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基于模糊算法的军事飞行训练安全评价模型研究

发布时间：2023-04-04 浏览：次来源：其他范文手机版

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摘要:本文章是依据“模糊数学理论”构建的“飞行安全模糊综合评价模型”,对飞行训练中的事故征候进行原因的探析。通过对专家的咨询,从人、机、环境和管理4个方面建立了“飞行安全评价指标体系”,并对模型进行了实例验证。研究分析表明,本文建立的“模糊综合评价模型”可对飞行运行系统进行总体安全评价,能够克服我军当前飞行训练运行系统安全评价方法的一些不足,具有较强的实用价值。

关键词:安全管理安全评价飞行训练安全模糊综合评价

中图分类号:X9文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)04(b)-0201-02

近年来,我国海军航空兵部队建设持续快速发展,但高度强调飞行训练安全制约了战斗力的提升。因此,想要使飞行训练的安全水平得到提升,就必须要增强飞行训练中的安全管理能力。对飞行训练系统进行综合性安全评价,可以及时的了解系统的安全状况,特别是它的不足和潜在风险,同时能够及时的对这些问题提出改进措施,最终达到提高飞行训练安全的管理水平。

目前,国内外民航已有多种运作成熟的航空安全评价系统,如国际航空运输协会(IATA)的运行安全审计(IOSA)、美国联邦航空局(FAA)的航空运输监察系统(ATOS)、国内航空公司安全评估系统和中国民航安全审计(CASAP),这些系统均包含对航空公司飞行运行系统的评价[1]。但我海军飞行训练安全系统并没有引进一套科学可行的、适用于我军飞行训练的评价体系,不利于提高安全训练水平、保证战斗力提升。

本文通过对军事飞行训练事故征候进行分析探讨,并征求和咨询专家的意见,采用层次分析法确定各相关指标的权重,从人、机、环境和管理四个方面建立飞行安全评价指标体系。同时,根据“模糊数学理论”建立“飞行安全模糊综合评价模型”。

1 飞行安全评价指标体系的建立

首先利用相关的历史数据,对已知事故和事故征候,找出飞行训练中经常出现的一些问题,同时分析飞行运行系统中影响飞行训练安全的主要因素。此外,要积极的记录飞行教员和专家的意见,找出会影响飞行训练安全的潜在因素。从人、机、环境和管理四个方面建立飞行安全评价指标体系A(表1)。一级指标记为B,包括飞行员Bl、飞机B2、环境B3和管理B4;二级记为C(C1,C2,C3,. ,C13),三级记为C11,C12,C21,…,C134。

2 飞行安全模糊综合评价模型

2.1 模糊综合评价理论

“模糊综合评价法”的理论基础是:在确定评价因素的评价等级标准和权值的基础上,依据模糊集合变换的原理,用隶属度来描述各因素的模糊界限,建立模糊评判矩阵,然后进行多层复合运算,最后再确定评价对象所属的等级。

模糊综合评价包括单层次模糊评价和多层次模糊评价,其中单层次模糊评价是多层次综合模糊评价的基础[2]。本文的算例是运用的“多层次模糊评价”,即先对底层各指标进行模糊综合评价,再对较高层次指标进行模糊综合评价,最后对各顶级指标进行模糊综合评价,通过加权平均得到最终定量评价结果。

2.2 模糊综合评价数学模型

(1)指标权重的确定。

采用AHP(层次分析法)确定各指标是我权重。先构造判断矩阵,判(如表1）断矩阵的元素值反映的是:对安全评价各指标重要性的认识;专家对各指标的重要性进行比较,逐层判断评分。计算判断矩阵的特征向量从而得出下层指标对上层指标的贡献程度,然后计算出各变量层指标对目标层指标重要性的排列结果,最后把判断矩阵代入AHP计算,就可以得出上级指标的权重。

(2)评价集的建立。

评价集是评价者对评价因素作出的各种评价结果的集合。本文将评价集分4个等级(v):很好、好、一般和差,这4个等级构成评价集V={v1,v2,v3,v4},而指标的最终评价结果也相应分为4个等级。

(3)评价矩阵R的建立。

采用专家调查法建立评价矩阵。由专家综合判断各指标所属的安全等级,根据评价者对各指标的评价结果计算出各指标在各个评价等级所占的比重,从而得到该指标在评价集中的隶属度。

(4)模糊综合评价。

采用加权平均模糊算子M(·,)对各指标进行评价,该方法适用于通过综合考虑所有因素的权重来求得总体指标的情况。根据指标权重矩阵W和评价矩阵进行综合评价,得到综合评价矩阵B=W。R(“。”表示模糊矩阵的合成运算)。根据加权平均原则和等级得分,对B的分量进行处理,得出定量指标值,即可判断最终评价结果所属的安全等级。

(5)评价向量的处理。

对最终评价向量B=(r1,r2,r3,r4),分别对4个等级赋以95、80、70和50分,由公式G=95r1+80r2+70r3+50r4,可得最终评价结果。其中,95、80、70和50这4个分值是根据“很好、好、一般、差”4个等级,经过小组讨论和专家咨询,在[0,100]中确定的最能表示每个等级特性的点。由于这4个点问的中点(即87.5、75和60)的隶属性比较模糊,将这些中点作为边界点,可得4个评价区间,分别对应4个等级(表2)。

3 实例分析

对某一飞行训练团的飞行安全系统进行建模评价,构建了的具体指标体系(见表l)。

3.1 权重系数矩阵W

我们依据层次分析法算出各层指标的权重。以4个2级指标为例,首先构造判断矩阵;专家采用9级标度法对各指标的重要程度进行评分(表3);将判断矩阵代入AHP计算软件,并进行一致性检验(CI=0.048,RI=0.900,CR=0.053)。由于CR<0.1,一致性检验通过,得WA=[0.460,0.188,0.059,0.294]。

同理,可求得WB1=(0.503,0.080,0.113,0.206,0.098),Wc1=(0.5,0.5),Wc2=(0.581,0.109,0.310),Wc3=(1),Wc4=(0.333,0.570,0.097),Wc5=(0.423,0.312,0.265)。(如表2、表3）

3.2 评价矩阵R

由10名专家(外场教员、飞行训练专家等)判定各指标属于哪种安全等级(差、一般、好、很好),然后依据评价的结果算出各指标在各评价等级中所占的权重,最后计算出该指标在评价集中的隶属度。以B1层指标为例,评价矩阵为

3.3 进行飞行安全系统的模糊综合评价

Bc1=Wc1Rc1=(0,0.35,0.65,0)

Bc2=Wc2Rc2=(0.1109,0.3891,0.369,0.1)

Bc3=Wc3Rc3=(0,0.2,0.6,0.2)

Bc4=Wc4Rc4=(0.1388,0.2097,0.4472,0.2043)

Bc5=Wc5Rc5=(0.1846,0.3111,0.2842,0.2201)

同理,可求得

=(0.0321,0.4225,0.3546,0.1908)

=(0.0491,0.2932,0.5673,0.0903)