典型飛行安全評估方法述評

劉　嘉，孫　陽，肖楚琬，賈　慧，趙志堅

（海軍航空工程學院接改裝訓練大隊，山東煙臺264001）

典型飛行安全評估方法述評

劉嘉，孫陽，肖楚琬，賈慧，趙志堅

（海軍航空工程學院接改裝訓練大隊，山東煙臺264001）

為進一步從飛行動力學角度解決面向任務的多耦合因素下飛行安全評估問題，對現有飛行安全評估方法進行了梳理，對各種評估方法的發展起源、評估流程、評價指標、應用不足進行了初步探討。研究表明，各種評估方法在應用上各有優缺點。從飛行動力學角度而言，層次分析法、故障樹分析法和時間裕度法對解決多耦合因素下飛行安全問題，具有較強的借鑒意義。后續可結合人因可靠性，飛行安全邊界界定，將層次分析法、故障樹法和時間裕度法融合，發展一種新的面向任務的基于系統安全性和飛行動力學的具有更廣泛意義的飛行安全評估方法。

飛行安全；飛行動力學；系統安全性；故障樹法；時間裕度法；飛行包線

隨著我國航空運輸業的發展，飛機成為人們日常最為常用的出行方式之一。可以預見隨著國產大飛機的下線，我國航空運輸業必將迎來新的更大發展。但同時也應看到，近年來飛行事故頻發，也給我國航空業者敲響了警鐘。如何確保飛行安全是航空運輸領域的永恒主題。飛行安全研究的目的就是確保飛行安全，找到制約飛行安全的關鍵因素，并將其加以解決。這其中既包括飛機的設計因素，也包括使用者的操作因素以及環境因素。可以說飛行安全是一個相當廣泛的話題，學者們在飛行安全“人、機、環”3個領域已經開展了大量研究。在人的方面，學者們開展了人因可靠性與飛行安全研究[1]、人機工效與飛行安全研究[2]、飛行駕駛技術與飛行安全研究等等[3]。在飛行器設計領域，學者們分別在飛行系統風險評估及事故預測[4]、適航性[5]、飛行品質與飛行安全[6]、飛行包線與邊界識別控制[7]、飛行安全輔助措施[8]等方面展開了研究。在環境方面，學者們對各類自然環境對飛行安全影響都進行過研究，如降雨與飛行安全[9]、結冰與飛行安全[10]、風切變與飛行安全[11]、前機尾渦與飛行安全等等[12]。由此也可以看到，飛行安全不是孤立的，而是多耦合因素共同作用下的系統性不確定問題。面對如此豐富的研究成果，必須理清研究思路，找準方法步驟，才能為后續多耦合因素下飛行安全研究奠定基礎。為此，須要搞清什么是飛行安全，它的影響因素是什么，它的內涵是什么，以及目前采用了哪些評價辦法進行飛行安全評估。這也正是本文研究的目的。

本文首先介紹了飛行安全基本概念和內涵；而后對現有典型飛行安全評估基本方法進行了綜述；最后，對這些方法總結，為后續從飛行視角和動力學角度解決多耦合因素下航空飛行安全問題奠定基礎。

1　飛行安全的概念與內涵

1.1基本概念

1.1.1飛行安全

飛行安全就是指在飛行活動中，保證人類能夠順利地離開地面飛向空中并能順利地返回地面，不給乘員、飛行器本身以及地面居民、設施造成任何損害和威脅[13]。

1.1.2飛行風險

飛行風險是對危險、潛在事故可能性及事故后果的綜合度量，是系統安全指標之一。風險用于描述尚未發生的的可能轉化為事故的隨機可能性及事故后果[13]。

1.1.3飛行安全風險評估

飛行安全風險評估就是對飛行風險大小做出評估和度量[13]。開展飛行風險評估的最終目的是以實現飛行系統安全，揭示影響飛行安全的不利因素，分析各影響因素耦合作用及事故機理，進而對飛行安全開展定性定量分析及評估，為事故預測及事故預防奠定基礎，最終確保飛行安全，提升經濟效益。

1.2飛行安全影響因素

眾所周知，影響飛行安全的主要因素是“人、機、環”。即飛行員或機組、飛機以及外界環境。當然也有觀點認為，管理也應納入飛行安全影響因素。鑒于本文主要為后續從飛行視角定量分析飛行安全進行基礎準備。同時，由于管理因素難以與飛行安全的定量因素建立關聯，因而暫不將管理因素及維護保障有關因素納入影響因素。其中，關于人的因素，人因可靠性相關研究可以對人的各種行為及其影響因素進行較為有效的解釋；關于飛機本體因素，在飛行器設計領域中，飛機各系統的安全性、可靠性、飛行品質都與飛行安全相關；在環境因素中，飛機的使用環境也制約著飛行安全。

2　飛行安全評估方法

飛行安全評估方法即是對飛行安全系統的風險大小做出正確評價與度量的方法。目前，學者們對飛行安全評估開展的研究主要集中在以下方面：一是從飛機設計角度以及從飛機整機安全性出發，對各分系統提出安全性及可靠性指標，指導飛機分系統設計；二是從事故、故障角度出發，以整個飛行系統的安全性視角對飛行安全進行研究，其主要目的事前預測及事后分析，累計事故案例并為后續安全評估和事故預防奠定基礎；三是從使用角度，以動力學為基礎，以飛行員視角對飛行安全性進行分析；四是從飛機性能角度出發，進行飛行邊界的識別和控制。這其中典型的方法包括故障樹法、事件樹法、層次分析法、基元事件法、時間裕度法等；這些研究方法有些是相通的，有些則在思路存在差別，其應用方式不盡相同，各有優缺點，下面就其中典型方法進行介紹與綜述。

2.1故障模式與影響分析法

2.1.1方法起源

故障模式與影響分析法（Failure Mode and EffectsAnalysis，FMEA）是20世紀50年代美國為分析飛機發動機故障而發展的一種方法，目前廣泛用于安全性評估和故障分析識別，我國也已將這種方法納入國軍標[14]。也有學者對這一方法在具體應用中進行改進，取得了較好效果。如文獻[15]采用FMEA方法，結合模糊綜合評判理論，對數控機床故障進行了分析；文獻[16]結合三元素法對飛機油箱防火性進行了分析等。此外，FMEA也是故障分析的基本方法之一。

2.1.2方法原理與步驟

這一方法的基本思路是按照系統、分系統、元素的順序分割研究對象及故障類型，然后再按元素、子系統、系統的順序研究故障對飛機可靠性及飛行安全性的影響，最后根據影響大小，故障概率等因素評定故障等級。其基本步驟包括：調查系統、確定分析深度、繪制功能框圖、列出故障類型、選取典型及重大故障、開展故障分析。在故障類型及影響分析中，通常采用評點法，即根據影響因素計算故障點數，故障典型因素包括故障影響大小、影響范圍、發生頻率、防止故障難易程度、設計成熟度等，如表1所示。

表1　故障影響因素Tab.1 Factors of fault effect

按下式計算元素總的危險故障點數：

危險故障總點數即表征了該元素的危害程度。最終可以按照這一方法對整個系統進行安全性分析評估。

2.1.3評估結論

FMEA故障等級的評定方法有簡單劃分法、評點法和致命度評點法、風險矩陣法，其典型應用是上述評點法。當系統總點數Cs＞7時，故障等級為I級，為災難性故障或事故；當總點數4＜Cs≤7時，故障等級為II級，為致命性故障或事故；當總點數2＜Cs≤4時，故障等級為III級，為嚴重故障或事故；當總點數Cs≤2時，故障等級為IV級，為輕度故障。

2.2事件樹分析法

2.2.1方法起源

事件樹分析法（Event Tree Analysis，ETA）又稱決策樹分析法。這是安全系統工程的重要分析方法之一。最早源于美國對商用核電站的風險分析與評估。這種方法從事故的起因事件開始，應用歸納推理的方法，分析事件的發展過程，最終導出所有可能的事故后果。如文獻[17]運用事件樹法綜合考慮防撞系統可靠性和飛行員可靠性，對自由飛行模式下的碰撞風險進行了評估。針對具體這一方法存在缺點，學者們也對這一方法提出了改進。如文獻[18-19]針對原始方法對系統動態演化過程描述不足的問題，提出并成功運用了動態事件樹法進行可靠性分析；文獻[20]利用事件樹和動態故障樹，提出了基于ET-DFT模型的動態概率安全評價方法等等。

2.2.2方法原理與步驟

事件樹分析法的實質是利用邏輯推理方法，以可靠性為基礎，研究時間線上各事件因果關系，分析事故形成過程。其基本原理是分析事件發展過程，給出每一事件的可能結果，并對這一結果產生的次級事件進一步分解，直到底層。最終可以分析每一事件的故障后果和影響。

基本步驟包括：

1）開展事件分析，明確起點事件，了解時間軸上的事件發展過程，確定各事件因果關系和發展走向；

2）從左至右依次編圖，開始事件在左，將成功的分枝畫在上面，失敗的分枝畫在下面；

3）標定概率邏輯運算，根據事件、中間事件的基本概率，按照獨立事件概率計算原則，即并聯事件概率相加，串聯事件概率相乘的原則計算總概率。

圖1為典型故障案例——起落架放下故障事件樹。其中，P1、P2、P4是起落架故障后飛行員處置成功、安全飛行概率，P3、P5是處置不當的事故概率。最終根據各分支概率即可計算事故概率。

圖1　故障案例事件樹Fig.1 Event tree of failure case

2.2.3評估結論

ETA方法得到事故評估指標是事故概率。這一方法的使用前提是需要知道各事件分支發生概率。此外分支分叉走向需要詳細論證。

2.3故障樹分析法

2.3.1方法起源

故障樹分析法（Fault Tree Analysis，FTA）最早由美國貝爾電話公司的Watson首先提出，于1962年應用于民兵式導彈發射控制系統安全分析，后來美國波音公司的Heasl等人對事故樹分析法作了重大改進。事實證明，故障樹分析法非常適合用于研究事故發生規律，可以用于事故預測、安全評估及故障診斷，如文獻[21]結合故障樹和BAM神經網絡嘗試對故障診斷存在的空間爆炸和訓練樣本整理難題進行了解決，實現了故障診斷的快速性和準確性；文獻[22]運用信息熵決策理論進行了故障樹不確定性推理，并采用算例證明了方法的有效性等等。下面就該方法原理和典型步驟進行簡要介紹。

2.3.2方法原理與步驟

故障樹分析法基本步驟：①調查研究，確立研究對象；②建立故障樹；③化簡故障樹和定性分析；④概率計算；⑤安全性評估。如圖2～3示出了故障樹基本結構示意圖，其中“+”代表“或”運算、“×”代表與運算。圖3是圖2故障樹化簡后的事故致因結構圖，從中可以找到事故發生的基本原因及其組合。圖2中T是頂上事故事件、A、B、C、D、X1、X2、X3、X4、X5分別是獨立事件。圖3中K1、K2、K3是T事件發生的3個組合事件。最后，在步驟3）基礎上，可以根據基本事件發生概率計算最終事故發生概率，同時可根據基本事件重要度和臨界重要度對安全性進行評估，并找到事故對事故影響最大的安全隱患。

圖2　故障樹結構示意圖Fig.2 Sketch map of fault tree structure

圖3　故障樹簡化示意圖Fig.3 Sketch map of fault tree simplify

2.3.3評估結論

這一方法得到事故評估指標是事故概率。采用這一方法預測事故概率的前提是必須知道各獨立事件發生概率，同時應對各事件之間及其與最終事故的邏輯關系進行詳細構建。

2.4層次分析法

2.4.1方法起源

層次分析法（The Analytical Hierarchy Process，AHP）最早是由美國運籌學家A.L.Saaty提出[23]。這種方法將頂層安全目標根據聚類層次進行逐級分解，是一種多因素耦合決策方法，是一種結合了底層元素分析和頂層安全預期的綜合化決策方法，其特點在于結合了專家主觀認識和系統固有屬性，可以為定性和定量分析提供依據。這種方法不僅在風險評估領域得到應用[13]，在效能評估中也取得了良好效果[24]。

2.4.2方法原理與步驟

AHP法的思路是將問題逐級分解，每個次級問題可以和多個上級問題存在影響關系，直至分解至最底層。圖4是飛行安全典型的層次分析結構，其中，3層要素可能和多個二級子系統之間存在影響關系；而后根據專家評價采用某種方法進行權值計算；最終可以得到底層元素相對于頂層目前的相對重要度函數。由此即實現了多耦合因素下的目標分析。這一方法基本步驟包括以下4步。

1）根據分析目標構建層次結構模型。典型飛行安全評估層次結構如圖4所示。

圖4　典型飛行安全評估層次結構Fig.4 Hierarchical structure of typical flight safety assessment

2）構造判斷矩陣。判斷矩陣是每一層元素相對重要性的權重指標，通常由專家根據經驗給出。假定A層中元素Ak與下一層次中元素B1，B2，…，Bn有聯系，則構造的判斷矩陣如表2所示。其中元素bij表示Bi與Bj相對于Ak的重要性的比例標度。

表2　AHP法判斷矩陣Tab.1 Judgment matrix ofAHP method

3）層次單排序與一致性檢驗。層次單排序可以歸結為計算判斷矩陣B的最大特征值和相應的特征向量問題。

4）層次總排序與一致性檢驗。方法與步驟3）類似。

2.4.3評估結論

這一方法以底層各因素相對權重為計算結果，可對定量和定性的各種因素對事故目標的影響程度進行分析，可以結合各底層因素進一步計算事故概率。

2.5事件鏈分析法

2.5.1方法起源

事件鏈分析法是一種將飛行事故發生和發展過程中的有關事件，按照一定邏輯關系排成事件鏈，然后逐件分析事件鏈上的事件，從中找出屬于事故原因方法。這種方法是以事件鏈事故模型理論為基礎的分析方法。20世紀70年代布爾德根據多米諾骨牌理論，首次建立了事件鏈分析法，明確提出了事件鏈的概念。他把事故發生的事件分為“人”、“機械”、“管理”3大類，每一類都組成一個環，每個事件都可歸為這3類中的一類，每個事件使“人”、“機械”、“管理”環連接，如果發生了第一個事件，就使第一環套上第二環，發生第二個事件，就使第二環與第三環套上去，如此下去，最后一環就是事故發生。我國學者對這一方法也進行了相關研究和應用，如文獻[25]建立了突發事件的事件鏈概率模型，文獻[26]構建了由情景要素屬性狀態識別到事件演變描述的概率規則，進而提供了一種預測事件發展態勢的方法。

2.5.2方法原理與步驟

此分析方法用于飛行事故原因分析時，首先在事故調查過程中，列出調查中發現的所有影響飛行安全的因素，從這些因素中找出與事故有關的事件或情況，并按照事件發生的時間順序和因果關系，一環套一環排列成事件鏈，直到事故發生為止。然后，逐件分析事件鏈中的事件，從中找出屬于事故原因的事件或情況，確定事故發生的原因。

事件鏈方法更適合于事故分析和調查，也可以用于事故預防和預測，它在應用時可以按照以下步驟展開。

1）分析起點事件。由于起點事件可能眾多，因此起點事件的確定必須要有豐富的經驗或可靠的定量分析作為支撐。

2）分析次生事件。分析起點事件可能觸發的次級事件，給出各次級事件發生概率，這一階段應注意起點事件耦合和次生事件概率計算可能涉及多場景耦合多維概率分問題。

3）關鍵事件鏈的風險分析。根據步驟1）～2）在這一階段已基本明確了所以事件鏈和事故流程走向。因此可針對性開展關鍵事件鏈風險分析和事故評判。最后得出分析結論。

2.5.3評估結論

這一方法在事故原因分析時，可以較好的找到事故起因及其事件鏈。在風險預測和安全評估時，其結論可以以事故概率的形式給出，但其更擅長于定量給出不同事件鏈危險程度，進而提供安全措施建議，提高安全性。

2.6基元事件法

2.6.1方法起源

在對己有的事件鏈理論和事件分析方法進行研究后，針對現有方法的不足，我國民航建立了一種改進的歷史事件分析方法——基元事件分析法[27]。基元事件分析法就是基于事件鏈理論，把發生的飛行事故或事故征候分解成為最終與事故或事故征候直接相關的獨立的基元事件的分析方法。基元事件的定義直接針對廣義的差錯責任者，將違規和錯誤行為落實到終端環節。其分析范圍包括了“人、機、環境、管理”中的各個方面，是一種系統評價飛行安全的方法。同時，這一方法可以歷史數據為基礎，開展安全趨勢研究，提前給出行業整改建議。其優點是建立了規范化的事件鏈分解機制，明確了事件成因和預防對策。

2.6.2方法原理與步驟

運用這一方法進行安全評估的步驟包括：

1）進行調查，運用基元事件分析法和層次分析法設立“人、機、環境、管理”子系統分層次的評估模型，在4個子系統的基礎上，確定飛行安全評估的要素和項目；

2）運用層次分析法（AHP）進行權重分析和確定；

3）對待評對象或單位進行數據采集；

4）根據采集數據進行安全評估和計算。

2.6.3評估結論

運用這一方法可以對飛行系統進行安全評估，評估結果以設定的安全指數或評分形式給出。其優點是可以宏觀的對飛行系統進行評價，便于體系比較和評價。

2.7時間裕度法

2.7.1方法起源

這種方法目前主要應用于飛行駕駛領域，俄羅斯學者和我國學者均對這一方法在飛行安全領域應用做出了嘗試[28]。這一方法的好處是將人的操縱能力納入了飛行事故評判因素。同時，這一方法將將飛行動力學有關理論與傳統飛行安全的概率指標進行了關聯。在這一方法中，其判斷飛行事故的標準是，決定性參數達到或超過極限值xji。常見的決定性參數包括：迎角、過載、高度、表速、馬赫數等。這一方法的出發視角是以飛行員的容錯能力和主動駕馭能力為基本考慮，考察飛行員能否在有限時間內，使飛機脫離危險狀態。

2.7.2方法原理與步驟

這一方法的基本思路是，考察飛行員是否具有足夠的時間進行飛行狀態“挽救”，即一旦飛機出現故障或“超限”事件，飛行員能否在飛機進入不可逆狀態之前，使飛機重新進入可控狀態。

其基本判斷思路如圖5所示。假設t=0時刻飛機出現異常，如果飛行員不實施正確的操縱飛機將進入安全邊界以外，飛機某個指標會以超限的形式威脅飛行安全，如超過過載極限、低空失速等等，見圖5曲線4。同時，這一方法定義了一個時間裕度tb，即飛行員可以挽救飛機的最小臨界時間，一旦飛行員超過了這一時間仍未進行有效的正確的操縱，那么飛機將沿著圖5曲線3進入超限狀態，如果飛行員剛好在時間tb內進行操縱，則飛機狀態沿著曲線2進入安全臨界狀態，如果飛行員在時間裕度tb以內施加正確操縱，那么飛機將沿著曲線1返回飛行安全邊界以內。因此飛行安全評估就轉化為計算飛行員反應時間tp小于時間裕度tb概率的問題，即P=P0(xt＜xji)=P0(tp＜tb)，其中：xt是t時刻飛機狀態、xji是飛行參數限制極限值。圖5中，陰影部分表示安全概率。由于tp具有隨機性，可用概率函數進行描述。確定時間裕度tb后，通過研究tp分布規律，即可評估人-機系統的飛行安全性。

圖5　時間裕度判斷法原理圖Fig.5 Schematic diagram of time margin method

這一方法的基本步驟包括：

1）確定故障起點，建立故障后飛機動態方程；

2）根據飛機參數極限值，求取臨界時間參數；

3）根據飛行員參與滯后時間，計算時間裕度，計算飛行風險概率。

2.7.3評估結論

這一方法計算得到的是飛行安全風險概率以及過程中的飛機狀態參數及相關時間參數。這一方法有效結合了飛行動力學和現有安全理論，是一種新的安全評估方法嘗試。

3　評估方法述評與展望

3.1評估方法述評

限于篇幅，這里不再對其他飛行安全評估辦法進行介紹，對于上述幾種典型飛行安全評估辦法，可以發現，它們各有優缺點。

故障模式與影響分析法述評法（FMEA）使用前提是須要知道故障模式及故障原因，以及各部件的故障概率和對整個系統影響的權重。主要缺點是故障影響因素點數C1～C5大多人為選取，目前還沒有統一的標準選擇方法，故障危險評估還存在一定的主觀性。此外，這一方法基本是以裝備因素為主要考察點，忽略了系統中的人為因素和環境因素。

事件樹分析法（ETA）的使用前提是須要知道各事件分支發生概率。同時，分支的合理性以及前提條件需要詳細設定。此外，對于多因素耦合引發事故，這一方法無法適用，而且并非所有部件的故障都會導致事故發生。

故障樹分析法（FTA）的前提是必須知道各獨立事件發生概率。同時，應對各事件之間及其與最終事故的邏輯關系進行詳細構建。

層次分析法（AHP）可以對定量和定性的各種因素對事故目標的影響程度進行分析，理論上結合各底層因素可靠性，可以進一步計算事故概率，進行安全評估和事故預測，但尚未發現相關文獻。此外，這一方法得到的底層事件相對權重仍是以專家意見為基礎，缺少定量計算基礎。

事件鏈分析法在事故原因分析時，可以較好地找到事故起因及其事件鏈，其更擅長于定量給出不同事件鏈危險程度，進而提供安全措施建議，提高安全性。但在風險預測時，其缺點在于故障起點眾多，對所有起點進行多因素耦合故障預測，場景過多，耦合復雜，應用難度較大。

基元事件法的優點是可以宏觀的對飛行系統進行評價，便于體系比較和評價，其缺點是沒有與事故現象之間建立直接聯系，其次這種方法評估項目權重來源于AHP法，本質上仍以專家的判斷為基礎，定量分析依據稍顯薄弱。

時間裕度法結合了飛行動力學和現有安全理論，是一種新的安全評估方法嘗試。但這一方法同樣存在一些缺點。如：必須對飛行狀態極限值進行界定。傳統的飛行包線和飛行邊界，與這一極限值可能并不完全相同，如果以允許邊界為極限值，會面臨飛機有時尚未到達允許飛行包線也有可能發生事故的尷尬。此外，某些故障發生后，飛機氣動特性發生異常改變，無法采用常規方法計算飛機后續動態響應。如果某些故障如某個傳感器損壞，可能不能直接產生飛行狀態的改變，但對飛行員操縱判斷可能產生影響，也會影響飛行安全。但即便存在這些不足，這一方法仍是開展定量安全評估的有益嘗試。

3.2展望

飛行安全影響因素眾多，涉及復雜且充滿隨機性的人為因素、裝備因素、環境因素。同時，飛行安全與飛行任務密切相關。比如，空中對抗科目訓練的飛行安全問題、艦載機著艦的飛行安全問題、夜間超低空飛行安全問題等等，這些都是典型的面向任務的多耦合因素下的飛行安全評估問題，為此找到解決這類問題的統一辦法具有重要意義。縱觀上述典型飛行安全評估辦法，傳統系統安全性理論的評估方法與飛行理論定量分析結合不夠，而以飛行駕駛能力為出發點的安全理論又缺少系統安全性分析。為此，結合二者優點，探索一種新的飛行安全評估方法應該是解決面向任務的多耦合因素下飛行安全的途徑之一。綜合考量，現有層次分析法（AHP）、故障樹分析法（FTA）和時間裕度法具有較強的借鑒意義，結合這些方法，后續可從以下方面進一步開展深入研究。

1）進一步分解任務約束下的多耦合因素飛行安全需求，明確影響因素量化指標，開展基于仿真驗證架構的AHP及FTA方法研究。

2）進一步梳理人因素可靠性研究方法，將任務環境的人為因素納入定量分析，建立任務環境下的飛行員行為模型。

3）進一步對飛行安全進行界定。系統分析使用飛行包線、可用飛行包線、允許飛行包線與飛行安全關系，以典型任務為背景，分析飛行包線與飛行員操縱、故障容錯及飛行安全關系。

4）對多場景多耦合因素權重計算方法開展研究，為解決任務約束下AHP多耦合影響因素定量分析的權重計算奠定基礎。

[1]DOULAS AWIEGMANN.飛行事故人的失誤分析—人的因素分析與分類系統[M].馬銳，譯.北京：中國民航出版社，2006，7：11-12. DOULAS A WIEGMANN.A human error approach to aviation accident analysis-the human factors analysis and classification system[M].MA Rui，Translated.Beijing：China Civil Aviation Publishing House，2006，7：11-12.（in Chinese）

[2]張磊，莊達民，鄧凡，等.飛機座艙人機工效評定實驗臺研制[J].飛行力學，2009，27（1）：81-84. ZHANG LEI，ZHUANG DAMIN，DENG FAN，et al.Research on experimental table for ergonomics evaluationof aircraft cockpit[J].Fight Dynamics，2009，27（1）：81-84.（in Chinese）

[3]鄭孝雍.飛行技術與航空安全研究[M].成都：四川科學技術出版社，2006：460-461. ZHEN XIAOYONG.Pilot operation and aviation safety [M].Chengdu：Sichuan Technology Press，2006：460-461.（in Chinese）

[4]王衍洋，曹義華.航空運行風險的灰色神經網絡模型[J].航空動力學報，2010，25（5）：1036-1042. WANG YANYANG，CAO YIHUA.Gray neural network model of aviation safety risk[J].Journal of Aerospace Power，2010，25（5）：1036-1042.（in Chinese）

[5]王立新.適航性條例、飛行品質規范和設計準則[J].飛行力學，2000，18（2）：1-4. WANG LIXIN.Airworthiness regulations，flying qualities specifications and design criterions[J].Flight Dynamics，2000，18（2）：1-4.（in Chinese）

[6]STEFAN F CAMPBELL，JOHN T KANESHIGE，et al. An adaptive control simulation study using pilot handling qualities evaluations[C]//AIAA Guidance，Navigation，andControlConference.Toronto，OntarioCanada：AIAA，2010：1-21.

[7]LIANG TANG，MICHAEL ROEMER，JIANHUA GE，et al.Methodologies for adaptive flight envelope estimation and protection[C]//AIAA Guidance，Navigation，and Control Conference.Chicago，Illinois：AIAA，2009：1-14.

[8]羅帆，平蕓，郭仕平，等.民航飛行品質監控及預警管理探索[J].交通運輸工程學報，2002，2（3）：108-111. LUO FAN，PING YUN，GUO SHIPIUG，et al.Civil aviation flight character surveillance and forewarning management[J].Journal of Traffic and Transportation Engineering，2002，2（3）：108-111.（in Chinese）

[9]黃成濤，王立新.風雨對飛機飛行安全性的影響[J].航空學報，2010，31（4）：694-700. HUANG CHENGTAO，WANG LIXIN.Effects of rain and wind on aircraft flight safety[J].Acta Aeronautica Et Astronautica Sinica，2010，31（4）：694-700.（in Chinese）

[10]周莉，徐浩軍，楊哲，等.飛機在結冰條件下的最優邊界保護方法[J].上海交通大學學報，2013，47（8）：1217-1221. ZHOU LI，XU HAOJUN，YANG ZHE，et al.Optimal boundary protection method for ai rcraft under icing conditions[J].Journai of Shanghai Jiaotong University，2013，47（8）：1217-1221.（in Chinese）

[11]JOHNHENRI R RICHARDSON，PIERRE T KABAMBA，et al.Safety margins for flight through stochastic gusts[J].Journal of Guidance，Control，and Dynamics，2014，37（6）：2026-2030.

[12]ANATOLIY V BOBYLEV，VICTOR V VYSHINSKY，et al.Aircraft vortex wake and flight safety problems[J]. Journal ofAircraft，2010，47（2）：663-674.

[13]徐邦年.飛行安全評估概論[M].北京：藍天出版社，2005：2. XU BANGNIAN.Introduction of flight safety evaluation [M].Beijing：Lantian Press，2005：2.（in Chinese）

[14]GJB1391故障模式、影響及危害性分析程序[S].北京：國防科學技術工業委員會，1993：5-10. GJB1391 Procedure for failure mode，effects and criticality analysis[S].Beijing：The Commission of Science，Technology and Industry for National Defense of the PRC，1993：5-10.（in Chinese）

[15]楊麗梅，蔡長亮，徐楠.基于模糊綜合評判與FMEA的數控機床故障分析[J].機床與液壓，2015，43（15）：197-206. YANG LIMEI，CAI CHANGLIANG，XU NAN.Fault analysis of CNC machine tool based on fuzzy comprehensive evaluation and fmea methods[J].Machine Tool& Hydraulics，2015，43（15）：197-206.（in Chinese）

[16]宋彪，王旭，張歡.基于FMEA的飛機燃油箱防火安全性分析[J].中國民航大學學報，2013，31（5）：14-23. SONG BIAO，WANG XU，ZHANG HUAN.Aircraft fuel tank fire safety analysis based on FMEA[J].Journal Of Civil Aviation University of China，2013，31（5）：14-23.（in Chinese）

[17]張兆寧，梁玉文，高俊英，等.自由飛行下基于事件樹的碰撞風險評估模型[J].科學技術與工程，2015，15（2）：304-308. ZHANG ZHAONING，LIANG YUWEN，GAO JUNYING，et al.Assessment model of collision risk based on event tree in free flight[J].Science Technology and Engineering，2015，15（2）：304-308.（in Chinese）

[18]CATALYUREK U，RUTT B.Development of a code agnostic computational infrastructure for the dynamic generation of accident progression event trees[J].Reliability Engineering and System Safety，2010，95（3）：278-294.（in Chinese）

[19]BRISSAUD F，SMIDTS C，BARROS A，et a1.Dynamic reliability of digital-based transmitters[J].Reliability En-gineering and System Safety，2011，96（7）：793-813.

[20]古瑩奎，邱光琦.基于ET-DFT分層模型的復雜系統動態概率安全評價方法研究[J].中國安全科學學報，2013，23（8）：78-83. GU RINGKUI，QIU GUANGQI.A complex system dynamic probabilistic safety assessment method based on ET-DFT hierarchica1 model[J].China Safety Science Journal，2013，23（8）：78-83.（in Chinese）

[21]梁志文，胡嚴思，楊金民.基于FTA與BAM神經網絡融合的飛機故障診斷方法[J].湖南大學學報：自然科學版，2013，40（5）：61-64 LIANG ZHIWEN，HU YANSI，YANG JINMIN.An aircraft fault diagnosis scheme based on integration of fta with BAM neural networks[J].Journal of Hunan University：Natural Sciences，2013，40（5）：61-64.（in Chinese）

[22]劉世前，施維，沈勇，等.基于信息熵的縱列式無人直升機故障樹診斷[J].系統仿真學報，2009，21（14）：4424-4428. LIU SHIQIAN，SHI WEI，SHEN YONG，et al.Information entropy-based fault tree analysis of unmanned tandem helicopter[J].Journal of System Simulation，2009，21（14）：4424-4428.（in Chinese）

[23]SATTY T L.The analytic hierarchy process，planning，priority setting，resource allocation[M].New York：Mc Graw HiII，Lnc.，1980：287.

[24]龔勝科，徐浩軍，周莉，等.基于區間AHP法與粗糙集的飛機空戰效能評估[J].空軍工程大學學報：自然科學版，2010，11（5）：16-20. GONG SHENGKE，XU HAOJUN，ZHOU LI，et al.Aerial warfare efficiency evaluation for fighter plane based on the interval AHP and rough set[J].Journal of Air Force Engineeng University：Natural Science Edition，2010，11（5）：16-20.（in Chinese）

[25]李藐，陳建國，陳濤，等.突發事件的事件鏈概率模型[J].清華大學學報：自然科學版，2010，50（8）：1173-1177 LI MIAO，CHEN JIANGUO，CHEN TAO，et al.Probability for disaster chains in emergencies[J].Journal of Tsinghua University：Natural Sciences，2010，50（8）：1173-1177.（in Chinese）

[26]曲毅，仲秋雁，馬驍霏，等.基于情景的突發事件演變概率規則推理方法[J].系統工程學報，2014，29（4）：571-578. QU YI，ZHONG QIUYAN，MA XIAOFEI，et al.The event evolution scenario-based reasoning method via probability rule[J].Journal of Systems Engineeng，2014，29（4）：571-578.（in Chinese）

[27]劉漢輝，孫瑞山，張秀山.基元事件分析法[J].中國民航學院學報，1997，15（3）：1-9. LIU HANHUI，SUN RUISHAN，ZHANG XIUSHAN.A method of basic element analysis of aviation accidents [J].Journal of Civil Aviation University of China，1997，15（3）：1-9.（in Chinese）

[28]徐浩軍，葛志浩，孟捷.應用時間裕度法評估人-機系統飛行安全[J].飛行力學，2007，25（2）：89-92. XU HAOJUN，GE ZHIHAO，MENG JIE.The safety of pilot-aircraft system[J].Flight Dynamics，2007，25（2）：89-92.（in Chinese）

Discussion of Typical Flight Safety Evaluation Method

LIU Jia,SUN Yang,XIAO Chuwan,JIA Hui,ZHAO Zhijian
（Training Brigade of Equipment Acceptance and Modification,NAAU,Yantai Shandong 264001,China）

To investigate the mission originated aircraft flight safety in multi-coupling factors in flight dynamics,the flight safety evaluation methods were reviewed.Preliminarily,the methods development,implementation,indexes,merits and de?fects were discussed.It showed each method got its merits and defects in specific application.In flight dynamics,fault tree analysis(FTA)and the time margin method(TMM)were more suitable in flight safety analysis with multi-coupling factors. In following study,a new method of flight safety evaluation would be established which were integrated with human reliabil?ity,flight envelope redefining,FTA and TMM.The new method would have a wider significance in flight safety evaluation.

flight safety;flight dynamics;system safety;fault tree analysis;time margin method;flight envelope

V212.1

A

1673-1522（2016）01-0075-08

10.7682/j.issn.1673-1522.2016.01.014

2015-11-16；

2015-12-30

國家自然科學基金資助項目（51505493）

劉嘉（1982-），男，講師，博士生。