随着空中交通的持续高速增长,新一代民航运输系统作为一个高分布、软件密集型、安全性为关键的社会技术系统,其复杂性和耦合性日益增加。云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术在民航行业深化应用,尤其是空中交通控制系统,需要利用这些新技术解决复杂运行环境下安全、高效的保障服务难题。新技术的引入可能给空中交通控制系统带来新的事故致因,以组件故障模式为主导的传统安全分析方法在分析复杂的人为决策、软件错误、系统事故以及组织风险等因素时有很大局限性。运用安全韧性的系统思维方法解决复杂系统安全性问题,对提高新一代民航运输系统运行的安全和效率具有重要的意义。因此,本文主要研究在复杂运行环境下新一代民航运输系统安全韧性问题,构建新一代民航运输系统安全韧性体系概念框架,利用安全韧性事前分析方法对空中交通控制系统面对故障和/或中断时的承受能力、学习能力的韧性功能进行深入研究,利用自然语言处理算法实现对空中交通控制系统危险源自动分类,最后,利用安全韧性事后分析方法对大规模突发事件下民航运输网络的承受、吸收和优化能力的韧性功能度量问题进行研究。本文的主要研究内容有:1.针对新一代民航运输系统安全韧性理论,首先对韧性、韧性工程和安全韧性评估方法以及系统性事故模型进行了详细的探究;接着在公共安全三角形模型和系统安全体系塑造框架基础上,结合新一代民航运输系统的特点,提出了民航运输系统的安全韧性定义、系统安全韧性体系概念模型以及安全韧性评估方法。最后,本文构建了空中交通控制系统的安全韧性分析框架。2.针对空中交通控制系统安全韧性分析框架中新型的危险源识别及控制问题。首先,构建了空中交通控制系统运行控制过程中的不同管制席位的Petri网模型,采用形式化方法对仿真模型进行验证;其次,结合CPN模型,采用STPA危险分析方法,进行实例验证,通过识别系统级危险以及安全约束,使用状态空间可达图追踪系统的不安全控制原因,从而提高了STPA方法的适用性。3.针对空中交通控制系统安全韧性分析框架中危险源自动分类问题。首先,搭建基于改进HFACS模型的空中交通控制系统危险源分类指标体系,并构建空中交通控制系统安全领域专业词库。其次,提出改进TFIDF-Text Rank关键词提取的文本分类方法,解决了空中交通控制系统危险源文本数据少标签、小样本以及样本不均衡问题。然后,使用基于模型的文本分类方法进行对比实验,实验结果表明,面向空中交通控制系统,基于关键词提取的半监督学习文本分类方法效果优于基于模型的有监督学习文本分类方法。4.针对大规模突发事件下民航运输网络的安全韧性定量分析问题。首先,构建中国机场的复杂网络,并分析机场网络的基本结构特征。接着,构建机场网络韧性度量模型,基于拓扑和数据驱动的方法对机场网络韧性进行评估。最后,对中国和欧洲机场网络节点强度进行韧性评估,结果表明,实施不同的预防与控制策略,网络恢复的情况差异显著,机场网络的安全韧性能力也有很大区别。