骤S602、根据地面中断率评估模型和空中中断率评估模型建立运营中断率模型，进而建立运营可靠度模型。
即，结合不同的中断类型，确定最终的运营可靠度模型，最终建立的运营可靠度模型覆盖范围较广，适合于对民用飞机运营可靠度的全面分析。
在其中一个实施例中，如图6所示，步骤S601，即，根据民用飞机运营中断的关键参数建立地面中断率评估模型的步骤包括以下步骤：
步骤S6011、根据民用飞机运营中断的关键参数，分别建立由一类设备、二类设备及三类设备造成中断的概率模型。
假设：
平均设备拆换时间t服从指数分布，即：
t～E(λ1),λ1＝1/MTTR
必要工作时间(即，M/O项工作时间)T服从指数分布，即：
T～E(λ2),λ2＝1/MAT
需要说明的是，平均设备拆换时间(t)分布不仅仅局限于指数分布，还可以为正态分布或对数分布或威布尔分布或均匀分布等；必要工作时间(M/O项工作时间)分布也不仅仅局限于指数分布，还可以为正态分布或对数分布或威布尔分布或均匀分布等。本实施例中，仅以指数分布为例进行说明。
对于一类设备，其造成飞机延误是由设备失效且维修时间大于允许时间导致的。在其中一个实施例中，一类设备造成延误或取消的概率为：
Figure BDA0002591874020000191
其中，PI为一类设备造成中断(即，延误或取消)的概率；Ntotal为设备装机总数；MTBUR为平均非计划拆换时间；MFL为平均航班时间；TA为允许停场时间；t′为预设时长；t为平均设备拆换时间；P(t＞TA+t′)为由设备失效且维修时间大于允许时间概率。
对于二类设备，其造成飞机延误有以下可能性：
1)设备报故，机长不允许保留故障，且维修时间大于允许时间；
2)设备报故，机长允许保留故障，且M、O项工作时间大于允许时间；
3)冗余设备在保留故障期报故，且维修时间大于允许时间。
在其中一个实施例中，二类设备造成延误或取消的概率为：
Figure BDA0002591874020000192
Figure BDA0002591874020000201
其中，PII为二类设备造成中断(即，延误或取消)的概率；Pcrew为机长自信度；Ntotal为设备装机总数；MTBUR为平均非计划拆换时间；MFL为平均航班时间；TA为允许停场时间；t′为预设时长；t为平均设备拆换时间；P(t＞TA+t′)为由设备失效且维修时间大于允许时间概率；T为必要工作时间；P(T＞TA+t′)为必要工作时间大于允许时间概率；P(T＜TA+t′)为必要工作时间小于允许时间概率。
对于三类设备，其造成飞机延误有以下可能性：
1)设备报故，机长不允许保留故障，且维修时间大于允许时间；
2)设备报故，机长允许保留故障，且M、O项工作时间大于允许时间；
在其中一个实施例中，三类设备造成延误或取消的概率为：
Figure BDA0002591874020000202
其中，PIII为三类设备造成中断(即，延误或取消)的概率；Pcrew为机长自信度；Ntotal为设备装机总数；MTBUR为平均非计划拆换时间；MFL为平均航班时间；TA为允许停场时间；t′为预设时长；t为平均设备拆换时间；P(t＞TA+t′)为由设备失效且维修时间大于允许时间概率；T为必要工作时间；P(T＞TA+t′)为必要工作时间大于允许时间概率。
步骤S6012、根据一类设备、二类设备及三类设备造成中断的概率模型确定地面中断率评估模型。
需要说明的是，本实施例中，地面中断的敏感性因素主要包括航班延误和航班取消，航班延误和航班取消也是本实施例中重点考虑的两个因素。步骤S6011中三类设备造成中断的概率模型正是基于与航班延误和取消对应的参数建立的。
当确定了上述三类设备造成中断的概率模型即可确定地面中断率评估模型。
在其中一个实施例中，整机级地面中断率为：
GIA/C＝∑fi(PI+PII+PIII)i (14)
Figure BDA0002591874020000211
GIA/C：整机级地面中断率；
fi：第i个设备故障导致运营中断权重系数。
空中中断是由于已知或疑似故障或飞行中缺陷造成，空中中断的敏感性因素包括转场和空中返场。本实施例中着重考虑飞行过程中因发动机空中停车导致的转场和空中返场。
在其中一个实施例中，整机级空中中断率为：
AIA/C＝2×PIFSD (16)
AIA/C：整机级空中中断率；
PIFSD：发动机停车概率。
在其中一个实施例中，步骤S602、即根据地面中断率评估模型和空中中断率评估模型建立运营中断率模型，进而建立运营可靠度模型的步骤包括：
首先根据地面中断率评估模型和空中中断率评估模型确定运营中断率，然后再根据运营中断率确定运营可靠度模型。
具体地，在其中一个实施例中，整机级运营中断率为：
OIA/C＝AIA/C+GIA/C (17)
OIA/C：整机级运营中断率；AIA/C：整机级空中中断率；GIA/C：整机级地面中断率。
在其中一个实施例中，整机级运营可靠度为：
ORA/C＝1-OIA/C (18)
ORA/C：整机级运营可靠度，OIA/C：整机级运营中断率。
在其中一个实施例中，如图7所示，在步骤S60，即，根据民用飞机运营可靠度分析数据需求，并结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型的步骤之后，本实施例提供的民用飞机的运营可靠度分析方法还包括以下步骤：
步骤S80、根据民用飞机运营可靠度分析模型进行民用飞机运营可靠度分析。
当确定了民用飞机运营可靠度分析模型之后，即可将实际应用中的各项参数相应地代入至上述模型中，最终得到整机级运营可靠度。
在一个具体示例中，可以将表7中的各项参数分别代入公式(12)、(13)、(14)、(15)以及(16)中，其中，预设时长设定为15min，进而计算获得整机级地面中断率GIA/C＝0.000183542。
表7地面运营中断(取消或延误)应用案例
Figure BDA0002591874020000231
依据航空公司及相关研制方经验数据，PIFSD：发动机停车概率取值10^-7。将PIFSD＝10^-7代入公式(17)，得到AIA/C＝2×PIFSD＝2×10^-7，即，得到整机级空中中断率AIA/C＝2×10^-7。
分别将计算得到的AIA/C＝2×10^-7、GIA/C＝0.000183542代入公式(18)，得到整机级运营中断率为：OIA/C＝AIA/C+GIA/C＝0.000183742。将计算得到整机级运营中断率OIA/C＝0.000183742代入公式(19)，得到ORA/C＝1-OIA/C＝0.999816258，即，得到整机级运营可靠度为0.999816258。
实施例二
如图8所示，本实施例提供的民用飞机的运营可靠度分析系统包括第一确定单元20、第二确定单元40和建立单元60。其中：
第一确定单元20用于基于MMEL确定民用飞机运营中断的敏感性因素；
第二确定单元40用于根据民用飞机运营中断的敏感性因素，并结合MMEL确定民用飞机运营可靠度分析数据需求；
建立单元60用于根据民用飞机运营可靠度分析数据需求，并结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型。
上述民用飞机的运营可靠度分析系统，首先基于MMEL确定造成民用飞机运营中断的敏感性因素，然后根据敏感性因素，并结合MMEL确定民用飞机运营可靠度分析数据需求，最后结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型。由于在建立民用飞机运营可靠度分析模型之前，预先基于MMEL确定了各种造成民用飞机运营中断的敏感性因素，在此基础上所确定的运营可靠度分析数据需求涵盖范围较广，并且适用于民机研制阶段的可靠性分析，进而使得最终建立的运营可靠度分析模型能够适用于在民机研制阶段对民用飞机的运营性能进行较为全面的分析。
关于上述第一确定单元20、第二确定单元40和建立单元60的具体内容可参见实施例一的相关描述，在此不再赘述。
实施例三
本实施例提供了一种电子设备，如图9所示，电子设备包括存储器100以及处理器200。其中，存储器100和处理器200之间互相通信连接，可以通过总线或者其他方式连接，图9中以通过总线连接为例。
处理器200可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器200还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器100作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的民用飞机的运营可靠度分析方法对应的程序指令。处理器200通过运行存储在存储器100中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器200的各种功能应用以及数据处理，即实现民用飞机的运营可靠度分析方法。
存储器100可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器200所创建的数据等。此外，存储器100可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器100可选包括相对于处理器200远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种民用飞机的运营可靠度分析方法，其特征在于，所述方法包括：
基于MMEL确定民用飞机运营中断的敏感性因素，所述敏感性因素包括航班延误、航班取消、空中返场以及转场中的任意一种或多种；
根据民用飞机运营中断的敏感性因素，并结合MMEL确定民用飞机运营可靠度分析数据需求，包括基于不同的敏感性因素，并结合MMEL，确定影响民用飞机运营中断的关键参数；其中，影响民用飞机运营中断的关键参数包括航班延误关键参数、航班取消关键参数、转场关键参数以及返场关键参数，所述航班延误关键参数和所述航班取消关键参数均包括平均故障时间、平均非计划拆换时间、设备类型、机长自信度、设备拆换时间、必要工作时间、设备装机数、设备签派数量、设备保留故障期限、允许停场时间、平均航班时间、空中中断率、MMEL类别、MMEL状态以及无故障发现率；所述转场关键参数和所述返场关键参数均包括发动机停车率和客舱中断率；
根据民用飞机运营可靠度分析数据需求，并结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型，包括根据民用飞机运营中断的关键参数分别建立地面中断率评估模型和空中中断率评估模型；根据所述地面中断率评估模型和空中中断率评估模型建立运营中断率模型，进而建立运营可靠度模型。
2.根据权利要求1所述的民用飞机的运营可靠度分析方法，其特征在于，所述基于MMEL确定民用飞机运营中断的敏感性因素的步骤包括：
确定造成民用飞机运营中断的若干影响因素；
基于MMEL，确定各影响因素对民用飞机运营中断的影响机制；
从若干影响因素中筛选出影响民用飞机运营中断的敏感性因素。
3.根据权利要求2所述的民用飞机的运营可靠度分析方法，其特征在于，所述若干影响因素包括航班延误、航班取消、空中返场、地面返场、转场、终止起飞、替换、管道泄漏、电缆堵塞以及软件应用程序影响因素。
4.根据权利要求3所述的民用飞机的运营可靠度分析方法，其特征在于，所述基于MMEL，确定各影响因素对民用飞机运营中断的影响机制的步骤包括：
基于MMEL，将影响签派的设备分为一类设备、二类设备和三类设备；
当所述一类设备故障时，进行设备拆换工作，若设备拆换时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消；
当所述二类设备故障时，若机长同意保留故障放行，则进行保留故障的必要工作，若必要工作时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消，否则航班正常，但若在故障保留期内再次出现故障，则进行设备拆换工作，若设备拆换时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消；若机长不同意保留故障放行，进行设备拆换工作，若设备拆换时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消；
当所述三类设备故障时，若机长同意保留故障放行，则进行保留故障的必要工作，若必要工作时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消，若机长不同意保留保障放行，进行设备拆换工作，若设备拆换时间大于停场时间加预设时长，导致航班延误或取消。
5.根据权利要求4所述的民用飞机的运营可靠度分析方法，其特征在于，所述根据民用飞机运营中断的关键参数建立地面中断率评估模型的步骤包括：
根据所述民用飞机运营中断的关键参数，分别建立由所述一类设备、所述二类设备及所述三类设备造成中断的概率模型；
根据所述一类设备、所述二类设备及所述三类设备造成中断的概率模型确定所述地面中断率评估模型。
6.根据权利要求5所述的民用飞机的运营可靠度分析方法，其特征在于，根据所述民用飞机运营中断的关键参数建立的由所述一类设备造成中断的概率模型为：
Figure FDA0003009226610000031
其中，PI为一类设备造成中断的概率；Ntotal为设备装机总数；MTBUR为平均非计划拆换时间；MFL为平均航班时间；TA为允许停场时间；t′为预设时长；t为平均设备拆换时间；P(t＞TA+t′)为由设备失效且维修时间大于允许时间概率。
7.根据权利要求6所述的民用飞机的运营可靠度分析方法，其特征在于，根据所述民用飞机运营中断的关键参数建立的由所述二类设备造成中断的概率模型为：
Figure FDA0003009226610000032
其中，PII为二类设备造成中断的概率；Pcrew为机长自信度；Ntotal为设备装机总数；MTBUR为平均非计划拆换时间；MFL为平均航班时间；TA为允许停场时间；t′为预设时长；t为平均设备拆换时间；P(t＞TA+t′)为由设备失效且维修时间大于允许时间概率；T为必要工作时间；P(T＞TA+t′)为必要工作时间大于允许时间概率；P(T＜TA+t′)为必要工作时间小于允许时间概率。
8.根据权利要求7所述的民用飞机的运营可靠度分析方法，其特征在于，根据所述民用飞机运营中断的关键参数建立的由所述三类设备造成中断的概率模型为：
Figure FDA0003009226610000041
其中，PIII为三类设备造成中断的概率；Pcrew为机长自信度；Ntotal为设备装机总数；MTBUR为平均非计划拆换时间；MFL为平均航班时间；TA为允许停场时间；t′为预设时长；t为平均设备拆换时间；P(t＞TA+t′)为由设备失效且维修时间大于允许时间概率；T为必要工作时间；P(T＞TA+t′)为必要工作时间大于允许时间概率。
9.根据权利要求8所述的民用飞机的运营可靠度分析方法，其特征在于，所述必要工作时间分布和所述平均设备拆换时间分布均呈指数分布或正态分布或对数分布或威布尔分布或均匀分布。
10.根据权利要求8所述的民用飞机的运营可靠度分析方法，其特征在于，根据所述一类设备、所述二类设备及所述三类设备造成中断的概率模型确定的所述地面中断率评估模型为：
GIA/C＝Σfi(PI+PII+PIII)i
Figure FDA0003009226610000042
其中，GIA/C为整机级地面中断率；fi为第i个设备故障导致运营中断权重系数；PI为一类设备造成中断的概率；PII为二类设备造成中断的概率；PIII为三类设备造成中断的概率；
根据民用飞机运营中断的关键参数建立的空中中断率评估模型为：
AIA/C＝2×PIFSD
其中，AIA/C为整机级空中中断率；PIFSD为发动机停车概率；
根据所述地面中断率评估模型和空中中断率评估模型建立的运营中断率模型为：
OIA/C＝AIA/C+GIA/C
其中，OIA/C为整机级运营中断率；AIA/C为整机级空中中断率；GIA/C为整机级地面中断率；
建立的运营可靠度模型为：
ORA/C＝1-OIA/C
其中，ORA/C为整机级运营可靠度，OIA/C为整机级运营中断率。
11.根据权利要求1-10任一项所述的民用飞机的运营可靠度分析方法，其特征在于，在所述根据民用飞机运营可靠度分析数据需求，并结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型的步骤之后，所述方法还包括：
根据所述民用飞机运营可靠度分析模型进行民用飞机运营可靠度分析。
12.一种民用飞机的运营可靠度分析系统，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于基于MMEL确定民用飞机运营中断的敏感性因素，所述敏感性因素包括航班延误、航班取消、空中返场以及转场中的任意一种或多种；
第二确定单元，用于根据民用飞机运营中断的敏感性因素，并结合MMEL确定民用飞机运营可靠度分析数据需求，包括基于不同的敏感性因素，并结合MMEL，确定影响民用飞机运营中断的关键参数；其中，影响民用飞机运营中断的关键参数包括航班延误关键参数、航班取消关键参数、转场关键参数以及返场关键参数，所述航班延误关键参数和所述航班取消关键参数均包括平均故障时间、平均非计划拆换时间、设备类型、机长自信度、设备拆换时间、必要工作时间、设备装机数、设备签派数量、设备保留故障期限、允许停场时间、平均航班时间、空中中断率、MMEL类别、MMEL状态以及无故障发现率；所述转场关键参数和所述返场关键参数均包括发动机停车率和客舱中断率；
建立单元，用于根据民用飞机运营可靠度分析数据需求，并结合民用飞机运营机制建立民用飞机运营可靠度分析模型，包括根据民用飞机运营中断的关键参数分别建立地面中断率评估模型和空中中断率评估模型；根据所述地面中断率评估模型和空中中断率评估模型建立运营中断率模型，进而建立运营可靠度模型。
13.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至11中任一项所述方法的步骤。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至11中任一项所述的方法的步骤。
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