汪筱陽, 王　瑛, 朱　琳

(1. 空軍工程大學(xué) 裝備管理與安全工程學(xué)院, 710051 西安; 2. 95645部隊(duì), 400037 重慶)

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應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的航空維修安全信息輻射模型

汪筱陽1, 王瑛1, 朱琳2

(1. 空軍工程大學(xué) 裝備管理與安全工程學(xué)院, 710051 西安; 2. 95645部隊(duì), 400037 重慶)

摘要:為減少航空維修差錯(cuò)率和研究安全信息在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上輻射的性質(zhì)和規(guī)律,基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論,針對(duì)航空維修安全信息在維修人員中的輻射進(jìn)行研究．通過構(gòu)建安全信息輻射模型,定義節(jié)點(diǎn)間以安全信息為媒介的輻射規(guī)則,基于改變維修人員的本質(zhì)安全度和改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),動(dòng)態(tài)考察網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的變化．從微觀層面模擬節(jié)點(diǎn)之間交互時(shí),不同本質(zhì)安全度的人員比例和不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)安全信息輻射范圍和周期的影響．計(jì)算機(jī)模擬表明:維修人員的不同本質(zhì)安全度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在很大程度上影響安全信息的輻射,提高維修個(gè)體的本質(zhì)安全度有利于安全信息的輻射．

關(guān)鍵詞:航空維修;安全信息輻射;本質(zhì)安全度;NW網(wǎng)絡(luò);BA網(wǎng)絡(luò)

航空維修工作中維修差錯(cuò)發(fā)生的比率大,已成為當(dāng)前危及空、地安全的主要問題之一．近年來,針對(duì)航空維修差錯(cuò)的分析已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)．文獻(xiàn)[1]建立了基于模糊綜合評(píng)判方法的航空維修差錯(cuò)控制能力評(píng)估模型,對(duì)維修差錯(cuò)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,但是沒有考慮差錯(cuò)的誘因．文獻(xiàn)[2]通過建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(SD)模型,分析了組織因素影響航空維修安全的作用機(jī)理;文獻(xiàn)[3]基于模糊層次分析法對(duì)人為因素進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià);文獻(xiàn)[4]提出一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的機(jī)務(wù)維修差錯(cuò)調(diào)查模型算法．但這些文獻(xiàn)都只是對(duì)組織或人為誘因進(jìn)行分析,沒有從系統(tǒng)的角度整體考慮人—機(jī)—環(huán)—管之間的相互作用．文獻(xiàn)[5]通過實(shí)證調(diào)研建立了維修單位質(zhì)量控制員勝任力模型;文獻(xiàn)[6]分析了個(gè)體行為與航空維修的相互影響;文獻(xiàn)[7-8]基于審計(jì)結(jié)果在人為因素分析與分類系統(tǒng)(HFACS)的基礎(chǔ)上建立了安全預(yù)測模型;文獻(xiàn)[9]基于聚類規(guī)則研究了人為差錯(cuò),找到了人為差錯(cuò)與人為因素直接的關(guān)系;文獻(xiàn)[10]基于模糊數(shù)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論,建立了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)事故診斷模型;文獻(xiàn)[11]從人—機(jī)—環(huán)—管4個(gè)方面分析了維修安全管理影響因素;文獻(xiàn)[12]從人—機(jī)—環(huán)—管系統(tǒng)角度,運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析法(ANP)結(jié)合三角模糊函數(shù)對(duì)機(jī)務(wù)系統(tǒng)的安全水平進(jìn)行定量分析．但這些文獻(xiàn)都忽略了維修個(gè)體之間的相互關(guān)系．文獻(xiàn)[13]選擇模糊網(wǎng)絡(luò)分析法進(jìn)行維修因素風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),雖然考慮了各種風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互影響,但是忽略了維修個(gè)體之間在安全性上存在的差異．文獻(xiàn)[14]運(yùn)用安全氛圍和計(jì)劃行為理論對(duì)不安全行為進(jìn)行預(yù)測,雖然考慮了安全氛圍,但是忽略了個(gè)體之間復(fù)雜的交互關(guān)系．

安全信息輻射SIR(safety information radiation)是指復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)部安全度相對(duì)較高的智能體組元通過輻射介質(zhì)向安全度相對(duì)較低的智能體組元進(jìn)行安全信息(包括機(jī)器信息、環(huán)境信息、安全管理信息等要素)轉(zhuǎn)移和傳播的資源優(yōu)化配置過程[15]．因此,研究安全信息在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上輻射的性質(zhì)、規(guī)律,對(duì)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)安全有著一定的現(xiàn)實(shí)意義．目前,航空維修差錯(cuò)的研究大都基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、模糊網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等．然而,考慮復(fù)雜系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,最為常用的方法就是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò). 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建?？梢詮南到y(tǒng)角度考慮維修中的各種因素,并且可在網(wǎng)絡(luò)中通過對(duì)節(jié)點(diǎn)加入點(diǎn)的屬性、邊權(quán)重等來進(jìn)一步刻畫系統(tǒng),但是目前基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的航空維修差錯(cuò)研究還較少．

本文運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法,將參與航空維修的所有人員作為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn),將機(jī)器、環(huán)境和安全管理因素作為安全信息在以人構(gòu)建的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型上進(jìn)行輻射,研究安全信息在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的輻射性質(zhì)和影響．

1安全信息輻射網(wǎng)絡(luò)模型

1.1影響SIR的因素

由安全信息輻射的概念可知,影響安全信息在航空維修人員網(wǎng)絡(luò)上輻射的因素有2個(gè)．

1)不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和中心節(jié)點(diǎn)的差異必然影響安全信息輻射的最終結(jié)果．文獻(xiàn)[16]認(rèn)為研究網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有利于深刻理解信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳播過程以及網(wǎng)絡(luò)所具有的拓?fù)涮匦裕?有必要在不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中對(duì)安全信息輻射的影響進(jìn)行研究．

2)維修人員在維修活動(dòng)中,可以獲得各式各樣的安全信息(應(yīng)對(duì)和適應(yīng)環(huán)境變化的能力、對(duì)飛機(jī)熟悉的程度、有關(guān)的規(guī)程、條令、指令等專業(yè)的或安全方面的要求)．良好的業(yè)務(wù)水平可以避免機(jī)務(wù)人員在直接行為中出現(xiàn)失誤,經(jīng)驗(yàn)豐富的維修人員要比經(jīng)驗(yàn)欠缺的維修人員對(duì)安全信息的響應(yīng)能力強(qiáng),在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中不同能力的維修人員所占的比例也必然影響安全信息的輻射．

1.2模型模擬方法

在結(jié)構(gòu)本質(zhì)安全的復(fù)雜系統(tǒng)中,不同組元具有不同的安全信息度,當(dāng)一個(gè)安全信息需要輻射出去時(shí),首先由系統(tǒng)中具有較大輻射面的組元進(jìn)行輻射,反映在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中就是具有較大度的節(jié)點(diǎn)開始輻射信息．

在定義的安全信息輻射網(wǎng)絡(luò)中,每一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)航空維修個(gè)體．而連接則表示他們之間有聯(lián)系,以一定的概率進(jìn)行安全信息的輻射．安全信息輻射網(wǎng)絡(luò)中描述的是安全信息在航空維修人員中的傳播過程,其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)可能處于以下3種狀態(tài):

1)輻射態(tài)(radiated)．安全值較高且在網(wǎng)絡(luò)里輻射安全信息時(shí)的狀態(tài)．處于輻射態(tài)的節(jié)點(diǎn)所屬的集合記為R,初始網(wǎng)絡(luò)中少量節(jié)點(diǎn)處于輻射態(tài),對(duì)應(yīng)為航空維修人員中的安全員和安全信息輻射源．

2)安全態(tài)(safe)．安全值高于最低安全值(安全閾值)但不會(huì)輻射安全信息時(shí)的狀態(tài)．處于安全狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)所屬的集合記為S,對(duì)應(yīng)為航空維修中正常狀態(tài)的人員．

3)危險(xiǎn)態(tài)(dangerous)．安全值低于安全閾值時(shí)的狀態(tài). 處于危險(xiǎn)態(tài)的節(jié)點(diǎn)所屬的集合記為D,初始網(wǎng)絡(luò)中大部分節(jié)點(diǎn)處于危險(xiǎn)態(tài),對(duì)應(yīng)為航空維修中出差錯(cuò)概率大的人員,經(jīng)常處于疲憊、心理壓力大等狀態(tài)．

構(gòu)造安全信息輻射模型,作以下假設(shè):

假設(shè)1組元只要接受安全信息,就會(huì)增加安全值．

假設(shè)2輻射態(tài)的組元僅對(duì)安全態(tài)和危險(xiǎn)態(tài)的組元進(jìn)行輻射．

假設(shè)3只考慮組元與其他組元聯(lián)系的存在性．模型中的連接沒有權(quán)重和方向．事實(shí)上大多數(shù)的人際網(wǎng)絡(luò)都是簡單無向圖．

假設(shè)4網(wǎng)絡(luò)是連通的,不存在孤立的組元．因?yàn)樾畔⑤椛涫紫纫邆涞臈l件就是有輻射的路徑．

1.3模型的參數(shù)及定義

設(shè)定3個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò):ER隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)、NW網(wǎng)絡(luò)和BA網(wǎng)絡(luò)．

ER隨機(jī)網(wǎng)絡(luò):給定n個(gè)節(jié)點(diǎn),假定任意一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間存在一條邊的概率為p,記這樣形成的網(wǎng)絡(luò)為Gn,p．這里取G100,0.07．

NW網(wǎng)絡(luò):具有N個(gè)節(jié)點(diǎn)的規(guī)則環(huán)形網(wǎng)絡(luò),假定環(huán)上每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都與兩側(cè)各m0條邊相連,然后不去斷開原來環(huán)形初始網(wǎng)絡(luò)的任何一條邊,而只是在隨機(jī)選取的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間以概率p0增加一條邊(這時(shí)新連接的邊很可能是長程邊)．這里取N=100,m0=2,p0=0.05．

BA網(wǎng)絡(luò):初始設(shè)定M個(gè)全連接的小網(wǎng)絡(luò),然后不斷引入新的節(jié)點(diǎn)．每次引入的新節(jié)點(diǎn)要與網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在的m(其中m≤M)個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)連接,連接的概率和被選節(jié)點(diǎn)的度成正比(稱為擇優(yōu)連接)．這里取M=15,m=3．

本質(zhì)安全程度決定了組元在安全信息輻射網(wǎng)絡(luò)中對(duì)安全信息收發(fā)的能力．文獻(xiàn)[17]運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)航空機(jī)務(wù)人員本質(zhì)安全程度進(jìn)行評(píng)價(jià),并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證．根據(jù)其結(jié)果并考慮機(jī)場航空維修人員現(xiàn)實(shí)情況,可以將航空維修人員的本質(zhì)安全度大致分為四類,各類人員所占比例如表1所示．

表1　SIR網(wǎng)絡(luò)中不同本質(zhì)安全度的人員比例

每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有以上全部的屬性．屬性的定義和解釋如表2所示．如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)和其鄰居有關(guān)聯(lián),當(dāng)且僅當(dāng)一個(gè)輻射態(tài)的節(jié)點(diǎn)和另一個(gè)安全態(tài)或危險(xiǎn)態(tài)的節(jié)點(diǎn)連接,那么在一定的概率下進(jìn)行安全信息的輻射．同時(shí)設(shè)定輻射態(tài)的節(jié)點(diǎn)有一定的概率轉(zhuǎn)化為安全態(tài),轉(zhuǎn)化的概率和與其關(guān)聯(lián)的危險(xiǎn)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)總數(shù)有關(guān)．

表2　SIR網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的參數(shù)

具體的安全信息輻射網(wǎng)絡(luò)輻射規(guī)則如下．

規(guī)則1假定節(jié)點(diǎn)i∈R,節(jié)點(diǎn)i與jk關(guān)聯(lián),設(shè)αk、βk、γk、λk、μk為轉(zhuǎn)化概率,則

其中αk+βk+γk=1.

其中λk+μk=1.

這里定義3個(gè)衡量安全信息輻射效果的指標(biāo):1)在整個(gè)安全信息輻射的過程中輻射節(jié)點(diǎn)數(shù)R(t)的峰值Max(R(t)),它在一定程度上反映了安全信息輻射所造成的最大影響;2)安全信息輻射結(jié)束后,即R=?,安全節(jié)點(diǎn)最終數(shù)目S(t),記為Final(S(t));3)完成一個(gè)安全信息輻射的周期Total,即一個(gè)安全信息結(jié)束后所需的總時(shí)間．考慮一個(gè)由100個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò),在每一個(gè)時(shí)間步長中,網(wǎng)絡(luò)中的輻射點(diǎn)都會(huì)以一定的概率將安全信息輻射給鄰居節(jié)點(diǎn)．選取安全管理專家顧問和安全管理委員會(huì)的10位專家分別對(duì)各類機(jī)務(wù)人員的各個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)化率進(jìn)行量化估計(jì),取平均估值作為最終的轉(zhuǎn)化概率,得到如表3所示的不同本質(zhì)安全度的人員轉(zhuǎn)化概率．由于對(duì)各狀態(tài)轉(zhuǎn)化概率估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過量化劃分處理,且取平均值作為最終采樣數(shù)據(jù),因此有效減弱了專家打分主觀性因素的影響．而安全管理專家顧問和安全管理委員會(huì)的成員,平時(shí)兼有安全監(jiān)察的任務(wù),因此他們的打分?jǐn)?shù)據(jù)具有較高的可信程度．

表3　不同本質(zhì)安全度節(jié)點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)化概率

1.4算法實(shí)現(xiàn)

使用鄰接矩陣來表示網(wǎng)絡(luò),在程序開始階段,首先初始化,在生成NW或BA網(wǎng)絡(luò)之后,要確定網(wǎng)絡(luò)中的輻射點(diǎn)、安全點(diǎn)和危險(xiǎn)點(diǎn)．為了確定節(jié)點(diǎn)的類型:1)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的度的極值,D=Degreemax,d=Degreemin;2)根據(jù)極值計(jì)算劃分集合的界限,Rline=d+(D-d)×a,Sline=d+(D-d)×b,這里取a=0.9,b=0.8;3)由界限劃分節(jié)點(diǎn)類型,R={i|Degree(i)>Rline},S={i|Sline

利用不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及上述安全信息輻射規(guī)則模擬安全信息輻射網(wǎng)絡(luò),具體算法如圖2所示．

算法步驟如下:

Step 1構(gòu)建安全信息輻射網(wǎng)絡(luò)．假設(shè)該網(wǎng)絡(luò)由100個(gè)節(jié)點(diǎn)組成,根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來構(gòu)建該網(wǎng)絡(luò)．

Step 2初始化每個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)．1)進(jìn)行編號(hào);2)根據(jù)“度中心性”原理[18]劃分節(jié)點(diǎn)狀態(tài),因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)情況安全信息一般是從影響力較大的節(jié)點(diǎn)輻射出去,所以初始網(wǎng)絡(luò)中只有少量輻射者和安全者,其余均為危險(xiǎn)者;3)由表1數(shù)據(jù)劃分節(jié)點(diǎn)類型．

圖1　安全信息在BA網(wǎng)絡(luò)中的輻射過程

圖2　SIR算法流程

Step 3選擇輻射集中的第i個(gè)輻射點(diǎn)開始輻射．

Step 4令j依次遍歷每個(gè)節(jié)點(diǎn),若節(jié)點(diǎn)i與j關(guān)聯(lián),則進(jìn)行Step 5,否則繼續(xù)遍歷．

Step 5判斷節(jié)點(diǎn)本質(zhì)安全度,本質(zhì)安全度決定節(jié)點(diǎn)接收安全信息的能力(轉(zhuǎn)化概率)．

Step 6若j不是安全狀態(tài),則進(jìn)行step7,否則j以概率λ轉(zhuǎn)為輻射狀態(tài),以概率μ繼續(xù)保持安全狀態(tài),然后轉(zhuǎn)Step 4．

Step 7若j不是危險(xiǎn)狀態(tài),則進(jìn)行step8,否則j以概率α轉(zhuǎn)為安全狀態(tài),以概率β轉(zhuǎn)為輻射狀態(tài),以概率γ繼續(xù)保持危險(xiǎn)狀態(tài),然后轉(zhuǎn)Step 4．

Step 8若j=N,則節(jié)點(diǎn)i以概率m轉(zhuǎn)為安全狀態(tài),否則轉(zhuǎn)Step 4．

Step 9若R為空集,即無節(jié)點(diǎn)再對(duì)該安全信息進(jìn)行輻射,則結(jié)束,否則轉(zhuǎn)Step3．

2仿真及分析

根據(jù)上述算法進(jìn)行了如下模擬和對(duì)比:通過改變維修人員的本質(zhì)安全度,觀察維修人員的本質(zhì)安全度對(duì)安全信息輻射在航空維修人員網(wǎng)絡(luò)中的影響;通過模擬安全信息分別在ER網(wǎng)絡(luò)、NW網(wǎng)絡(luò)和BA網(wǎng)絡(luò)中的輻射,對(duì)比不同網(wǎng)絡(luò)對(duì)維修人員結(jié)構(gòu)中安全信息輻射的影響．

2.1節(jié)點(diǎn)初始狀態(tài)對(duì)安全信息輻射的影響

這里討論的初始狀態(tài)主要是每個(gè)節(jié)點(diǎn)的本質(zhì)安全度的初始設(shè)定,表1的調(diào)查結(jié)果給出了現(xiàn)實(shí)情況下不同本質(zhì)安全度的維修人員比例．按照這個(gè)比例將輻射態(tài)節(jié)點(diǎn)、安全態(tài)節(jié)點(diǎn)和危險(xiǎn)態(tài)節(jié)點(diǎn)的本質(zhì)安全度由高到低(狀態(tài)設(shè)為HL)和由低到高(狀態(tài)設(shè)為LH)依次設(shè)定,即將輻射態(tài)節(jié)點(diǎn)設(shè)為高本質(zhì)安全度和將危險(xiǎn)態(tài)節(jié)點(diǎn)設(shè)為高本質(zhì)安全度的兩種初始狀態(tài),分別在不同網(wǎng)絡(luò)中觀察兩種初始狀態(tài)的安全信息輻射效果,如圖3所示．

圖3　不同網(wǎng)絡(luò)中兩種初始狀態(tài)的安全點(diǎn)數(shù)量變化

從圖3中可以看出:1)在不同的網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)的初始狀態(tài)都會(huì)不同程度地影響安全信息的輻射; 2)節(jié)點(diǎn)的初始狀態(tài)對(duì)ER隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和NW網(wǎng)絡(luò)的影響僅限于對(duì)安全點(diǎn)數(shù)量的影響,而對(duì)輻射周期幾乎沒有影響,但是對(duì)BA網(wǎng)絡(luò)來說,節(jié)點(diǎn)的初始狀態(tài)不僅影響了安全點(diǎn)的數(shù)量,而且還極大地影響了安全信息輻射的周期;3)不管是在ER網(wǎng)絡(luò)、NW網(wǎng)絡(luò)還是BA網(wǎng)絡(luò)中,如果初始狀態(tài)設(shè)為HL,那么不論在輻射過程中或輻射結(jié)束后安全點(diǎn)的數(shù)量都會(huì)增多,也就是說,初始狀態(tài)HL有利于安全信息的輻射,提高初始輻射點(diǎn)的本質(zhì)安全度能更好地進(jìn)行安全信息輻射．以下討論均在初始狀態(tài)為HL下進(jìn)行．2.2不同本質(zhì)安全度的維修人員對(duì)安全信息輻射的影響

根據(jù)表1的調(diào)查結(jié)果設(shè)定了不同本質(zhì)安全度的維修人員比例,研究了不同網(wǎng)絡(luò)中安全信息在維修人員之間的輻射情況,如圖4～6所示．另外研究了其他4種極端假設(shè)中的安全信息輻射情況,分別為:只有本質(zhì)安全度高的人(k=1)、只有本質(zhì)安全度較高的人(k=2)、只有本質(zhì)安全度一般的人(k=3)、只有本質(zhì)安全度差的人(k=4)．從圖4～6可以看出: 1)網(wǎng)絡(luò)中不同本質(zhì)安全度的人員比例影響安全信息輻射的結(jié)果,人員的本質(zhì)安全度越高,安全信息輻射速率越快,輻射影響范圍也越大．在ER網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)全為本質(zhì)安全度高的人時(shí)(k=1),Final(S)k=1≈40,當(dāng)全為本質(zhì)安全度差的人時(shí)(k=4),Final(S)k=4≈24,相差約為16．在NW網(wǎng)絡(luò)中,Final(S)k=1≈71,Final(S)k=4≈40,相差約為31．而在BA網(wǎng)絡(luò)中,Final(S)k=1≈87,Final(S)k=4≈43,相差約為44．說明在ER網(wǎng)絡(luò)、NW網(wǎng)絡(luò)和BA網(wǎng)絡(luò)中不同本質(zhì)安全度的人員比例對(duì)安全信息輻射的影響越來越大．

2)在ER網(wǎng)絡(luò)中,人員本質(zhì)安全度越高,輻射結(jié)束后處于安全態(tài)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量越多,表明人的本質(zhì)安全度越高越有利于安全信息的輻射,NW網(wǎng)絡(luò)和BA網(wǎng)絡(luò)同樣如此．

3)在ER網(wǎng)絡(luò)和NW網(wǎng)絡(luò)中,不同本質(zhì)安全度的人員比例對(duì)安全信息輻射周期影響不大,但是在BA網(wǎng)絡(luò)中,不同本質(zhì)安全度的人員比例對(duì)安全信息輻射周期影響很大,本質(zhì)安全度越高,安全信息的輻射周期越長,表明安全信息在BA網(wǎng)絡(luò)中存在的時(shí)間越長．

4)在人員比例相同的情況下,ER網(wǎng)絡(luò)、NW網(wǎng)絡(luò)和BA網(wǎng)絡(luò)中不論是在安全信息輻射過程中或在輻射結(jié)束后,安全點(diǎn)數(shù)量依次增多,說明BA網(wǎng)絡(luò)更有利于安全信息的輻射．

5)在輻射剛開始的一段時(shí)間內(nèi),BA網(wǎng)絡(luò)中安全點(diǎn)數(shù)目上升快(危險(xiǎn)點(diǎn)數(shù)目下降快),之后變化緩慢,說明在安全信息輻射過程中,各集合中的節(jié)點(diǎn)數(shù)在BA網(wǎng)絡(luò)中呈指數(shù)形式變化．相比BA網(wǎng)絡(luò),各集合中的節(jié)點(diǎn)數(shù)在ER網(wǎng)絡(luò)和NW網(wǎng)絡(luò)中呈線性形式變化．值得注意的是,仿真結(jié)果表明,按照表1估計(jì)的實(shí)際情況下機(jī)場不同本質(zhì)安全度的維修人員比例(Normal),無論在何種網(wǎng)絡(luò)下安全信息都能夠在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行較好地輻射．

上面討論了k=1、2、3、4的極端情況,為了使討論更加充分,進(jìn)行混合組合,即不存在本質(zhì)安全度高的人,其余三種類型人數(shù)相同均占33%,記為Nok=1,以此類推．ER網(wǎng)絡(luò)、NW網(wǎng)絡(luò)和BA網(wǎng)絡(luò)中的情況分別如圖7～9所示．可以看出:

1)在不同的網(wǎng)絡(luò)中,k=1、4類型的人都比k=2、3類型的人對(duì)安全信息輻射的影響大,另外,如果缺少k=2、3類型的人,對(duì)安全信息的輻射效果幾乎沒有影響．

圖4　ER網(wǎng)絡(luò)中安全點(diǎn)數(shù)量變化　　圖5　NW網(wǎng)絡(luò)中安全點(diǎn)數(shù)量變化　　圖6　BA網(wǎng)絡(luò)中安全點(diǎn)數(shù)量變化

圖7　ER網(wǎng)絡(luò)中安全點(diǎn)數(shù)量變化　圖8　NW網(wǎng)絡(luò)中安全點(diǎn)數(shù)量變化　圖9　BA網(wǎng)絡(luò)中安全點(diǎn)數(shù)量變化

2)從影響的程度上來說,k=1、4類型的人在ER網(wǎng)絡(luò)、NW網(wǎng)絡(luò)和BA網(wǎng)絡(luò)中的影響程度依次增大．其中,此兩種類型的人對(duì)BA網(wǎng)絡(luò)的影響最大,特別是在圖9中,當(dāng)沒有本質(zhì)安全度高的人時(shí),不僅是在安全點(diǎn)數(shù)量上,而且是在周期上嚴(yán)重影響安全信息在BA網(wǎng)絡(luò)中的輻射．

2.3不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)安全信息輻射的影響

圖10描述的是按照表1的人員比例,在整個(gè)安全信息輻射過程中,NW網(wǎng)絡(luò)和BA網(wǎng)絡(luò)中輻射點(diǎn)數(shù)量的變化．從圖10可以看出,NW網(wǎng)絡(luò)的輻射點(diǎn)峰值max(R)大于ER網(wǎng)絡(luò),而BA網(wǎng)絡(luò)的max(R)約為NW網(wǎng)絡(luò)的兩倍,也就是說安全信息在BA網(wǎng)絡(luò)中輻射能造成更大的影響,進(jìn)一步佐證了圖4～6的結(jié)果．在網(wǎng)絡(luò)平均路徑長度相同的情況下,BA網(wǎng)絡(luò)中安全信息輻射影響的范圍更大,且安全信息在BA網(wǎng)絡(luò)中存在的時(shí)間也較長．

圖10　不同網(wǎng)絡(luò)中輻射點(diǎn)數(shù)量變化

3結(jié)語

航空維修人員不同本質(zhì)安全度的節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的比例一定程度上影響了安全信息的輻射,不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也影響和制約著安全信息的輻射．提高機(jī)務(wù)人員的個(gè)人素質(zhì),特別是增加本質(zhì)安全度高的人的數(shù)量和減少本質(zhì)安全度低的人的數(shù)量,將在很大程度上加強(qiáng)飛行訓(xùn)練質(zhì)量,有利于航空維修安全信息的輻射,進(jìn)而減少飛行事故的發(fā)生．

本文通過引入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究了航空維修的安全信息輻射,雖對(duì)人員本質(zhì)安全度的影響進(jìn)行了定量分析討論,但忽略了安全信息組成的多樣性、安全信息輻射的強(qiáng)度、組成安全信息要素之間的交互作用、維修人員結(jié)構(gòu)的層次性和維修人員的加入和退役等諸多因素．這些因素也是今后工作中需要考慮的．

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(編輯王小唯苗秀芝)

A model of safety information radiation of aviation maintenance applied complex networks

WANG Xiaoyang1, WANG Ying1, ZHU Lin2

(1. Equipment Management and Safety Engineering College, Air Force Engineering University, 710051 Xi′an, China;2. Unit 95645, 400037 Chongqing, China)

Abstract:To reduce the aviation maintenance error rate and study the properties and rules of aviation maintenance safety information radiation on the complex network, we study the aviation maintenance safety information radiation in the maintenance personnel based on the theory of complex network. By building a safety information radiation model and defining the radiation rules between nodes through the medium of safety information, dynamic inspect the transformation of the node status in network based on changing the inherent safety degree of the maintenance personnel and the network structure. We analyze the influence of personnel proportion of different inherent safety degree and different network topology structure on the scope and period of safety information radiation when simulate the interactive between nodes on a micro level. With the help of computational simulation, it results that the different inherent safety degrees of the maintenance personnel, as well as the difference of network topology structure, have a lot of impact on safety information radiation. It is beneficial for the safety information radiation to improve the inherent safety degree of the maintenance personnel.

Keywords:aviation maintenance; safety information radiation; inherent safety degree; NW network; BA network

中圖分類號(hào):TP391, X913.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):0367-6234(2016)05-0166-06

通信作者:汪筱陽, wangxiaoyang1987@163.com.

作者簡介:汪筱陽(1987—),男,博士研究生;

基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金(71171199).

收稿日期:2015-02-10.

doi：10.11918/j.issn.0367-6234.2016.05.027

王瑛(1967—),女,教授,博士生導(dǎo)師．