基于FDR/QAR/ACARS数据的飞行综合监控和风险预测理论研究

Data from FDR/QAR/ACARS contain a large number of valuable flight operation and environment information. At present, the data are only used in aircraft fault detection and simple operation overmargin management, and are not used effectively and systematically, so some valuable information resources are wasted, and continuous improvement of safety is blocked.. The study intends to build a comprehensive monitoring theory of safety, efficiency and comfort based on flight theory and analysis of data from FDR/QAR/ACARS. A calculation method of weight and center of gravity is studied and built, flight operation hazard index function, efficiency index function and comfort index function are put forward, which will replace “overmargin management” in FOQA. By accumulating a lot of data, the method of all kinds of error and deviation distribution function is built, and can accurately predict and control all kinds of risks for individual and groups. This study can guide the development of scientific, efficient and practical flight operation monitoring system, and it is conducive to improve the level of civil aviation safety.

来源于FDR/QAR/ACARS的飞行数据包括大量飞行运行、操作和环境信息，目前主要应用于飞机故障检测和简单的运行超限管理，大量的数据没有得到有效、系统地利用，造成信息资源浪费，阻碍了飞行安全的持续改进。. 本研究在飞行理论指导下，通过对大量的FDR/QAR/ACARS运行数据的深入分析，研究建立由安全、效率、舒适三个维度组成的飞行运行综合监控理论,研究并建立飞机重量、重心的监控理论和实用方案；首次提出飞行运行危险指数函数、效率指数函数和舒适指数函数，充实或取代目前FOQA中使用的“超限管理”，实现航班飞行安全、效率、舒适综合监控。研究通过积累大量数据建立各类误差和偏离分布函数的方法和实用方案，准确预测各类风险，实现个体和群体的飞行运行风险控制。本研究为开发科学、高效和实用的飞行运行监控和风险预测体系奠定了理论基础和实践指导，对提高民航安全水平有重要作用。

来源于飞机运行的FDR、QAR和ACARS三种记录和传输的飞行数据包含大量飞机系统、人机交互、飞行操作和环境信息，数据量巨大，这些数据是改进飞行安全和飞机性能的重要信息资源。目前主要应用于飞机运行超限管理和飞机故障检测，只有极少的数据得到处理和应用，大量的非超限和非故障数据没有得到有效、系统地利用，造成信息资源的浪费。. 本项目在采集大量FDR/QAR/ACARS飞行数据（约1000套）的基础上，1）应用数据挖掘技术和统计方法，提取出飞行数据关键参数集，研究和建立了综合安全、效率和舒适的飞行运行综合监控体系；2）应用统计建模方法建立了重着陆风险定量评价模型，建立了基于QAR数据的飞行危险指数函数安全评价模型；3）以飞机起飞擦机尾事件为例构建了风险预测模型，为其他飞行阶段的不安全事件提供了一种普遍适用的风险分析方法，为航空公司建立飞行安全风险预警提供理论基础；4）针对飞行品质监控中对于QAR数据处理不足的情况，研究了基于统计过程控制的QAR数据风险预测方法，并结合QAR数据飞机重着陆风险分析了新方法的科学性和适用性；5）对飞机起飞重量和重心位置监控模型进行了研究，研究了基于飞行记录数据的飞机起飞重量错误识别方法，实现对起飞重量错误的风险管理，并以B738航班为例验证了该方法的适用性；6）深入研究了运行安全风险的主要因素---飞行操作偏差与人的可靠性，研究了民航飞行员人格特质构成要素及操作偏差的本质。本项目研究对有效利用巨大的飞行记录数据进行了方法研究，具有一定的理论意义；对开发科学、高效和实用的飞行运行监控体系具有指导作用，对提高民航安全水平具有实用价值。项目较好的完成了计划的论文和知识产权成果，以及人才培养任务。