CN114118802A - 一种基于层次分析法的直升机飞行风险评估方法 - Google Patents

一种基于层次分析法的直升机飞行风险评估方法 Download PDF

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齐小谦
陈路路
段同乐
杜楚
郭胜楠
秦铂洋
张岐坦
张玲
周兴
路瑜亮
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Abstract

本发明公开了一种基于层次分析法的直升机飞行风险评估方法，属于直升机飞行风险评估领域。该方法针对当前直升机监控系统未对飞行风险问题进行监控的问题，考虑影响飞行风险的人员、直升机、环境等因素，其首先构建飞行风险评估指标体系，然后根据评估指标重要性构建模糊一致矩阵，计算指标权重，并根据实际采集的飞行风险相关数据，对飞行风险状态进行评估。该方法具有计算效率高、通用性强、易于实现的特点。

Description

一种基于层次分析法的直升机飞行风险评估方法
技术领域
本发明涉及直升机飞行风险评估技术领域，特别是指一种基于层次分析法的直升机飞行风险评估方法，可用于直升机飞行活动的风险状态自动分析。
背景技术
由于飞机的精密构造、复杂的人为因素和多变的自然环境，航空事故不断发生，其中直升机因其飞行高度低、易受云雾等天气影响等原因，飞行事故更为频繁，造成了巨大的人员损失、经济损失和负面社会影响。
大量事后事故分析标明，大多数飞行事故都是可以通过各项表征，事先进行预警的。利用基于多目标决策分析的模糊层次分析法，能够很好地覆盖直升机飞行风险中涉及的评价指标，准确、高效地实现飞行风险评估。但是，从实际情况看，目前尚未有此类研究，利用模糊层次分析法在直升机飞行风险评估的应用上仍属空白。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处，提供一种基于层次分析法的直升机飞行风险评估方法，该方法计算效率高，通用性强，易于实现。
本发明所要解决的技术问题是由以下技术方案实现的：
一种基于层次分析法的直升机飞行风险评估方法，包含以下步骤：
(1)基于人员、直升机、环境3个方面的因素构建飞行风险评估指标体系，得到n项指标B1,B2,…,Bn；
(2)针对n项指标B1,B2,…,Bn，构造评估指标判断矩阵B：
Figure BDA0003377621500000011
其中，矩阵B中的元素bij表示指标Bi与指标Bj的重要性比较结果；
(3)根据评估指标判断矩阵B，构建模糊一致矩阵R＝(ri,j)n×n，其中
Figure BDA0003377621500000021
式中，
Figure BDA0003377621500000022
(4)计算各指标的权重值，其中第i项指标的权重值Wi为：
Figure BDA0003377621500000023
其中a≥(n-1)/2，a越大，权重之差越小，表明元素间重要程度之差越小；
(5)根据实际获取的各指标数值{b1,b2,…,bn}，进行飞行风险评估，计算评估得分S为：
Figure BDA0003377621500000024
进一步的，步骤(1)具体包括以下步骤：
(101)基于人员因素的飞行风险评估指标包括：生理状态、心理状态、违规操作；
(102)基于直升机因素的飞行风险评估指标包括：单机技术状态、发动机技术状态；
(103)基于环境因素的飞行风险评估指标包括：气象环境、地理环境、生物环境。
进一步的，步骤(2)中，bij的取值为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，其中，bij＝0.5表示Bi与Bj同等重要，bij的取值越大表示Bi相对于Bj越重要；bji＝1-bij。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1、本发明填补了直升机飞行风险评估领域的空白；
2、本发明所需的算法成熟，计算效率高且稳定；
3、本发明还具有易于实现与调试的特点；
4、本发明具有易于扩展、兼容性强的特点。
附图说明
图1为本发明实施例中直升机飞行风险评估方法的流程图。
图2为本发明实施例中的指标体系示意图。
具体实施方式
下面，结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种基于层次分析法的直升机飞行风险评估方法，包括以下步骤：
(1)以图2为例，基于人员、直升机、环境3个方面的因素构建飞行风险评估指标体系；具体为：
(101)基于人员因素构建的飞行风险评估人员指标体系，包括但不限于生理状态、心理状态、违规操作；
(102)基于直升机因素构建的飞行风险评估直升机指标体系，包括但不限于单机技术状态、发动机技术状态；
(103)基于环境因素构建的飞行风险评估环境指标体系，包括但不限于气象环境、地理环境、生物环境；
(2)针对飞行风险评估指标体系所包含的n项指标B1,B2,…,Bn，构造评估指标判断矩阵B：
Figure BDA0003377621500000031
其中，矩阵B中的元素bij表示指标Bi与指标Bj的重要性比较结果；具体为：
(201)如果Bi与Bj相比较，具有同等重要性，则bij＝0.5；
(202)如果Bi与Bj相比较，Bi比Bj稍微重要，则bij＝0.6；
(203)如果Bi与Bj相比较，Bi比Bj重要，则bij＝0.7；
(204)如果Bi与Bj相比较，Bi比Bj重要得多，则bij＝0.8；
(205)如果Bi与Bj相比较，Bi比Bj极其重要，则bij＝0.9；
(206)bji＝1-bij。
(3)根据步骤(2)获得的指标Bi与指标Bj的重要性比较结果bij，构建模糊一致矩阵R＝(ri,j)n×n，其中
Figure BDA0003377621500000041
式中，
Figure BDA0003377621500000042
(4)计算各指标的权重值，其中第i项指标的权重值Wi为：
Figure BDA0003377621500000043
其中a≥(n-1)/2，a越大，权重之差越小，表明元素间重要程度之差越小，本实施方式中取a＝(n-1)/2；
(5)根据实际获取的各指标数值{b1,b2,…,bn}，进行飞行风险评估，评估得分S为：
Figure BDA0003377621500000044
基于人员、直升机、环境3个方面的因素构建飞行风险评估指标体系，包括3项指标：生理状态、单机技术状态、气象环境等。针对以上指标体系中的3项指标重要性关系，考虑专家经验“生理状态和单机技术状态同等重要”“生理状态和单机技术状态都比气象环境更重要”来构造评估指标判断矩阵B如下：
Figure BDA0003377621500000045
并根据评估指标判断矩阵B构建模糊一致矩阵R如下：
Figure BDA0003377621500000046
经计算3项指标权重，可得W1＝W2＝13/30，W3＝2/15，从3项指标的权重值来看与专家经验一致。
当3项指标实测的分数为{80,85,30}时，风险评估得分S≈75.5分；而当3项指标实测的分数为{80,30,70}时，风险评估得分S≈57.0分。当重要性较高的“生理状态”和“单机技术状态”因素得分较高、重要性较低的“气象环境”因素得分较低时，风险评估得分依然处在比较高的水平，直升机风险评估结果良好；而当重要性较高的“单机技术状态”因素分数较低时，风险评估得分较低，说明了直升机风险评估结果较差，需要进行问题排查。
由真实案例可见，本方法在构造判断矩阵时考虑了专家的决策因素，并在模糊一致矩阵的计算中合理计算各指标权重，最终通过指标实测数值计算出直升机整体风险状态。
总之，该方法针对当前直升机监控系统未对飞行风险问题进行监控的问题，充分考虑了影响飞行风险的人员、直升机、环境等因素，具有计算效率高、通用性强、易于实现的特点。

Claims (3)

1.一种基于层次分析法的直升机飞行风险评估方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)基于人员、直升机、环境3个方面的因素构建飞行风险评估指标体系，得到n项指标B1,B2,…,Bn；
(2)针对n项指标B1,B2,…,Bn，构造评估指标判断矩阵B：
Figure FDA0003377621490000011
其中，矩阵B中的元素bij表示指标Bi与指标Bj的重要性比较结果；
(3)根据评估指标判断矩阵B，构建模糊一致矩阵R＝(ri,j)n×n，其中
Figure FDA0003377621490000012
式中，
Figure FDA0003377621490000013
(4)计算各指标的权重值，其中第i项指标的权重值Wi为：
Figure FDA0003377621490000014
其中a≥(n-1)/2，a越大，权重之差越小，表明元素间重要程度之差越小；
(5)根据实际获取的各指标数值{b1,b2,…,bn}，进行飞行风险评估，计算评估得分S为：
Figure FDA0003377621490000015
2.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的直升机飞行风险评估方法，其特征在于，步骤(1)具体包括以下步骤：
(101)基于人员因素的飞行风险评估指标包括：生理状态、心理状态、违规操作；
(102)基于直升机因素的飞行风险评估指标包括：单机技术状态、发动机技术状态；
(103)基于环境因素的飞行风险评估指标包括：气象环境、地理环境、生物环境。
3.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的直升机飞行风险评估方法，其特征在于，步骤(2)中，bij的取值为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，其中，bij＝0.5表示Bi与Bj同等重要，bij的取值越大表示Bi相对于Bj越重要；bji＝1-bij。
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CN116523384A (zh) * 2023-04-11 2023-08-01 中国人民解放军陆军工程大学 基于独立否决和联合否决的无人机效能确定方法及系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116523384A (zh) * 2023-04-11 2023-08-01 中国人民解放军陆军工程大学 基于独立否决和联合否决的无人机效能确定方法及系统
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