管制移交人误本体建模及BN诊断研究

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.06.012

中国安全科学学报 ›› 2018, Vol. 28 ›› Issue (6): 67-72.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.06.012

管制移交人误本体建模及BN诊断研究

王洁宁^1,2 教授, 庾睿^1,2

1 中国民航大学空中交通管理学院,天津 300300;
2 中国民航大学天津市空管运行规划与安全技术重点实验室,天津 300300

收稿日期:2018-03-10 修回日期:2018-05-10 出版日期:2018-06-28 发布日期:2020-11-25
作者简介:王洁宁(1966—),男,甘肃兰州人,博士,教授,硕士生导师,主要从事空管运行安全及空管系统仿真方面的研究。E-mail:wang_jiening@aliyun.com;庾睿(1993—),男,安徽马鞍山人,硕士研究生,研究方向为空管运行安全。E-mail:13072015208@163.com。
基金资助:
国家重点研发计划资助项目(2016YFB0502401)。

Research on human error ontology modeling and BN diagnosisfor handover in ATM system

WANG Jiening^1,2, YU Rui^1,2

1 College of Air Traffic Management,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China;
2 Tianjin Key Laboratory of Operation Programming and Safety Technology of Air Traffic Management,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China

Received:2018-03-10 Revised:2018-05-10 Online:2018-06-28 Published:2020-11-25

摘要/Abstract

摘要： 为管控人为差错导致的空中交通管制(ATM)移交风险,提高空管运行安全,基于空管人误分类模型(HERA-JANUS)构建领域本体模型,并借助BNTab插件和NeticaJ接口将领域本体转化为贝叶斯网络(BN)模型,通过软件Netica对管制移交人误进行可视化诊断;利用Netica训练美国航空安全报告系统(ASRS)中的统计数据,修正先验概率,以实际案例验证模型的有效性,并得出关键差错行为。结果表明:BN诊断可实现管制移交人误关键因素的识别,信息发送不正确、管制员误判、较晚和(或)没有发现目标等3种内部差错行为显著影响信息传输、行为选择和行为时间。

关键词: 管制移交, 人误诊断, 本体转化, 贝叶斯网络(BN), 空管人误分类模型(HERA-JANUS)

Abstract: For the purpose of controlling the risk of human error in the handover process in ATM under the influence of human error and improving the security of operation,an ATM human error ontology model was built on the basis of the model of HERA-JANUS,and a human error diagnosis BN model was extracted from the domain ontology model by means of BNTab and NeticaJ subsequently.Also,a revised prior BN was acquired by training statistical data from ASRS database,and a certain unsafe event relating to handover was used as an example to verify the effectiveness of the BN and find key errors.The results show that key factors in human errors in handover can be identified in virtue of the BN transformed from the ontology,and three kinds of internal error behaviors such as incorrect transmit information,misjudgment,late or no detection have a significant influence on information transfer,selection of action,timing of action,respectively.

Key words: handover in air traffic management(ATM), human error diagnosis, ontology extraction, Bayesian network (BN), human error in ATM technique-JANUS (HERA-JANUS) model

中图分类号:

X949

王洁宁, 庾睿. 管制移交人误本体建模及BN诊断研究[J]. 中国安全科学学报, 2018, 28(6): 67-72.

WANG Jiening, YU Rui. Research on human error ontology modeling and BN diagnosisfor handover in ATM system[J]. China Safety Science Journal, 2018, 28(6): 67-72.

参考文献

[1] VINARTI R A,HEDERMAN L.Personalization of infectious disease risk prediction:towards automatic generation of a Bayesian network[C].Computer-Based Medical Systems (CBMS),2017:594-599.
[2] SAYED M S,LOHSE N.Ontology-driven generation of Bayesian diagnostic models for assembly systems[J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2014,74(5/6/7/8):1033-1052.
[3] 秦大力,于德介.基于本体的机械故障诊断贝叶斯网络[J].中国机械工程,2013,24(9):1195-1200.
QIN Dali,YU Dejie.Ontology-based diagnostic Bayesian network for mechanical fault diagnosis[J].China Mechanical Engineering,2013,24(9):1195-1200.
[4] 李娟莉,杨兆建.提升机故障诊断不确定性推理方法[J].煤炭学报,2014,39(3):586-592.
LI Juanli,YANG Zhaojian.An uncertain reasoning method of hoist fault diagnosis[J].Journal of China Coal Society,2014,39(3):586-592.
[5] 徐田华,杨连报,胡红利,等.高速铁路信号系统异构数据融合和智能维护决策[J].西安交通大学学报,2015,49(1):72-78.
XU Tianhua,YANG Lianbao,HU Hongli,et al.Heterogeneous data fusion and intelligent maintenance decision for high speed railway signaling systems[J].Journal of Xi'an Jiaotong University,2015,49(1):72-78.
[6] 王洁宁,赵晓鹏.基于本体的机场跑道侵入智能违规诊断研究[J].计算机应用研究,2017,34(3):791-794.
WANG Jiening,ZHAO Xiaopeng.Ontology-based research on intelligent violation diagnosis of airport runway incursion[J].Application Research of Computers,2017,34(3):791-794.
[7] 王洁宁,赵晓鹏.机场安全热点本体建模及智能划分研究[J].中国安全科学学报,2016,26(5):47-52.
WANG Jiening,ZHAO Xiaopeng.Research on ontology modeling and intelligent level ranking of airport safety hotspots[J].China Safety Science Journal,2016,26(5):47-52.
[8] 袁乐平,张兴俭.空中交通管制员人因可靠性分析方法[J].中国安全科学学报,2017,27(9):98-103.
YUAN Leping,ZHANG Xingjian.Study on technique for human reliability analysis of air traffic controllers[J].China Safety Science Journal,2017,27(9):98-103.
[9] 梁曼,徐肖豪,邹少孚.基于模糊BN和SHELLO模型的管制人为因素安全风险分析[J].中国安全科学学报,2013,23(11):126-131.
LIANG Man,XU Xiaohao,ZOU Shaofu.Air traffic control human factors safety risk analysis based on fuzzy Bayesian network and SHELLO model[J].China Safety Science Journal,2013,23(11):126-131.
[10] ISAAC A,SHORROCK S T,KENNEDY R,et al.The human error in ATM technique (HERA-JANUS)[R].Human Factors and Manpower Unit(DIS /HUM),2003.
[11] FENZ S.An ontology-based approach for constructing Bayesian networks[J].Data and Knowledge Engineering,2012,73(2):73-88.
[12] SETTAS D,CERONE A,FENZ S,et al.Enhancing ontology-based anti-pattern detection using Bayesian networks[J].Expert Systems With Applications,2012,39(10):9 041-9 053.
[13] FRANKE U,JOHNSON P,KONIG J,et al.Availability of enterprise IT systems:an expert-based Bayesian framework[J].Software Quality Journal,2012,20(2):369-394.
[14] 胡勇健,肖志怀,周云飞,等.基于贝叶斯网络Noisy Or模型的水电机组故障诊断研究[J].水力发电学报,2015,34(6):197-203.
HU Yongjian,XIAO Zhihuai,ZHOU Yunfei,et al.Study of hydropower units fault diagnosis based on Bayesian network Noisy Or model[J].Journal of Hydroelectric Engineering,2015,34(6):197-203.
[15] 曹杰.贝叶斯网络结构学习与应用研究[D].合肥:中国科学技术大学,2017.
CAO Jie.Bayesian network structure learning and application[D].Hefei:University of Science and Technology of China,2017.

管制移交人误本体建模及BN诊断研究

Research on human error ontology modeling and BN diagnosisfor handover in ATM system

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	刘嘉豪, 余杨, 张振兴, 余建星, 王巍巍, 傅一钦. 二维云模型和贝叶斯网络的立管风险评估方法[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(5): 147-154.
[2]	鲁义, 伍江乐, 邵淑珍, 施式亮, 周荣义, 王伟. 基于贝叶斯网络的危化品道路运输事故推理模型^*[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(3): 174-182.
[3]	韩鹏, 王军, 王启, 赵嶷飞. 基于飞行剖面的航空器试飞活动空管风险研究^*[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(1): 149-156.
[4]	胡韫频, 李超, 李宗亮, 杨道合. 大跨度钢结构施工安全风险评价IHFACS-BN模型及应用^*[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(8): 147-154.
[5]	潘丹, 李永, 罗帆, 张攀科, 肖琴. 飞行区外来物入侵安全风险致因FTA-BN模型[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(6): 7-13.
[6]	王军武, 王梦雨, 刘登辉, 吴寒, 胡蝶. 基于HFACS-BN的地铁车站施工高处坠落可能性评价[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(6): 90-98.
[7]	刘阳, 张建经, 罗宏森, 于海莹, 向波. 基于贝叶斯网络的Fuzzy-SVM路基震害预测模型^*[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(11): 171-178.
[8]	米红甫, 张小梅, 杨文璟, 王文和, 刘亚玲, 焦一飞. 城市地下综合管廊电缆舱火灾概率分析方法[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(1): 165-172.
[9]	屈静, 张建彬, 李旭芳, 陆宝, 华宁, 朱晓曼. 基于贝叶斯网络的输油管道泄漏事故情景推演[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(1): 192-198.
[10]	陈伟, 杨主张, 熊威, 熊付刚, 杨道合, 牛力. 装配式建筑工程施工安全风险传导DEMATEL-BN模型[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(7): 1-6.
[11]	朱敬宇, 陈国明, 吕寒, 孟祥坤, 智晨潇, 周丽晨. 深水钻井井喷事故风险控制决策方法[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(2): 113-118.
[12]	王洁宁, 李保燊, 冀姗姗. 基于STPA和模糊BN的AIDC移交人误研究[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(9): 27-35.
[13]	宋英华, 马连隆, 杨丽娇, 蒋新宇. 基于模糊BN的企业业务中断风险分析:以洪涝灾害情景为例^*[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(6): 1-6.
[14]	吕子阳, 王勇毅, 高星, 马英楠. 基于BN-SVR的老年人跌倒预测方法[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(5): 7-12.
[15]	王健, 张明广, 黄馨, 陈家瑞. 易燃易爆危险化学品道路运输事故情景分析[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(5): 171-177.