一种面向多重失效模式的民用飞机运行风险评估方法技术

本发明专利技术公开了航空器安全技术领域的一种面向多重失效模式的民用飞机运行风险评估方法，包括：针对民用飞机结构件具有多重耗损失效的特点，建立基于混合威布尔分布的失效模型，并基于PSO优化的EM算法进行模型参数估计；执行蒙特卡洛仿真算法，根据失效模型模拟机队中出现多重耗损失效的缺陷飞机数量DA；构建贝叶斯网络对导致不安全结果的初因事件进行失效传播分析，计算初因事件发生条件下的不安全结果发生概率CP，本发明专利技术针对多重失效模式开展运行风险评估，克服了现有风险评估方法只能应用于单一失效模式的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种面向多重失效模式的民用飞机运行风险评估方法
本专利技术涉及航空器安全
，具体为一种面向多重失效模式的民用飞机运行风险评估方法。
技术介绍
民用飞机因其高效性成为越来越多人出行的首选交通工具。对于民航运输业来说，安全性是第一位的，保证航空器在预期运行环境和使用限制下持续安全地飞行对所有在役运行的民用飞机十分重要。现有的航空安全分析方法主要针对单个航空器，已形成包含定量与定性分析的较为完善的安全管理体制。运输类飞机风险评估方法(TransportAirplaneRiskAssessmentMethodology,TARAM)是美国联邦航空局(FAA)指令8110.107A监控安全-分析数据(MonitorSafety-AnalyzeData,MASD)中的定量风险分析方法，该方法提供了针对机队和单机不同运行时期、不同风险值的量化方法，用于执行MSAD指令所必要的运输类机队持续运营安全的定量风险分析问题。针对机队运行的不同时期，方法分别提供了三种耗损失效风险量值：总体未纠正机队风险、90天机队风险和控制程序机队风险，其中总体未纠正机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向多重失效模式的民用飞机运行风险评估方法，其特征在于，包括：/n针对民用飞机结构件具有多重耗损失效的特点，利用机队运行中的失效数据，建立基于混合威布尔分布的飞机结构件失效模型，并基于PSO优化的EM算法进行模型参数估计；/n执行蒙特卡洛仿真算法，根据失效模型模拟机队中出现多重耗损失效的缺陷飞机数量DA；/n构建贝叶斯网络对导致不安全结果的初因事件进行失效传播分析，计算初因事件发生条件下的不安全结果发生概率CP；/n根据预定的损伤率IR和未检出率ND，计算得到机队风险水平R

【技术特征摘要】
1.一种面向多重失效模式的民用飞机运行风险评估方法，其特征在于，包括：
针对民用飞机结构件具有多重耗损失效的特点，利用机队运行中的失效数据，建立基于混合威布尔分布的飞机结构件失效模型，并基于PSO优化的EM算法进行模型参数估计；
执行蒙特卡洛仿真算法，根据失效模型模拟机队中出现多重耗损失效的缺陷飞机数量DA；
构建贝叶斯网络对导致不安全结果的初因事件进行失效传播分析，计算初因事件发生条件下的不安全结果发生概率CP；
根据预定的损伤率IR和未检出率ND，计算得到机队风险水平RT＝DA×ND×CP×IR。


2.根据权利要求1所述的一种面向多重失效模式的民用飞机运行风险评估方法，其特征在于，所述飞机结构件失效模型的构建包括：
利用失效数据T＝[ti]，构建完全数据的似然函数：



其中，N为样本数据总量，K为威布尔子分布数量，Z＝[Zik]，Zik为隐变量，并且当第i个观测数据来自第k个威布尔子分布，则Zik＝1，否则Zik＝0；θ为分布的参数集合，表示为θ＝(π1,...,πK；θ1,...,θK)，πk为第k个子分布加权因子，θk＝(αk,βk)表示第k个子分布尺度参数αk和形状参数βk；f(·|θk)为第k个威布尔子分布的概率密度函数；
执行EM算法，通过给定失效数据T和当前参数估计值θ(j)求Z的条件概率P(Z|T,θ(j))，获取该条件概率的似然函数期望值Q：



将该Q函数作为目标函数，建立混合威布尔分布参数估计的优化模型如下：
maxQ(θ,θ(j))





3.根据权利要求2所述的一种面向多重失效模式的民用飞机运行风险评估方法，其特征在于，执行EM算法过程中还包括：
确定参数θ(j)第j次迭代值对应的Q函数，并对Q(θ,θ(j))进行极大化处理得到第j+1次迭代结果θ(j+1)，重复以上操作，直至收敛。


4.根据权利要求1所述的一种面向多重失效模式的民用飞机运行风险评估方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆中，吴雨婷，荘露，易阳，李超，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32