起飞阶段民机驾驶舱人机系统风险分析方法研究OA北大核心CSTPCD

为了评估民机驾驶舱人机系统在起飞阶段的安全风险,识别危险节点,研究了1种基于节点弹性理论的人机系统风险分析方法。运用层次任务分析法(hierarchical task analysis,HTA)和功能共振事故模型(functional resonance accident model,FRAM),分析人机系统的主要功能,及功能之间的逻辑关系,构建人机系统功能网络模型;再分析功能间和功能内特征的影响因素及连接关系,识别功能失效模式,构建了人机系统风险传播网络模型;引入易感-感染-康复模型(susceptible-infectious-recovered,SIR)模型,模拟风险在系统网络中的动态传播过程。改进认知可靠性和失误分析方法(cognitive reliability and error analysis method,CREAM),识别民机驾驶舱人机系统失效模式和共同绩效条件,并计算了所提SIR模型中的失效概率、传播率和恢复概率。针对风险的动态传播过程,考虑系统受扰和恢复时间,提出1种改进的节点弹性度量方法,更准确地反应风险发生后系统性能变化和弹性表现。以1个起飞阶段民机驾驶舱人机系统为例,①所提方法识别了4种重大风险节点、7种一般风险节点、33种低风险节点以及48种微小风险节点;②在前3类风险节点中,人因失误占比分别为100%、42%及45%;③风险分析表明,包括飞行员疲劳程度和视觉负荷在内的人为因素更易形成安全事故;④分析结果与起飞阶段险情统计分析结果相互印证。此外,所提方法分析了人机系统性能变化过程,发现在系统恢复过程中存在的困难及二次风险的易发倾向。以上结论验证了本文所提方法的有效性,且有助于提出系统风险管理的相应策略。