本發(fā)明屬于航空領(lǐng)域，特別是基于粗糙集理論(RST)和區(qū)間層次分析法(IAHP)的航空維修人因可靠性評估方法。

背景技術(shù)：
隨著航空器安全性水平的不斷提升，單純由機械故障引起的事故已經(jīng)明顯減少，由人為失誤引發(fā)的飛行事故呈不斷上升趨勢。航空機務(wù)維修作為航空系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，提高其人因可靠性，降低維修失誤，對于保障航空系統(tǒng)安全有重要意義。由于航空維修中人的差錯具有隱蔽性、必然性、可積累性和突發(fā)性等基本特征，影響人的行為因素是多方面、多層次和錯綜復(fù)雜的，使得人的行為具有極大可塑性、難以控制性和不完全確定性，對航空維修人因可靠性進(jìn)行定量分析是一個難點問題。目前，航空領(lǐng)域?qū)θ说目煽啃匝芯恳远ㄐ苑治鰹橹?，而在定量方面主要采用魯克模型、HCR計算模型、人的差錯率預(yù)測方法和人的可靠性指數(shù)方法等，這些方法在具體應(yīng)用過程中的操作性和實用性比較差，很少考慮到具體環(huán)境和管理因素對人的可靠性的影響。國內(nèi)對航空維修系統(tǒng)人因可靠性定量評估越來越重視。羅曉利等研究了民航人因事故與事故征候分類的標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)計方法。陳勇剛等運用模糊綜合評價原理構(gòu)建了機務(wù)中人的可靠性模糊綜合評價模型，并進(jìn)行了實例驗證，得出了可靠性的綜合評價等級?；ㄓ旱柔槍δ壳昂娇站S修單位風(fēng)險管理工作中普遍遇到的如何科學(xué)計算和評價風(fēng)險問題，提出一種危險源識別方法和風(fēng)險分析方法。但這些研究主要是對整個航空維修系統(tǒng)的研究，沒有具體到維修科目。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供基于粗糙集理論(RST)和區(qū)間層次分析法(IAHP)的航空維修人因可靠性評估方法，能夠有效處理不精確、不完全的指標(biāo)數(shù)據(jù)，操作性強，適用于對不同的維修科目進(jìn)行具體的人因可靠性評估。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：基于粗糙集理論(RST)和區(qū)間層次分析法(IAHP)的航空維修人因可靠性評估方法，包括以下步驟：1)航空維修系統(tǒng)人因可靠性評價體系的建立：設(shè)R是影響航空維修科目人因可靠性的指標(biāo)合集R＝{r1,r2,…,rm}，其中，ri(i＝1,2,…,m)為影響飛行科目人因可靠性的各項指標(biāo)，m為指標(biāo)的總數(shù)量，將航空維修系統(tǒng)人因可靠度分為：維修人員素質(zhì)、飛機維修性設(shè)計水平、作業(yè)復(fù)雜程度、組織管理因素，維修人員素質(zhì)包括疲勞程度、心理素質(zhì)、技術(shù)熟練程度、文化素質(zhì)；飛機維修性設(shè)計水平包括人機界面的科學(xué)性、維修機件的可達(dá)性、維修機件的易拆卸程度、防維修差錯設(shè)計水平；作業(yè)復(fù)雜程度包括涉及系統(tǒng)的復(fù)雜性、作業(yè)危險程度、環(huán)境復(fù)雜性；組織管理因素包括工作組織能力、工作監(jiān)察能力、安全文化因素、工作激勵因素，這15個影響指標(biāo)，采用決策樹法對集合R中所有元素進(jìn)行歸類，把影響權(quán)重相同或相近的元素歸為一類，定義為同一個層級，按照決策樹方法，按層級建立航空維修系統(tǒng)人因可靠性的評估指標(biāo)體系；2)基于粗糙集可辨識矩陣的定量指標(biāo)權(quán)重確定：采用粗糙集理論對人因可靠性指標(biāo)中的定量指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計算，步驟如下：2.1)采用等寬度離散化方法進(jìn)行航空維修科目連續(xù)屬性值的離散化；2.2)采用可辨識矩陣方法計算屬性重要性，并對屬性進(jìn)行約簡，令S＝(U,A,V,f)為知識表達(dá)系統(tǒng)，|U|＝n，則S的可辨識矩陣為n×n的矩陣，其中的元素為式中，a(x)為對象x在屬性a上的值，d(x)為記錄x在D上的值，對于可辨識矩陣M＝(mij)n×n，相應(yīng)的屬性a的重要性計算公式如下其中，當(dāng)a∈mij,λij＝1,λij＝0，|m|ij表示mij包含屬性的個數(shù)，2.3)將f(a)進(jìn)行歸一化，得到權(quán)重向量ω：選用6個典型航空維修系統(tǒng)作為方案樣本，對飛機維修性設(shè)計水平指標(biāo)下的四個底層指標(biāo)進(jìn)行客觀指標(biāo)權(quán)重評估，得到6個方案的規(guī)范化的矩陣，采用等寬度離散化方法進(jìn)行連續(xù)屬性值的離散化處理，將各分項指標(biāo)的取值分為好、中、差3個等級，分別用3、2、1表示，建立離散化二維信息表S＝(U,A,V,f)，基于RST編程計算，得飛機維修性設(shè)計水平下各指標(biāo)權(quán)重，3)基于區(qū)間層次分析法的定性指標(biāo)權(quán)重確定：設(shè)為區(qū)間數(shù)矩陣，即記并記同樣對區(qū)間數(shù)向量即記并記對于給定的區(qū)間數(shù)判斷矩陣IAHP的計算步驟為：3.1)求AL，AU的歸一化特征向量xL，xU；3.2)根據(jù)按式(3)計算α和β；3.3)計算根據(jù)IAHP法的步驟，計算得到各項定性指標(biāo)權(quán)重。本發(fā)明的優(yōu)點：能夠有效處理不精確、不完全的指標(biāo)數(shù)據(jù)，操作性強，適用于對不同的維修科目進(jìn)行具體的人因可靠性評估。附圖說明附圖是本發(fā)明按層級建立航空維修系統(tǒng)人因可靠性的評估指標(biāo)體系。具體實施方式基于粗糙集理論(RST)和區(qū)間層次分析法(IAHP)的航空維修人因可靠性評估方法，包括以下步驟：1)航空維修系統(tǒng)人因可靠性評價體系的建立：設(shè)R是影響航空維修科目人因可靠性的指標(biāo)合集R＝{r1,r2,…,rm}，其中，ri(i＝1,2,…,m)為影響飛行科目人因可靠性的各項指標(biāo)，m為指標(biāo)的總數(shù)量，將航空維修系統(tǒng)人因可靠度分為：維修人員素質(zhì)、飛機維修性設(shè)計水平、作業(yè)復(fù)雜程度、組織管理因素，維修人員素質(zhì)包括疲勞程度、心理素質(zhì)、技術(shù)熟練程度、文化素質(zhì)；飛機維修性設(shè)計水平包括人機界面的科學(xué)性、維修機件的可達(dá)性、維修機件的易拆卸程度、防維修差錯設(shè)計水平；作業(yè)復(fù)雜程度包括涉及系統(tǒng)的復(fù)雜性、作業(yè)危險程度、環(huán)境復(fù)雜性；組織管理因素包括工作組織能力、工作監(jiān)察能力、安全文化因素、工作激勵因素，這15個影響指標(biāo)，不同的指標(biāo)ri對維修科目人因可靠性的影響是不同的，采用決策樹法對集合R中所有元素進(jìn)行歸類，把影響權(quán)重相同或相近的元素歸為一類，定義為同一個層級，按照決策樹方法，按層級建立航空維修系統(tǒng)人因可靠性的評估指標(biāo)體系，如圖1所示，2)基于粗糙集可辨識矩陣的定量指標(biāo)權(quán)重確定：評價因素的權(quán)重代表因素的重要程度，對指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行合理分配是人因可靠性評估的基礎(chǔ)，粗糙集理論克服了傳統(tǒng)不確定處理方法的不足，可有效處理不精確、不完全的指標(biāo)數(shù)據(jù)。因此，本發(fā)明提出采用粗糙集理論對人因可靠性指標(biāo)中的定量指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計算，步驟如下：2.1)采用等寬度離散化方法進(jìn)行航空維修科目連續(xù)屬性值的離散化；2.2)采用可辨識矩陣方法計算屬性重要性，并對屬性進(jìn)行約簡，令S＝(U,A,V,f)為知識表達(dá)系統(tǒng)，|U|＝n，則S的可辨識矩陣為n×n的矩陣，其中的元素為式中，a(x)為對象x在屬性a上的值，d(x)為記錄x在D上的值，對于可辨識矩陣M＝(mij)n×n，相應(yīng)的屬性a的重要性計算公式如下其中，當(dāng)a∈mij,λij＝1,λij＝0，|m|ij表示mij包含屬性的個數(shù)，2.3)將f(a)進(jìn)行歸一化，得到權(quán)重向量ω：選用6個典型航空維修系統(tǒng)作為方案樣本，對飛機維修性設(shè)計水平指標(biāo)下的四個底層指標(biāo)進(jìn)行客觀指標(biāo)權(quán)重評估，得到6個方案的規(guī)范化的矩陣如表1所示。表1典型航空維修系統(tǒng)的規(guī)范化評價數(shù)據(jù)采用等寬度離散化方法進(jìn)行連續(xù)屬性值的離散化處理，將各分項指標(biāo)的取值分為好、中、差3個等級，分別用3、2、1表示，建立離散化二維信息表S＝(U,A,V,f)，見表2，表2定量指標(biāo)權(quán)重的二維信息表基于RST編程計算，得飛機維修性設(shè)計水平下各指標(biāo)權(quán)重分別為：ω21＝0.28，ω22＝0.25，ω23＝0.21，ω24＝0.26，3)基于區(qū)間層次分析法的定性指標(biāo)權(quán)重確定：區(qū)間層次分析法相比傳統(tǒng)的層次分析法具有處理能夠?qū)＜业哪：庖娹D(zhuǎn)化為定量數(shù)據(jù)，易于理解和處理分析等優(yōu)點，設(shè)為區(qū)間數(shù)矩陣，即記并記同樣對區(qū)間數(shù)向量即記并記對于給定的區(qū)間數(shù)判斷矩陣IAHP的計算步驟為：3.1)求AL，AU的歸一化特征向量xL，xU；3.2)根據(jù)按式(3)計算α和β；3.3)計算根據(jù)IAHP法的步驟，計算得到各項定性指標(biāo)權(quán)重如表3所示，表3定性指標(biāo)權(quán)重的確定下面結(jié)合實施例分析如下：根據(jù)本發(fā)明所建立的評價指標(biāo)體系和所提的權(quán)重獲取方法，對某航空維修系統(tǒng)實施更換發(fā)動機科目的人因可靠性進(jìn)行定量評價研究。通過專家咨詢和問卷調(diào)查，按照基于IAHP的定性指標(biāo)的規(guī)范化方法將各個指標(biāo)的語言評價值分別映射為[0,1]之間的區(qū)間數(shù)，得到指標(biāo)的評價值如表4所示。表4航空維修科目人因可靠性指標(biāo)值根據(jù)指標(biāo)聚合原則，可知一級指標(biāo)的聚合以及維修人員素質(zhì)的下層指標(biāo)聚合方式為加權(quán)積形式，其余為加權(quán)和形式。經(jīng)聚合計算，得到各一級指標(biāo)的區(qū)間數(shù)形式的可靠性指標(biāo)值為：r1＝[0.81,0.86]，r2＝[0.78,0.85]，r3＝[0.65,0.79],r4＝[0.68,0.79]。進(jìn)一步聚合便可以得到該航空維修系統(tǒng)的區(qū)間型人因可靠性為取區(qū)間數(shù)的中間值，對去模糊化，可得該維修科目的人因可靠性為R＝0.78，評估結(jié)果表明，該維修科目的人因可靠性為“較高”。該結(jié)論與實際情況相一致。