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民航不安全事件数据的预测推理与风险识别

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致谢

摘要

1 绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 评价对象

1.2.2 评估方法

1.3 研究内容和技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

2 民航不安全事件波动特性分析

2.1 民航不安全事件数据结构

2.2 民航不安全事件数据分析

2.2.1 基于统计的民航不安全事件分析

2.2.2 基于成分向量自回归模型的波动分析

2.2.3 基于关联规则的特征挖掘

2.3 本文待解决的问题

2.4 本章小结

3 基于贝叶斯网络的不完整民航事件的预测推理

3.1 贝叶斯网络的概念描述

3.1.1 贝叶斯网络的定义

3.1.2 基本概念和定理

3.2 贝叶斯网络的学习

3.2.1 结构学习

3.2.2 参数学习

3.3 贝叶斯网络推理过程

3.3.1 基本推理问题

3.3.2 团树传播算法

3.3.3 基于贝叶斯网络的不完整民航事件推理框架

3.4 民航不安全事件风险因素关联网络的构建

3.4.1 贝叶斯网络的节点选取与数据处理

3.4.2 构建民航不安全事件风险因素关系网

3.4.3 不完整民航事件的推理问题

3.5 本章小结

4 基于CEEMD的民航不安全事件风险识别

4.1 CEEMD理论体系

4.1.1 CEEMD理论的产生

4.1.2 CEEMD民航不安全事件分析流程

4.2 CEEMD分解中的基本概念

4.2.1 特征时间尺度

4.2.2 本征模函数及余项

4.3 CEEMD民航不安全事件数据去噪和风险识别

4.3.1 分解步骤

4.3.2 参数设置

4.3.3 噪声诊断

4.3.4 数据重构

4.3.5 风险识别

4.4 鸟击事件风险实例分析

4.4.1 鸟击事件数据描述

4.4.2 基于鸟击风险值数据的CEEMD分解

4.4.3 鸟击风险特征提取

4.4.4 鸟击事件高发风险时期检测

4.5 本章小结

5 结论和展望

5.1 主要工作和结论

5.2 进一步研究方向

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集

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摘要

随着我国国民经济水平的提高,航空运输业得到了飞速发展,选择航空出行方式的人们也日益增多,加之连续发生的几起重大空中交通事故,安全问题成为了人们时下的热点话题。先前的研究主要从人、机、环境、管理四个方面对航空安全进行风险调查和估算,对民航不安全事件的研究起步较晚。传统的数据挖掘方法虽然可以达到特征分析的效果,但很难达到对不完整民航事件进行预测推理及对含噪声的完整民航事件进行风险识别的目的。因此,文中主要围绕这两个问题展开研究,建立了相应的模型,并通过实例进行了验证。具体内容安排如下:
  (1)民航不安全事件波动特性分析
  对本文所研究的民航不安全事件做了分类与描述,分别采用统计分析、时间序列分析及关联规则分析三种方法对民航不安全事件的波动特性进行了深入探索。通过总结以上几种传统数据挖掘方法的优缺点,提出了本文有待解决的两个重要问题:民航不完整事件的预测推理和含噪不安全事件数据的风险识别。
  (2)基于贝叶斯网络的不完整民航事件的预测推理
  针对当前民航不安全事件中存在大量不完整数据的情况,本文依赖于贝叶斯关联网络对未知风险因素作出了合理的推断和预测。在将完整数据与不完整数据分组的前提下,采用爬山搜索与评分函数相结合的算法,得到了与完整不安全事件数据拟合最优的网络结构;并依赖团树传播算法的优势,对民航不安全事件实例中缺少风险因素的不完整事件进行了预测推理和关联分析,保证了数据的完整性,为航空事故调查提供了参考。
  (3)基于CEEMD的民航不安全事件风险识别
  针对民航含噪数据的风险识别问题,引入了CEEMD去噪分析理论,首次通过CEEMD分解达到了对民航不安全事件噪声诊断和高发风险识别的目的。以鸟击事件为实例,通过对分解的各个模态在时间尺度和余项上的研究,提取了鸟击事件风险变化的周期特征和趋势特征,将分析结果与统计结果交叉验证,证明了此方法的有效性。此外,引入差分操作进行数据恢复,并将去噪前后鸟击风险值的高发时段做了对比分析。

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