基于海量运营数据的航空安全管理和风险预警研究

In light of abundantly available datasets and recent advances in data analytics, there is a critical need to revamp the analytics toolset to enable the monitoring of flight operations to achieve proactive safety management. This research proposes a system informatics-based approach to proactively monitor flight operations using operational flight data, which include three research tasks: (1) researching proactive and quantitative safety management theories and methods; (2) advancing data-mining methods for pattern identification and anomaly detection in flight operations via a system informatics approach; (3) validating the above methods and cross-checking with existing tools, and applying these methods at airlines for safety management. This research will collaborate with airline companies to understand the practical needs and carry out case studies to validate the proposed methods. The research will contribute to the literature in aviation safety management and provide practical tools for airline companies to use, with the purpose of generating related technologies to support the growth and development of the aviation industry in China.

本项目针对现代航空安全管理主动性、定量分析的特征以及航空系统高度复杂、高度动态、海量数据的特点对于安全管理科学提出的挑战和为理论创新提出的机遇，（1）研究主动的基于定量分析的现代航空安全管理的理论和方法；（2）推进航空领域的数据挖掘手段，通过系统信息学方法来实现航空运营数据的模式识别和异常检测，提出新的风险预警模型；并且（3）根据定量分析的方法和新的风险预警模型来开发风险管理决策工具雏形，应用到航空公司的安全管理中并研究其可行性。项目拟根据航空公司的实际需求，探索案例研究，验证项目提出的风险预警工具的可行性，为提高航空公司的飞行安全管理提供理论基础和实用工具，进而为我国航空事业快速健康发展提供技术支持。

本项目针对现代航空安全管理主动性、定量分析的特征以及航空系统高度复杂、高度动态、海量数据的特点，研究主动的基于定量分析的现代航空安全管理的理论和方法。针对民航客机飞行数据记录仪的数据，提出新的风险预警模型，利用数据挖掘手段，通过系统信息学方法来实现航空运营数据的模式识别和异常检测。并且，根据定量分析的方法和新的风险预警模型开发出了一套风险管理决策工具雏形。本项目截至撰写结题报告时，本项目取得成果包括：期刊论文6篇，国际会议论文3篇。此外，项目负责人因为项目成果在国际会议上受邀报告两次，其中包括航空业界顶级会议由英国皇家航空协会（Royal Aeronautical Society）举办的国际飞行机组人员培训会议（International Flight Crew Training Conference, London, UK, September 2017），和欧洲航空安全局（European Aviation Safety Agency，EASA) 举办的飞行数据监控会 （Flight Data Monitoring, FDM, Conference 2017, Cologne, Germany, June 2017）。 项目根据航空公司的实际需求，为提高航空公司的飞行安全管理提供理论基础和实用工具，为我国航空事业快速健康发展提供技术支持。