一种无人机运行安全风险评估中对地风险的评估方法技术

本发明专利技术公开了一种无人机运行安全风险评估中对地风险的评估方法，包括以下步骤：无人机具体参数信息和运行及场景信息获取；确定无人机失效原因；确定无人机失效导致的下降方式；整合不确定参数，确定地面碰撞概率密度函数；对人口密度模型进行仿真：得到最终无人机失效对地风险结果；本发明专利技术的优点是：种类全面，覆盖范围广，为准确评估无人机运行系统失效时对地风险提供有力的支持。既考虑了地面碰撞造成地面上的人员死亡，也考虑了空中与有人机相撞造成人员伤亡的因素。得出更加全面、可靠的评估结果。

A method of ground risk assessment in UAV operation safety risk assessment

【技术实现步骤摘要】
一种无人机运行安全风险评估中对地风险的评估方法
本专利技术涉及无人机
，特别涉及一种面向无人机运行安全风险评估中对地风险的评估方法。
技术介绍
近几年，无人机行业快速发展，但是无人机带来的挑战使其运行受到限制。其中的一项重要的非技术挑战是缺乏有效的安全监管体系会阻碍无人机融入国家空域，限制无人机在军事和民用领域的使用。这也使得对无人机的适航标准制定与风险评估被提上日程。2019年2月，民航局颁布特定类无人机试运行管理规程(暂行)，规程使用特定类运行风险评估(SpecificOperationsRiskAssessment，SORA)方法，对安全风险较高的无人机运行进行管理，批准实施部分试运行，以便为逐步建立标准和法规体系提供基础。目前，各国航空局已经意识到应该采用基于运行风险的方法制定无人机安全监管框架，并且制定和出台了基于运行风险的无人机系统安全法规。一方面，通过系统过程的结果来评估和管理安全风险，可以推动法规制定。另一方面，与无人机风险有关的模型将有利于全面了解无人机运行对地面人员和财产造成的风险。SORA过程中第二步为评估地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机运行安全风险评估中对地风险的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：无人机具体参数信息和运行及场景信息获取：/n无人机的具体参数信息包括：无人机本身的设计商、零件或整机生产商和生产批号；无人机生产组装配置信息；无人机动态飞行信息；/n其中生产组装配置信息，包括：无人机类型、机身半径、无人机机身质量、无人机迎风面积和最长飞行时间；/n无人机动态飞行信息，包括：无人机初始水平速度、初始垂直速度、滑翔速度、滑翔比、飞行高度、飞行方向、巡航速度和避撞能力；/n无人机运行及场景信息包括：任务目的、路线、时间、天气和地理环境；/n所获取的无人机具体参数信息和无人机运行及场景信息，其获...

【技术特征摘要】
1.一种无人机运行安全风险评估中对地风险的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：无人机具体参数信息和运行及场景信息获取：
无人机的具体参数信息包括：无人机本身的设计商、零件或整机生产商和生产批号；无人机生产组装配置信息；无人机动态飞行信息；
其中生产组装配置信息，包括：无人机类型、机身半径、无人机机身质量、无人机迎风面积和最长飞行时间；
无人机动态飞行信息，包括：无人机初始水平速度、初始垂直速度、滑翔速度、滑翔比、飞行高度、飞行方向、巡航速度和避撞能力；
无人机运行及场景信息包括：任务目的、路线、时间、天气和地理环境；
所获取的无人机具体参数信息和无人机运行及场景信息，其获取方式包括：相关人员单位主动公示报告、各种机载系统和传感器设备进行信息采集；
步骤二：确定无人机失效原因：
分为：无人机自身系统失效导致的失效和无人机空中碰撞导致的失效；
当选择无人机自身系统失效时，无人机系统失效概率用单位时间内无人机失效次数表示；同时无人机坠落时的飞行方向一般与正常飞行时保持一样；
当选择无人机空中碰撞导致系统失效时，用气体分子碰撞理论来估计飞机在空中的碰撞概率；同时由于碰撞角度和碰撞位置的变化，无人机可能朝任何方向坠落，所以在空中碰撞时将飞行方向设为360度内均匀分布的变量；
步骤三：确定无人机失效导致的下降方式：
明确无人机失效导致的具体下降方式：弹道下降和滑翔下降；
弹道下降：当无人机在空中的升力几乎可以忽略不计时，其飞行轨迹会呈弹道轨迹；如机翼断裂或者发动机故障，无法工作等情况都会导致无人机失去升力从而进行弹道下降；弹道下降时，无人机所受到的力为重力和空气阻力；然后采用特定方法去求解任意初始水平速度、垂直速度和飞行高度下对应的无人机地面降落水平距离、水平碰撞速度和垂直碰撞速度的解析解；
滑翔下降：滑翔下降是指无人机固定翼无人机具有滑翔能力，当无人机失去动力时，不一定会以弹道轨迹下降，如果能保持一定飞行姿态，固定翼无人机会进行滑翔下降；此外，无人直升机机也具有自旋降落的能力，当其主旋翼失去动力时，自动驾驶仪能够控制飞机进行以一定角度自旋降落；同样，四旋翼无人机失去旋翼推力时也能以一定角度自旋降落；但是固定翼无人机由于其气动外形，滑翔比远高于旋翼无人机；
引入滑翔比，滑翔比越高，无人机下降相同高度时水平方向上距离越长，对应的无人机滑翔性能也越好；同时引入风力对于下降的影响，风力和风速大小取值决定于无人机的飞行环境，由于风力可能随时间变化，所以可以将其设为变量；当已知运行环境内大致风速和风向时，可将两者设置为以已知值为均值的正态变量；
步骤四：整合不确定参数，确定地面碰撞概率密度函数：
根据步骤三对无人机失效导致的两种典型下降类型进行区分，根据下降类型的运动学公式对无人机失效后运动状态进行建模；由本步骤得到无人机在事故发生点的飞行参数和环境参数不确定性，求得无人机在地面上可能碰撞位置的概率分布情况；具体过程如下：
(1)将不确定性参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，张学军，张杰玮，
申请(专利权)人：北航四川西部国际创新港科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51