基于灰色系统理论的通用航空运行安全预测

张力

[摘 要] 随着低空开放政策的试行与深入，通用航空发展迅速，从业人员增长快、航空器种类多、运行环境复杂、运行单位管理水平参差不齐等原因，致使通用航空安全形势较为严峻。救助飞行队归属于通用航空领域，近年来救助直升机机队规模快速增长，安全运行压力也随之增大。文章利用灰色系统理论建立预测模型对通用航空近年来一般事件数量进行分析预测，并利用预测模型的后验差检验对模型的预测精度进行检验，检验结果表明该模型预测能满足要求，预测结果为通用航空或救助飞行队安全决策提供参考。

[关键词] 灰色系统理论 通用航空 安全预测

中图分类号：G875.1 文献标志码：A

通用航空涵盖工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动，成为社会经济发展中重要组成部分。伴随着近年来低空开放政策的试行和深入，通用航空得到全面发展，通航企事业单位机队规模增长较快，安全运行风险增大，主要表现为通用航空不安全事件数量增加。安全是通用航空产业发展的底线与生命线，采取有效措施减少不安全事件发生是通用航空企事业单位的中心工作，利用安全预测方法对通用航空安全趋势或可能的结果进行推测和估计并做出有效安全决策意义重大。笔者收集近年来通用航空事故一般事件有关数据，依据数据量小且规律性不强的特征选取灰色预测法进行建模，该模型根据收集到的历史数据对当前通用航空运行安全进行预测，并利用后验差检验对模型的预测精度进行评估以验证预测模型的可行性。

一、基于灰色系统理论的安全预测模型

在对通用航空安全做出规划或进行系统安全分析与决策时，需要对通用航空安全各有关因素进行预测。通过预测可为通用航空监管部门或企事业单位提供有效安全信息，有利于其做出判断和科学决策。因此，系统安全预测在航空安全工作中发挥着重要作用。所谓通用航空安全预测，就是运用科学方法与手段对收集到的真实历史数据进行分析与发掘，对通用航空安全发展趋势或可能产生的结果进行事先推测与估计。通用航空安全预测一般由预测信息与数据收集、预测分析、预测技术以及预测结果等部分组成。系统安全预测主要意义在于对造成事故后果的前期事件进行预测分析，根据预测分析结果有针对性地采取积极有效应对措施，从而避免事故发生，提升安全管理水平。当前安全预测方法与模型有很多，有回归预测法、平滑预测法、马尔科夫预测法、神经网络预测法与灰色预测法，其中灰色预测模型由于对数据量与数据规律性要求低，而成为安全预测领域中较常用的模型之一。

在灰色系统理论模型是邓聚龙教授提出的一种系统预测理论，该理论模型可以利用较少的或不确切的表示灰色系统行为特征的原始数据序列，对研究对象的发展规律做出预测，其具有样本要求小、数据规律性不强、计算量小且精确度高等优点，广泛用于数据预测[1]。

（一）灰色系统理论预测建模

二、利用灰色系统理论预测模型对通用航空一般事件数据进行预测分析

通用航空由于航空器种类繁多、运行环境复杂等因素，致使在运行过程中一般事件频次较高。海因里希法则认为[2]，一件严重的事故之后，必有29件轻度事故以及300个事故隐患，通过管控一般事件从而避免发生严重事故，是通用航空改進安全管理的重要手段。基于上述考虑，笔者选取通用航空一般事件作为研究对象，通过中国民用航空安全信息统计分析年度报告收集到2015年至2019年通用航空一般事件数据，见下表。

通过累减还原后得出通用航空一般事件预测值，其与通用航空一般事件实际数据关系如下图。

为验证预测模型的精确度，对通用航空一般事件灰色系统理论预测模型进行后验差检验，经计算得出p=0.81，c=0.22，可以看出利用该模型预测通用航空一般事件是合格的，即可以利用模型预测数据了解通用航空一般事件发展趋势，这对通用航空企事业单位积极管控一般事件提供科学依据。在实际应用中，该模型需要根据收集到的数据对参数进行持续修正，从而改善模型预测精度，以提高模型的实用性。

三、结语

通过建立灰色系统预测模型，对通用航空一般事件进行预测并对所建模型进行后验差检验，得出利用该模型预测通用航空一般事件是可行的。由海因里希法则可以看出，加强通用航空一般事件科学预测，并对其实施有效管理与控制能避免发生严重的通用航空事故，对提升通用航空安全管理水平意义重大，而笔者为通用航空一般事件预测提供了可行的方法，也为通用航空提升安全管理提供有效依据。由通用航空一般事件实际数据与预测数据可以看出，一般事件数量在逐年上升，这与近年来通用航空得到空前发展有关，通用航空企事业单位数量增加，机队规模扩大，从业人员数量增加，致使一般事件数量随之增加。由此也可以看出，通用航空当前安全形势不容乐观。在通用航空一般事件中，由机械原因与机组原因导致的通用航空一般事件往往占比最高，因此加强飞行、机务专业人员队伍培养是减少通用航空一般事件发生的有效手段。救助飞行队在近年来也发展较快，随着机队规模扩大与专业技术人员数量增加，运行安全压力日益增大，充分了解通用航空安全态势，结合通用航空数据分析并借鉴通用航空企事业单位相关先进管理经验，积极采取控制一般事件有效措施，有利于提高自身运行安全水平。

参考文献：

[1]陈勇刚.航空安全评估理论与方法[M].成都：西南交通大学出版社，2014：61-65

[2]端木京顺，常洪.航空事故预测预警预防理论方法[M].北京：国防工业出版社，2013：256-257.