基于信息熵的飞行冲突危险性评估

近年来，如何推动民航高质量发展是民航业共同面临的迫切要求和艰巨任务。安全作为民航高质量发展的重要前提，是四强空管的核心要素之一，依然是当下空管能力建设的重要组成部分。目前，我国空管运行中虽有管制自动化系统提供的冲突告警功能，但仅限于在实时运行阶段，无法对典型冲突场景提供事后分析支持。

在汉斯出版社《交通技术》期刊中，有学者指出随着航空器飞行性能的不断提升，通讯、导航、监视设备性能的持续发展，以及空域结构的改变以及航班量的增长带来的运行环境变更，当初制定的冲突评估指标已经难以适应当下的安全管理工作，将不利于在保证安全阈值的情况下提升运行效率，更会对空中交通的安全性带来影响。故而，亟需重新审视冲突分析指标，结合当下的运行特征进行指标的完善工作，使之可以适应当下的冲突分析。

根据ICAO《附件19安全管理》提出的安全管理体系框架的要求，各民航当局应建立安全绩效监测与衡量体系，以评估其辖区内航空安全情况。空中交通冲突，包括危险接近和低于最小间隔的事件，按照事件严重程度，被列为事故征候和严重事故征候。我国及欧美各国均已建立详细的量化体系，用以评估空中交通冲突的严重等级。评分标准适用范围方面，美国联邦航空局(FAA, Federal Aviation Administration)将评分体系分为航路空域和终端区空域，欧洲航空安全局(EASA, European Union Aviation Safety Agency)针对管制空域和非管制空域也提出了不同的标准，中国民用航空局(CAAC)根据不同高度层使用不同标准，而澳大利亚交通安全局(ATSB, AustralianTransport Safety Bureau)则未按空域类别将评估标准分类。

航空器间隔、航空器接近率和可控性均被我国、欧盟、美国和澳大利亚航空安全部门列为评价空中交通冲突严重程度的指标；CAAC、FAA和ATSB也将航空器航迹列为考核指标；EASA引入数据可靠性权重，用于衡量模型中数据量是否足以支撑严重等级的评估。从可控性维度下的各因素可以看出，EASA将空中冲突细分为管制员、航空器驾驶员和自动化设备三个方面，而其他当局则更多强调管制员在该事件中的责任。

飞行冲突危险性的科学评估是空中交通安全管理的重要环节，基于局方现行标准完善飞行冲突危险性评估体系将有助于提升系统安全性。该文筛选航空器运行特征、管制员人为因素以及空域运行环境等因素对于飞行冲突危险性的影响，重构飞行冲突危险性指标体系与评分标准。基于实际冲突事件，计算飞行冲突危险性评分，并借助信息熵给体系中的指标赋予客观权重。对比局方现行标准与本指标体系计算结果的差异，结果显示本体系和局方判定结论在总体上保持一致，并在局部细节上完善了现行体系忽略的影响因素，实现了飞行冲突危险性更加全面精准的评估。

综上，本体系对于实际运行中出现的飞行冲突具有较强的适用性，将有助于提升我国飞行冲突危险性的评估能力，从而保障飞行安全水平稳定提升。

文章链接：https://doi.org/10.12677/OJTT.2021.101007