[发明专利]基于随机Petri网的不正常航班衍生事件链式效应预测方法

说明书

本发明公开了一种基于随机Petri网的不正常航班衍生事件链式效应预测方法，步骤为：对不正常航班事件中的不确定性因素进行分析；建立不确定性因素的形式化表达方法；构建不确定性因素扰动下不正常航班事件的结构模型；建立基于航班执行过程解析的不正常航班波及模型；建立不正常航班衍生事件链的层次结构模型；建立不正常航班衍生事件链式效应解析模型，建立不正常航班衍生事件链式演化系统；构建不正常航班衍生事件演化的随机事件链Petri网模型；基于马尔科夫链标识转移概率预测不正常航班衍生事件链式效应。本发明能够提升不正常航班的预测预警精度及其引发衍生事件应急处置和航班恢复的合理性和可靠性，具有广泛的推广应用前景。

技术领域

本发明涉及信息系统技术领域，具体涉及一种基于随机Petri网的不正常航班衍生事件链式效应预测方法。

背景技术

据不完全统计，近年来伴随民航运输量的逐年攀升，航班正常率水平却表现出下降趋势，在2011年，由于民航总局颁布了一连串的航班延误整治办法，使得航班正常率有所回升，但也只有77.9％，而随着航班量的进一步增长，2014年全国平均航班正常率已降落到68％。不正常航班治理一直是我国乃至世界民航发展中的热点问题。从民航运行实际来看，单架航空器依次执行多个航段而导致众航班之间存在天然的关联关系，加之航班计划编排十分紧凑，空域和机场容量日趋饱和，延误一旦产生，将以航班链作为传播媒介，向后续航班传播，航班延误的波及范围和延误程度在航班链中迅速扩大，此时极易发生大面积航班延误事件。此外，现有不正常航班恢复效率低下，特别是大面积航班延误事件极易引发一系列包括旅客群体性事件、跑道入侵、航空器或地面车辆相撞、航班保障不及时和机场保障资源紧张等在内的衍生事件，形成了一种多级、多层次的链式关系，即衍生事件的链式效应。链式效应的产生加剧了不正常航班应急处置的不确定性，使航班恢复的难度成倍增加。若能对不正常航班引发的衍生事件进行有效预测，则可提前部署衍生事件的应急处置措施，尽可能减小衍生事件的影响程度和范围，提高不正常航班恢复效率。

频繁发生的不正常航班事件逐渐上升为社会各界关心的主要问题。国内外学者的关注重点主要集中在不正常航班及其延误波及效应、不正常航班恢复方法等研究领域，而针对不正常航班引发衍生事件的链式效应则研究较少。然而，当不正常航班引发衍生事件时，通常会发现这些事件之间相互联结，相互影响，会发生一系列连锁反应，形成复杂的链式效应。目前关于不正常航班引发衍生事件的研究集中于不正常航班引发旅客群体性事件(简单的两层结构事件链)的因素分析和应对方法上。如刘小平基于突变论分析不正常航班导致旅客群体性事件的致因原理，认为航班不正常事件的外部因素和民航运输系统的内部环境共同作用并达到阈值时发生突变，引发旅客群体性事件；赵斌应用社会燃烧理论分析不正常航班引发的群体性事件的原因，认为民航法制建设滞后、服务不到位、信息不畅通是群体性事件的燃烧材料，谣言传播形成事件的助燃条件，延误后的群体冲突是不正常航班引发群体性事件的导火索；杨磊着重研究了不正常航班引发群体性事件的应急处置措施，提出了包括加强单位协调、提高航空公司人员责任意识、统一各航空公司补偿标准等应对方法。而国内外关于其他类型突发事件引发衍生事件链式效应的研究已成为研究热点，主要有：自然灾害触发技术灾害研究(Na-tech)、事故灾难的多米诺效应研究和灾害链与事件链理论研究。

发明内容

发明目的：为了克服现有不正常航班预测方法的不足，本发明的目的是提供一种基于随机Petri网的不正常航班衍生事件链式效应预测方法，以增加不正常航班预测的全面性和准确性，提高不正常航班恢复的全局性。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于随机Petri网的不正常航班衍生事件链式效应预测方法，包括以下步骤：

步骤a，对不正常航班事件中的不确定性因素进行分析；

步骤b，在步骤a的不确定性因素分析的基础上，对不确定性因素扰动下不正常航班事件进行共性分析与事件描述，建立不确定性因素的形式化表达方法；