交叉跑道运行阶段飞行冲突情景分析

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本文基于情景构建理论建立了交叉跑道运行阶段飞行冲突情景演化模型,并应用复杂网络理论对演化模型进行分析,提出断链控制策略,为大兴机场交叉跑道运行过程中避免飞行冲突事件的发生提供参考。首先,基于情景构建理论,识别大兴机场交叉跑道运行风险和机场终端区飞行冲突风险,从灾害体、受灾体和抗灾体三个角度选取风险因素,并构建关键词列表。收集并整理国内外交叉跑道飞行冲突事故/事件案例共5868例,基于假设前提,构建交叉跑道飞行冲突情景演化程序,建立了包含359个节点和2188条边的情景演化网络模型,通过对网络参数的分析结果表明,所构建的情景演化网络适用于复杂网络理论进行分析。其次,应用复杂网络理论,计算并分析网络中节点的度中心性、介数中心性、接近度中心性和综合值,得出情景演化网络中的关键风险因素,结果表明:1)中止进近和复飞是大兴机场交叉跑道发生飞行冲突的关键风险因素;2)飞行冲突的发生与航空器所处的高度相关,并且飞行冲突发生最可能的高度为1000-2000米;3)导致飞行冲突发生最关键的设备因素包括发动机故障和导航定位设备故障。最后,基于大兴机场交叉跑道飞行冲突风险分析结果,构建4个飞行冲突情景,运用风险熵和Dijkstra算法计算4个情景下大兴机场发生飞行冲突事件的最短路径即飞行冲突发生可能性最大的路径,并结合关键风险因素的分析结果,提出断链控制策略。结果表明:1)在北京大兴国际机场交叉跑道运行环境下,在交叉跑道进场的航空器发生中止进近和复飞将直接与其他跑道上的起飞航空器发生飞行冲突,其发生概率高达4.24×10-6;2)在交叉跑道进场的飞机在高度为1000-2000米的高度层最容易出现中止进近和复飞风险;3)雷阵雨是导致在大兴机场交叉跑道进场且无法降落的航空器发生飞行冲突最直接的风险因素。
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