飞航安全裕度风险评估方法与专家系统及其建立方法技术方案

本发明专利技术是一种使用飞航安全裕度理论的飞航操作风险评估方法、专家系统及其建立方法。此风险评估方法和风险评估专家系统，是用以量化评估飞航操作的安全性，风险评估专家系统的建立方法可包含：建立多个训练样本来储存于数据库中；利用训练样本来训练一推论单元的类神经网络；以及提供一使用者界面，用以输入多个情境参数于类神经网络中，并显示类神经网络所推算的一安全裕度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种使用飞航安全裕度理论的飞航操作风险评估方法、风险评估专家系统及其建立方法，且特别是有关用以评估飞航操作的安全性的飞航安全裕度风险评估方 法、风险评估专家系统及其建立方法。
技术介绍
目前国际民航界，常需大量地使用飞航操作品质保证系统(Flight OperationalQuality Assurance ;F0QA)来记录飞机飞行时的各项数据，再透过设定一些飞 行限制范围，以确保飞航操作的品质。在风险评估上，则系依据主观、且非量化的风险矩阵， 来协助飞安管理。 现有飞安风险评估的做法，是以风险矩阵为主。横轴表示事件发生的或然率，其可 区分为非常频繁、常常、偶尔、很少、不太可能等五级。纵轴表示事件的严重性，其可区分 为毁灭性、严重、重大、轻微、可忽略等五级。再针对每一事件，综合其或然率及其严重性， 进行相对主观的评估。 然而，上述飞安风险评估的方法具有一些缺点。第一个缺点系过于主观，一个事件的严重性，常常是见仁见智，因人而异的，因而无法明确客观地评估事件的严重性。第二个缺点系不科学，由于主观的认定，常常会因时、因地而异，因而判断标准随时都在变动。第三个缺点系最关键的，以现有作法而言，事件的或然率及其严重性只区分等级，而无法进行数值量化，导致造成现有作法完全无法针对飞航安全性的变动，来提供有用的讯息。 此外，目前有关飞航安全问题的探讨，大都系以管理观点出发，例如从序列式因果观点来看，将飞安事故的发生过程利用骨牌理论来说明，其中每一事件的发生有如骨牌一般，引发下一阶段事件的发生。因此，当飞行过程中的某环节出现错误，即环环相扣成炼而造成事故。然而，上述管理理论无法进一步对事故风险的评估，进行量化，因而无法建立出具备有分析计算能力的工具。 再者，若从序列式因果观点出发，自然地也会以序列式观点，来看飞航风险，因而 得出序列式的风险评估方式，即按照飞航程序中，某一环节疏失，所可能造成危害的严重 性，或某个参数超限的严重性，来评估飞航的风险。然而，现代的民航机，系一种大型的复杂 系统，单纯的疏失，可能引发无法预料的复杂连锁反应，在同一瞬间，不同事件同时地在进 行。例如，当飞机的外形结构遭到破坏，其可能同时造成操控系统损害、漏油或电力系统损 害。如此高度复杂以及紧密耦合的特性，使得序列式的飞安观点，常常不足以完整地呈现飞 航复杂状况的风险。
技术实现思路
因此，本专利技术的一目的在于提供一种使用飞航安全裕度理论的飞航操作风险评估 方法、风险评估专家系统及其建立方法，藉以科学化地评估飞航的安全性，并提供量化评估 飞航操作安全性的科学化工具。 本专利技术的另一目的在于提供一种使用飞航安全裕度理论的飞航操作风险评估方法、风险评估专家系统及其建立方法，藉以根据事件的整体情境或过程，来评估飞航风险， 而非单单仅根据某些个别的参数。 本专利技术的又一目的在于提供一种使用飞航安全裕度理论的飞航操作风险评估方 法、风险评估专家系统及其建立方法，藉以呈现飞航过程中安全性的连续变化，因而可清楚 地分析飞安事件的任一瞬间的安全性和异常因素。 根据本专利技术的风险评估方法是用以评估一飞航安全性，其中风险评估方法至少包 含建立多个训练样本，其中建立每一此些训练样本的步骤至少包含由专家根据多个预 设情境参数，来评估在飞航过程中，避免发生一预设事件情境，所需的综合能力，并进行评 分；计算所述专家所评分的分数，以取得一综合能力值；以及根据综合能力值，来计算得到 一预设的安全裕度，藉以根据此些预设情境参数，与预设安全裕度之间的相对关系，来建立 每一此些训练样本；利用此些训练样本，来训练一类神经网络；以及在训练类神经网络后， 建立飞航情境与安全裕度的一般因果关系，再输入多个情境参数于类神经网络，并利用类 神经网络，来推算出任一所予情境的安全裕度，藉以根据安全裕度来评估飞航安全性。 又，根据本专利技术的飞航安全裕度风险评估专家系统，是用以评估飞航安全性，其中 风险评估专家系统，至少包含有使用者界面、数据库及推论单元。使用者界面，系用以输入 多个情境参数，并显示风险评估专家系统的运算结果。数据库具有多个训练样本，其中专 家根据多个预设情境参数，来评估在飞航过程中，避免发生一预设事件情境，所需的综合能 力，并进行评分，而根据此些专家所评分的分数，来取得一综合能力值，此综合能力值系用 以推算一预设的安全裕度(Safety Margin)，每一训练样本，是根据预设情境参数，与预设 安全裕度之间的相对关系来建立。推论单元设有一类神经网络，其中类神经网络系利用此 些训练样本，来进行训练。其中，当输入此些情境参数于类神经网络时，类神经网络推算出 一安全裕度，藉以根据安全裕度来评估飞航安全性。 又，根据本专利技术的飞航安全裕度风险评估专家系统的建立方法，至少包含建立多 个训练样本，其中建立每一此些训练样本的步骤，至少包含由专家根据多个预设情境参 数，来评估在飞航过程中，避免发生一预设事件情境，所需的综合能力，并进行评分；计算所 述专家所评分的分数，以取得一综合能力值；以及根据综合能力值，来计算得到一预设安全 裕度(Safety Margin)，藉以根据此些预设情境参数，与预设安全裕度之间的相对关系，来 建立每一此些训练样本；提供一数据库，并储存所述训练样本于该数据库中；提供一推论 单元，其中推论单元设有一类神经网络；利用此些训练样本，来训练类神经网络；以及提供 一使用者界面，用以输入多个情境参数，于类神经网络中，并显示类神经网络所推算的一安 全裕度。 因此，本专利技术的飞航安全裕度风险评估方法、风险评估专家系统及其建立方法，可 通过科学化、客观及数据化的方式，来呈现飞航安全状况的连续变化，因而可清楚地分析飞 安事件的任一瞬间的安全性和异常因素，且可提升飞安风险评估的可靠性、正确性及全面 性。附图说明 为让本专利技术的上述和其它目的、特征、优点能更明显易懂，以下将配合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细说明，其中 图1绘示依照本专利技术的实施例的风险评估专家系统的系统方块图。 图2绘示依照本专利技术的实施例的风险评估方法的方法流程图。 图3绘示依照本专利技术的实施例的安全裕度概念图。 图4绘示依照本专利技术的实施例的综合能力问巻的示意图。 图5绘示依照本专利技术的实施例的类神经网络与安全裕度的关系图。 图6绘示依照本专利技术的实施例的正常航班与大雾航班的飞航安全裕度变化图。 图7绘示依照本专利技术的实施例的正常航班与名古屋空难的飞航安全裕度变化图。 图8绘示依照本专利技术的实施例的正常航班与大园空难的飞航安全裕度变化图。 图9绘示依照本专利技术的实施例的风险评估专家系统的建立方法流程图。具体实施例方式为让本专利技术的上述和其它目的、特征、优点能更明显易懂，本说明书将特举出一系 列实施例来加以说明。但值得注意的是，这些实施例只是用以说明本专利技术的实施方式，而非 用以限定本专利技术。 请参照图1，其绘示依照本专利技术的实施例的风险评估专家系统的系统方块图。本实 施例的飞航安全裕度风险评估方法与风险评估专家系统100系用以评估飞航安全性，并可 做为协助业界在飞航安全管理、风险评估或趋势预测的评估方法和工具。本实施例的风险 评估专家系统100可包含使用者界面110、数据库120、推论单元130、发展者界面140及系 统界面150。使用者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞航安全裕度风险评估方法，用以评估飞航安全性，其中该风险评估方法至少包含：建立多个训练样本，其中该建立每一该些训练样本的步骤至少包含：由多个专家，根据多个预设情境参数，来评估在飞航过程中，避免发生一预设事件情境所需的综合能力，并进行评分；计算所述专家所评分的分数，以取得一综合能力值；以及根据该综合能力值，来计算得到一预设安全裕度，藉以根据所述预设情境参数与该预设安全裕度之间的相对关系，来建立每一所述训练样本；利用所述训练样本，来训练一类神经网络；以及在训练该类神经网络后，输入多个情境参数于该类神经网络，并利用该类神经网络来推算出一安全裕度，藉以根据该安全裕度，来评估飞航安全性。

【技术特征摘要】
一种飞航安全裕度风险评估方法，用以评估飞航安全性，其中该风险评估方法至少包含建立多个训练样本，其中该建立每一该些训练样本的步骤至少包含由多个专家，根据多个预设情境参数，来评估在飞航过程中，避免发生一预设事件情境所需的综合能力，并进行评分；计算所述专家所评分的分数，以取得一综合能力值；以及根据该综合能力值，来计算得到一预设安全裕度，藉以根据所述预设情境参数与该预设安全裕度之间的相对关系，来建立每一所述训练样本；利用所述训练样本，来训练一类神经网络；以及在训练该类神经网络后，输入多个情境参数于该类神经网络，并利用该类神经网络来推算出一安全裕度，藉以根据该安全裕度，来评估飞航安全性。2. 根据权利要求1所述的飞航安全裕度风险评估方法，其特征在于，另包含 撷取在该交通工具的操作过程中的多个瞬间，其中输入于该类神经网络的多个情境参数包含在每一所述瞬间上的多个情境参数，藉此利用该类神经网络来推算出在每一所述瞬 间的一安全裕度；以及根据所述瞬间的多个安全裕度，来形成一安全裕度曲线，藉以根据该安全裕度曲线来 评估飞航安全性。3. 根据权利要求1所述的飞航安全裕度风险评估方法，其特征在于，所述预设情境参 数包括至少一软件参数、至少一硬件参数及至少一环境参数。4. 根据权利要求1所述的飞航安全裕度风险评估方法，其特征在于，该预设事件情境 为飞机坠毁、飞安事件、意外、事故、冲出跑道、稳定进场或安全落地。5. 根据权利要求1所述的飞航安全裕度风险评估方法，其特征在于，所述专家评估综 合能力的步骤至少包含提供一综合能力问巻于每一所述专家，其中该综合能力问巻系预先区分综合能力的等 级；以及由每一所述专家根据所述预设情境参数，对该综合能力问巻来进行回答。6. 根据权利要求l所述的飞航安全裕度风险评估方法，其特征在于，该综合能力值(P) 所推算得到的该预设安全裕度(SM)是由下列公式来计算得到<formula>formula see origina...

【专利技术属性】
技术研发人员：景鸿鑫，
申请(专利权)人：国立成功大学，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]