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基于层次分析法的影响民机使用的设计问题评估方法研究

更新时间:2009-03-28

0 引言

在民用飞机设计、生产、制造以及实际运营的过程中会发现,设计层面存在的问题直接影响飞机的使用及使用者的体验,这些问题并不影响飞机取得型号合格审定,但可能对航空公司的使用产生直接影响。通过初步评估与筛选,可以将此类问题分为影响飞机的使用(包括影响运营限制和影响签派)和影响使用者的体验(包括影响飞行员、机务和乘务员的使用)两类。针对影响使用的不同问题,应用检查单进行评估,采用层次分析法将评估判断指标影响权重量化,并按指标清晰地划分影响等级,从而明确问题对使用影响的严重程度,为系统设计权衡是否需要优化设计提供支撑。

审美观是一种综合指数比较高的能力,学生的审美观存在着不同,在表现上也有很大不同,对于一些问题的理解和判断以及对过程的推演都是不一样的。初中语文的教材内容丰富、经典,对这些文章进行阅读和赏析本身就是一种审美素养的培养。在实际操作中,因为教师导向等方面的因素,学生的主观判断能力会有所减弱,不能个性地开展审美。为了让学生能够更加个性化地开展审美操作,教师就应当创新思维,扩大自己的学习视野,让学生开展个性化的审美操作,让学生的核心素养更快提升起来。

(6)当电路同时发生d1点、d3点故障短路时,由于两故障点均在正极,与d1点或d3点发生单点故障一致,在负荷1至负荷4的两端,仍然为220V电压,各负荷供电电压正常,由于电路接通,所以,电路不受影响。

1 影响飞机使用的设计问题类型

飞机在运营阶段出现影响使用的问题,对飞机本身而言,可能增加额外运营限制和影响飞机签派,对飞机的使用者而言,飞机设计中存在的问题会给飞行员、机务人员和乘务员的操作带来不便。

1.1 影响运营限制

所设计的飞机应满足适航运行规章已规定的及预计会遇见的运行条件和环境下的签派,并完成相应的飞行任务。如果由于设计因素,对飞机运营环境、系统正常工作条件产生额外的限制,而这种限制对飞机正常运营签派产生不利影响,此时,则需要对导致该种额外限制产生的设计因素进行分析与评估,发现导致问题产生的根本原因,并评估问题是否能够被客户或飞机的使用者接受,如不能,则需要对设计进行更改。

1.2 影响签派

签派放行是飞机运行控制的重要组成部分,飞机签派放行要综合考虑的因素有很多,如何在低成本消耗的情况下高效处理飞行事务成为航空公司遵循的重要飞行原则,在确保飞行安全的前提下,最大限度实现飞机的签派放行,是保证航空公司能够获取最大的经营利润的有效途径。

与飞机设计直接相关的是飞机故障情况,在不影响飞行安全的前提下,设计制定了飞机的主最低设备清单(MMEL)和构型偏离清单(CDL)项目,其中项目失效或缺损在满足一定限制的条件下不影响飞行安全,视为飞机带故障飞行的依据。因此,制定全面而完善的MMEL和CDL项目能够在一定程度提高飞机的签派率。

根据民用飞机的设计目标与要求论证报告,其过站离站时间为40 min,成熟期的短停维护时间目标值为25 min。在过站的过程中,机组、机务和勤务人员需要完成的工作任务包括:滑梯预位、准备地面设备、组织乘客离机、卸载行李、加油、废物箱清理、废水处理、饮用水处理、盥洗室清扫、客舱清扫、维修检查、装载货物组织乘客登机、起动发动机、获得飞机放行许可。

如果由于飞机设计的原因,导致在飞机过站或短停维护期间执行必要工作所需工时时间较长,或对执行维护任务的人员数量有额外要求,则同样视为其对飞机签派有影响。

将互联网智能、Deep Learning等技术深度应用到搜救机器人领域,使机器人有自行决定方案的能力;机器人采用锥形身部,特殊的骨架可以让机器人保持良好的稳定性,并且较其他种类机器人更加容易进入场地;机器人头部换成钻头形式,可加快清除障碍物等作业的速度;将生命探测仪的主要装置——探地雷达天线加入到机器人设计当中,能够非常敏锐地捕捉到非常微弱的运动;利用互联网连接,可实时传输前方情况。搜救机器人创意图如图2所示。

1.3 影响使用者体验

飞机使用人员包括飞行员、乘务员和地面维护保障人员。飞机设计要保证在运营过程中避免对其工作与使用造成不便的影响。以下分别对其影响评估方法进行详细描述。

对于影响人员使用的问题,需要按照影响对象的不同分别进行定性分析,明确问题产生的后果,完整地评估其对运营影响的严重程度,以权衡是否进行更改。

1.3.1 影响机组使用

飞行员的工作空间在驾驶舱之内,需要按照飞行任务执行正常、非正常、应急的操作程序,对驾驶舱内的开关、按钮、操纵手柄、脚蹬、刹车、油门台等控制器件进行操作,同时接收声、光、电、动、告警的反馈形式做出相应的操作。因此,驾驶舱应设计成理念明确、符合飞行员习惯、便于操作、形式统一、故障信息显示明确的形式。同时,国际民用航空界对于人为因素的考虑也日臻成熟,EASA于2007年率先在适航标准修订时增加了关于人为因素的条款CS-25.1302条。FAA也于2013年在其137号修正案中增加了FAR-25.1302条款。根据CS-25.1302条款要求,在驾驶舱设计中必须考虑到飞机机组人为因素的影响。

1.3.2 影响维修人员使用

根据国际民航维修协会(IAMA)统计资料显示,历史上飞行事故80%都是由人的原因导致的。维修机务人员逐渐成为人为因素重要的一环。因此,飞机设计要保证维修人员的防差错设计,同时确保工作的便利性。

1.3.3 影响乘务员使用

那时的江边特别凉快,可一直坐至日暮,忽地想起什么似的,一个激灵,迅速把一篮碗筷送回家,再扛一个拖把出来,在江水里上下捣捣,大力往水泥石阶上掼,一派空荡荡的回声,响彻久远。家里木地板刷着红漆,快被我拖至发白,已然看得见木质纹理。若是趁势跳一跳,所有家具都会剧烈晃动……

乘务员的主要工作场所为客舱,按照工作职责,乘务员需要对驾驶舱门、登机门、应急舱门、厨房、手推车、客舱广播装置、储物箱等设备进行操作,其设计状态直接影响到乘务员操作的便利性。影响乘务员使用的设计状态可以分为影响客舱安全和应急撤离、影响乘务员工作职责和影响乘务员使用舒适度三类。

2 影响使用问题评估流程

影响使用的具体问题可以按照其在检查单中影响问题的权重积分划分影响等级,具体可分为影响程度严重、影响程度一般、影响较轻三类,权重区间如表6所示。

  

图1 影响使用的设计问题评估流程

3 基于层次分析法的问题影响权重系数确定方法

2)计算一致性指数CI

3.1 划分影响使用问题层次结构

为了评价第一层指标对使用问题及第二层指标对第一层指标的影响权重,邀请飞机使用、维护运营方面专家对影响因素进行比较打分。对表1中的第一层指标进行对比分析,可以得出如表3所示的打分表,建立影响使用问题对比矩阵O。

为了验证所提控制策略的有效性,在PSIM环境下对MPDPC、定系数降频MPDPC和变系数降频MPDPC做了仿真对比研究,系统的参数如表1所示。为了简化,将上述3个控制策略分别依次定义为MPDPC.I,MPDPC.II和MPDPC.III。给定有功功率为1 000 W,给定无功功率为0 VAr,以保证系统单位功率因数运行。

 

1 影响使用问题指标分析

  

第一层指标第二层指标对飞机的影响A影响运营限制a1增加额外运行限制a2增加飞行员负担a3对航空公司额外罚款(如噪音超限)a4降低机场适应性B影响签派b1执行MMEL项目中限制的M或O程序时,由于设备可达性不佳、可操作性差、执行程序时间过长等原因影响MMEL项目制定b2机身外部零部件,由于设计不合理影响其作为CDL项目b3飞机过站或短停时是否需要复杂、或通用性不佳的工具设备完成相关任务,或不便于执行勤务工作而导致飞机过站时间较长对使用者的影响C影响飞行员c1驾驶舱缺少机组完成任务相符合的预定功能c2操纵器件功能、操作方式、控制效果不能满足人为因素要求,标识清楚、操作方式明确、功能适当、可达可用c3驾驶舱显示信息不易辨识、不易理解、精度和分辨率不恰当、设计缺乏对机组信息的认知的考虑,不能使机组在任何时候都知晓系统正在做什么及原因c4驾驶舱设计会导致机组过度依赖自动化设备而丧失对系统的监控c5缺少避免机组误操作的控制手段,影响影响机组发现飞机功能和性能的变化,从而发现差错并从中恢复c6缺少降低飞行机组犯错的可能性及消除错误的设计D影响机务使用d1直接对维修人员安全造成不利影响d2维修状态缺少对维护人员人为因素考虑d3可操作性不佳d4可达性不佳d5维修便利性差E影响乘务员使用e1影响开启应急逃离舱门、释放滑梯、完成应急撤离e2影响乘务员工作职责e3影响乘务员使用舒适度

3.2 建立比较标度

建立比较标度是为了使人对问题的严重度之间定性比较的结果量化。通常采用的是A.L.Satty的1~9标度,1~9级的标度法是将思维判断数量化的一种方法。首先,在区别事物的差别时,人们总是用相同、较强、强、很强、极端强的语言进行描述,再进一步细分,可以在相邻的两极之间插入折中的提法。因此对大多数评价判断来说,1~9级的标度是合适的。其次,心理学的实践表明大多数人对不同事物在相同属性上的分辨能力在5~9级之间。因此,对不同事物在相同属性的区分采用1~9级的标度是合适的,能够反映大多数人的判断。具体重要度定义见表2。

类似地,如两两比较中一个问题比另一个问题次重要,则分别用1、1/3、1/5、1/7、1/9标度次重要梯度,介于之间的判断则可以分别用1/2、1/4、1/6、1/8标度。

 

2 两两比较重要度定义

  

标度含义1两个问题比较,同样严重3两个问题比较,第一个问题比第二个问题稍微严重5两个问题比较,第一个问题比第二个问题严重7两个问题比较,第一个问题比第二个问题严重得多9两个问题比较,第一个问题比第二个问题极其严重2、4、6、8介于上述两个判断的中值

3.3 构建两两比较关系矩阵

对影响使用的多层次多变量问题,首先要对问题进行系统深入地分析,找出每种问题之间的层级隶属关系,按照不同的属性进行区分,并根据隶属关系将其建立成一个从高层次到低层次的模型,具体如表1所示。

同样,为了对第二层指标开展分析,可以按照表3形式建立问题a1、a2、a3、a4对第一层指标A影响对比矩阵A-a,问题b1、b2、b3对第一层指标B影响对比矩阵B-b,问题c1、c2、 c3、c4、c5、c6对第一层指标C影响对比矩阵C-b,问题d1、d2、d3、d4、d5对第一层指标D影响对比矩阵D-d,问题e1、e2、e3对第一层指标E影响对比矩阵E-e,同样请专家开展影响度比较分析。

 

3 影响使用问题对比矩阵O

  

第一个问题第二个问题A影响运营限制B影响签派C影响机组使用D影响机务使用E影响乘务员使用A影响运行限制1B影响签派1C影响机组使用1D影响机务使用1E影响乘务员使用1

3.4 计算每一问题影响权值

时光从指缝间流过,菜已经吃得精光,客人也都散去,夜越发的深了,只剩锅里的羊肉汤还在轻轻地冒着热气。酒已热了几遍,且又加了两瓶,一杭的兴致越发高涨,只顾自斟自饮。突然传来鼾声,一杭抬头暼见店小二肩搭毛巾在墙角打盹,便向他招了招手。并无反应。一杭提了酒壶捏了玻璃杯,跌跌撞撞走到跟前去,倒好一杯酒,递到店小二嘴边。店小二睡眼惺忪醒来,擦擦嘴角的涎水,怔怔地看着一杭,说:“我不喝酒。”一杭热情地劝道:“来嘛,喝一杯,暖身子。”店小二懒洋洋地打了个哈欠,说:“我从上午十点忙到现在,你让我休息一会儿吧。”一杭便有些无趣,落寞地走回去,将那一杯酒“噗”地倒在沸腾的锅里。

1)将矩阵A按列归一化

 

(1)

2)将每一列归一化的判断矩阵按行相加

 

(2)

3)将得到的向量归一化,即得权重向量

 

(3)

3.5 一致性检验

由于各个权重比通常通过专家组打分得到,因此必须进行一致性检查,以防止指标间出现矛盾。通过以下步骤完成对每位专家打分的两两对比矩阵的检验。

对于多位专家评定的结果,需要对影响权值进行求均值计算,以保证评估的合理性。

 

(4)

影响使用问题的层级和变量繁多,为了对其中各个因素的重要度做出正确评估,需要确定每个问题的影响权重,因此采用系统工程理论中的层次分析法,将多层定性分析模型通过专家打分和数学的方法转化为定量分析模型。采用层次分析法对影响使用的运营问题进行分析的过程详述如下。

4.评价缺失。对教学知识、教学技能、教学能力的培训结果缺乏客观评价标准与评价实施程序,致使培训效果无法评价。

 

(5)

3)利用表4平均随机数一致性指数表查出同阶矩阵的平均一致性指数RI

 

4 平均随机数一致性指数

  

矩阵维数12345678910RI值000.580.901.121.241.321.411.461.49

4)计算一致性比率CR

 

(6)

5)结果判定

当CR=0时,判断矩阵具有完全一致性;

当CR≤0.1时,判断矩阵具有满意的一致性;

沅水上游水电站投运后对发电效益影响分析…………………………………………………肖 杨,王 也(5.45)

当CR>0.1时,判断矩阵具有非满意的一致性,此时应对判断矩阵中数据进行调整或舍弃。

经过检验,每个判断矩阵都具有满意的一致性。

奶奶去世时,海叔坚持让奶奶葬在爷爷旁边,让爷爷奶奶在天堂一起看到回家的路。在海叔艰难创业一家困顿时,爷爷在天堂可以看到回家的路;在海叔事业有成生活丰衣足食时,奶奶也可以在天堂看到回家的路。村民说这是善良种下的因果。

3.6 求均值

1)计算判断矩阵最大特征值λmax

3.7 计算结果

对多位专家评分结果进行一致性检验后,保留合理结果并求取均值,各个评价指标的影响权重计算结果如表5所示。

 

5 影响权重计算结果

  

第一层指标权重第二层指标权重A0.4169a10.5251a20.1083a30.0865a40.2801B0.3407b10.5024b20.2472b30.2504C0.1402c10.4506c20.1319c30.0800c40.0765c50.1184c60.1426D0.0691d10.5198d20.2205d30.0686d40.1212d50.0699E0.0331e10.7325e20.1920e30.0755

4 问题影响等级划分方法

使用运营影响评估检查单能够对以上提到的问题进行全面核查,具体评估流程如图1所示。

 

6 各类问题影响等级权重区间

  

影响类别影响等级程度严重●程度一般●程度较轻●A影响运营限制0.5~1.00.3~0.50~0.3B影响签派0.5~1.00.3~0.50~0.3C影响机组使用0.4~1.00.2~0.40~0.4D影响机务使用0.5~1.00.3~0.50~0.3E影响乘务员使用0.8~1.00.2~0.80~0.2

5 采用使用问题运营影响检查单评估飞机使用问题

在具体评估影响飞机使用的问题时,可以按照以下步骤填写表7使用问题运营影响评估检查单。

1)填写问题名称,按照团队问题管理方法进行编号,对具体问题的现象及原因进行简要说明。

2)核查问题是否有相关适航条款要求并在检查单相应位置进行填写。

3)针对具体问题,依次使用子检查单A、B、C、D、E中的检查项目分别核查对运营限制的影响、对签派影响、对机组影响、对机务影响和对乘务员影响,如存在相应影响,则勾选“是”选项,无影响则勾选“否”选项。

根据各位专家的两两比较结果,得到判断矩阵A=(aij)n×n,需进一步计算各指标的相对权值,一般可按以下步骤采用和积法计算矩阵的特征值和近似值。

4)在子检查单中勾选“是”的评估项的具体影响进行说明,对勾选“否”的评估项影响填写“N/A”。

5)对每个子检查单A、B、C、D、E中勾选“是”的评估项的影响权重进行求和,填写在“影响系数”项下。

6)按照表6中规定的影响等级权重区间,划分影响等级,并以●●●的直观形式进行划分。

7)对五个子检查问题影响进行总结,并以●●●标记的个数直观体现使用问题影响的严重程度。

供给情况:上周国内尿素复产企业增多,开工率持续上涨,目前国内尿素整体开工率在60%左右,其中煤头企业开工率在59%左右,气头企业开工率在63%左右。原料方面,主流矿区煤炭库存偏低,价格坚挺,华北地区地方煤炭价格略有下调;天然气价格略有下跌。液氨方面,供给整体偏紧,价格有所上涨。

7 使用问题运营影响评估检查单

 

6 结论

飞机在全寿命周期内都会不断发现影响飞机使用和使用者体验的设计问题,通过对这些问题的确认与全面评估,才能做出是否改设计或进行设计优化的决策。本文通过层次分析法,将复杂评价指标量化,并通过专家打分的方法制定了每个评价指标的影响权重,并划分问题影响等级,最终形成使用问题运营影响评估检查单。在对具体影响飞机使用问题进行评价时,通过填写该检查单即可清晰明确地看出问题的影响及严重程度,从而权衡对问题进行设计更改的必要性。在设计的过程中不断解决并减少影响飞机使用的问题、改善使用者的体验,是保证飞机设计不断完善、使用性优良的唯一途径。

参考文献:

[1] 刘镇承.基于Fuzzy-AHP的快速检查单程序评价[J].科技创新导报,2014,11(24):79-80.

2.1 一般情况 166例2型糖尿病患者中,男性100例(60.24%),女性66例(39.76%);510例非2型糖尿病患者中,男性276例(54.12%),女性234例 (45.88%)。

[2] 吴丽萍. 模糊综合评价方法及其应用研究[D].太原:太原理工大学,2006.

[3] 高扬,牟德一. 航空安全评估中的层次分析法-AHP [J].中国安全科学学报,2000 (03):41-41.

[4] 庄锁法. 基于层次分析法的综合评价模型[J].合肥工业大学学报,2000(04):582-586.

“考验过程分三关,我们会评估你们的进步幅度,根据每关的成绩对你们进行排名。在决定最终排名时,每关的比重不尽相同,所以你们要尽可能提高自己的排名,虽然这很困难,但也不无可能。”

[5] 王岩峰.基于人为因素的民航维修安全分析与评估研究[D].南京:南京航空航天大学,2009.

(3)根据绿色建筑分析数据可视化的需求特点,确定了大容量显示数据流程方案,编写测试原型完成了图形数据与设计专业数据的关联与协同显示解决方案的基本架构,测试了大规模建筑群体造型动态显示及场景组织与管理方案,建立了三维仿真平台底层基本框架。该成果的利用,表现为软件架构合理,实现方便,数据结构满足专业要求,可视化效果好。

 
孙雨辰
《民用飞机设计与研究》2018年第01期文献

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