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0%~100%
指标
K3
K4
具体指标
k6 空管设备失灵次数
k7 气象误报率
k8 空管指挥失误次数
k9 信息沟通失真率
k10 员工违纪率
值域范围
0~5
0%~100%
0~5
0%~100%
0%~100%
表2 可拓预警模型的初始指标体系
指标
k1
k2
k3
k4
k5
k6
k7
k8
k9
k10
测评说明
操作违规率=（违规操作事件次数/操作事件总数）×100%
敏感预警指标,可从对紧急情况处理结果的分析得出
机务维修失误率=（机务维修失误次数/维修作业总次数）×100%
维护质量未达标率=（检查未达标次/飞机及设备维护质量检查次）×100%
机场设备故障率=（设备发生故障的次数/全部地面设备件数）×100%
重要预警指标,可衡量空管的硬件质量和技术保障水平
气象误报率=（机场气象误报次数/机场气象预报总数）×100%
衡量空管指挥的准确性，反映空中交通管制的安全隐患
信息沟通失真率=（信息沟通失真量/信息总量）×100%
员工违纪率=（员工违纪人次/员工总数）×100%
表3 民航机场安全预警指标测评
1 民航机场安全预警指标体系的建立
1.1 民航机场安全预警指标体系分类
结合前人研究成果[2，4]和项目组实地调查，机场安全预警指
标体系由4 个模块，共28 项构成，包括行为人因素预警指标6
项，机务因素预警指标6 项，环境因素预警指标7 项和管理因
素预警指标9 项，如表1 所示。其中，环境因素预警指标并非反
映机场自身问题，但从机场角度监测或识别这些指标，既有利
于机场预警指标体系的完整性，又有利于对航空公司和空管预
警系统的支持。根据指标的重要程度及在预警中的作用，可将
其分为敏感预警指标、重要预警指标和辅助指标，在表1 中分
别用数字1、2、3 对应表示。
1.2 民航机场安全预警指标的量化与测评
民航机场安全预警指标体系的建立应尽可能实现预警信息
的定量化、条理化和可操作化，使预警指标体系真正反映机场所
面临危险的实际情况。为简化计算，引用上述预警评价指标中的
全部敏感预警指标和部分重要预警指标，共10 个评价指标。给
出相应值域范围，如表2 所示。数据的取值方法，详见表3。
2 基于可拓理论的机场安全预警模型的建立
本文的机场安全预警模型是建立在基于物元的可拓理论
基础上的[5-6]。物元是以事物、特征及事物关于该特征的量值所
组成的有序三元组，记作R=（事物，特征，量值）=（N，C，V），它
是可拓学的逻辑细胞。物元中N、V 有时会是参数t 的函数，此
时称R 为参变量物元，记作R（t）=[N（t），C，V（t）]。设安全性预
警问题P 共有m 个预警对象R1，R2，…，Rm，这里Ri（i=1，…，m）
可理解为某一时刻i 需要被评价进而用来确定预警等级的机
场安全的整体情况；每个Ri 都有n 个预警指标c1，c2，…，cn，Vij
是Ri 中指标cj 的当前值。因此问题P 可以利用物元表示为Ri=
（Ni，C，Vi）=
Ni c1 Vi1
c2 Vi2
… cn Vin
!""""""""""#
$%%%%%%%%%%&
=
Ni（t） c1 <ai1，bi1>
c2 <ai2，bi2>
…
cn <ain，bin
!""""""""""#
$%%%%%%%%%%&
>
，[i=1，…，m]。
建立机场安全可拓综合预警模型的基本步骤如下[7]：
（1）划分安全预警度的等级，确定各等级的数据范围，即该
等级下各类评价指标的取值范围。
（2）确定各指标特征的权重。
（3）再将预警对象的各指标值带入各等级的集合中进行多
指标评定。
（4）评定结果按该预警对象与各等级集合的综合关联度大
小进行比较，综合关联度越大，就说明评价对象与该等级集合
的符合程度愈佳，预警对象的预警程度即为该等级。
下面按以上步骤分小节讲解具体实施过程。
2.1 确定预警程度、经典域和节域
首先，根据机场的需求调查及其日常安全管理数据资料，
把机场安全预警对象的预警程度划分为1-无警、2-轻度预警、
3-中度预警、4-重度预警共4 个等级。
根据机场各部门的调查，确定了10 个评价指标在各预警等
级下的取值范围，如表4 所示。其物元模型为：
R0j=（N0j，C，V0j）=
N0j c1 N0j1
c2 N0j2
…
c10 N0j10
!""""""""""#
$%%%%%%%%%%&
=
N0j c1 <a0j1，b0j1>
c2 <a0j2，b0j2>
…
c10 <a0j10，b0j10
!""""""""""#
$%%%%%%%%%%&
>
式中N0j 表示第j 个预警等级（j=1，2，3，4），ci（i=1，2，…，10）表示
第j 个等级N0j 的i 个特征（预警指标）；V0ji 表示预警对象的预警
李航，赵桂红：机场安全可拓预警模型研究239
2009，45（14） Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用
指标
k1
k2
k3
k4
k5
k6
k7
k8
k9
k10
无警
[0，0.1）
[0，1）
[0，0.15）
[0，0.1）
[0，0.15）
[0，1）
[0，0.25）
[0，1）
[0，0.15）
[0，0.1）
轻度预警
[0.1，0.3）
[1，2.5）
[0.15，0.4）
[0.1，0.3）
[0.15，0.4）
[1，2.5）
[0.25，0.5）
[1，2.5）
[0.15，0.4）
[0.1，0.25）
中度预警
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