2023Mathorcup(妈妈杯)D题保姆级思路及代码 航空安全风险

D 题 航空安全风险分析和飞行技术评估问题

飞行安全是民航运输业赖以生存和发展的基础。随着我国民航业的快 速发展,针对飞行安全问题的研究显得越来越重要。2022 年 3 月 21 日,“3.21” 空难的发生终结了中国民航安全飞行 1 亿零 59 万飞行小时的历史最好安全 记录。严重飞行事故的发生,不仅会给航空公司带来巨大的经济损失,更 会对乘客造成极大的生命威胁。因而需要聚焦飞行安全问题,强化航空安 全研究,综合利用现有数据强化科学管理,通过有针对性、系统性的管控手段有效提升从业人员的素质,监测和预警风险,进而降低飞行事故的发生几率。

问题与思路分析

问题1:
有些QAR数据存在错误,需要对数据进行预处理, 去伪存真,以减少错误数据对研究分析带来的影响。请你们的队伍对附件1的数据质量开展可靠性研究,提取与飞行安全相关的部分关键数据项,并对其重要程度进行分析



问题2:
飞机在从起飞到着陆的整个飞行过程中,通过一系列的飞行操纵确保飞行安全,这些操纵主要包括横滚操纵、俯仰操纵等。目前,国内航空公司通过超限监控飞行操纵动作, 这种监控方法虽然能够快速分辨出飞机的状态偏差,但是只能告诉安全管理人员发生了什么,而不能立刻得出发生这种偏差的原因。为此,可以通过操纵杆的过程变化情况来分析产生这种偏差的原因。根据附件1,请你们对飞行操纵进行合理量化描述。下图为3次着陆过程中的杆位变化曲线,其中红色曲线描述了一次重着陆(着陆G值超过给定限制值)过程,该重着陆主要是由于飞行机组在低空有一次不当松杆操纵所致,红色曲线中的接地前5秒有一个明显下凸,这就是需要进行量化描述的一次松杆操纵。



问题3:
导致不同超限发生的原因各不相同,有时是特定机场容易出现特定的超限,有时是特定的天气容易出现特定的超限,有时是特定的飞行员容易出现特定的超限。 请研究附件2的数据,对超限的不同情况进行分析,研究不同超限的基本特征,如分析飞机在哪些航线或者在哪些机场容易出现何种超限等

这一题可以通过统计建模来计算,可以通过卡方检验研究其整体的差异,再通过列比例研究变量下各分组之间具体的差异,再接着用TGI对差异程度进行形容。

问题4
飞机运行数据的研究一般分为两大类, 一类是通过航线运行安全检查(Line Operations Safety Audit,LOSA)获取的飞行员的运行表现,另外一类是根据相关学者建议,基于飞行参数开展飞行技术评估。根据附件3,请你们建立数学模型,探讨一种基于飞行参数的飞行技术评估方法,分析飞行员的飞行技术,数据表中的“不同资质”代表飞行员的不同技术级别
 



问题5
随着技术的进步,未来在民航客机上安装实时传输的QAR数据记录系统已成为可能,这种“实时飞行数据”技术,可以在接近实时的情况下把航班飞行数据传输到地面分析系统,极大地提高风险识别能力和预防水平。假设飞行数据已能实现陆空实时传输, 如果你是该航空公司的安全管理人员, 请建立航空公司实时自动化预警机制,预防可能的安全事故发生,结合附件1的数据,给出仿真结果。

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