题目：基于反馈过程的无人机事故分析和系统安全性动力学研究

无人机系统（Unmanned Aerial System，UAS）由于其具有的低成本和任务灵活性等优势目前已在军、民领域得到了广泛应用，但其安全性问题也凸显出来，目前的现役无人机系统灾难性事故率为10-4次每飞行小时，比大型商用民用飞机高出2个数量级，比常规军用有人机和23部小型商用飞机高出1个数量级。通过对无人机系统事故致因的统计分析可知人为因素和组织因素所占比例已经超过了技术系统故障。当前已广泛采用的基于定量概率计算的风险分析和系统安全性评估方法不能有效的涵盖这两类因素。

事实上，组织、人员和技术层级风险因素间的一系列动态反馈过程决定了无人机系统的安全性，应将无人机事故视为不满足“控制行为需求”的危险控制行为和有缺陷的反馈信息所导致的后果；在分析事故致因时应用“动态反馈过程”概念替代传统“事件链”概念。

本文提出了基于反馈过程的无人机系统事故分析方法（FPUAA）并引入了系统动力学（System Dynamics）方法在FPUAA所识别的关键性风险因素的基础上建立了“通用的无人机系统安全性动力学模型”（GUSDM），该模型描述了无人机生命周期内研制—维护—运行过程中组织、人员、技术系统和无人机出勤率、事故率层级层级间产生的风险因素的多重动态反馈过程，该过程对无人机系统安全性构成影响。GUSDM模型以UAS运行过程为主线，解释了无人机系统安全性是其研制—维护—运行过程相关“社会—技术系统”的“浮现属性”这一核心概念。本文选择了任务运行记录、人员配置、技术系统可靠性、A类事故率等历史数据较为完整的美国捕食者无人机系统作为GUSDM模型对实际无人机系统型号量化仿真的对象。仿真复现了该机在1994至2013年间的系统安全性演化过程并对可能提升系统安全性的代表性“策略场景”收益进行了评估。最后本文对本研究团队的翼身融合体布局缩比无人验证机系统安全性进行了研究，提出了描述航空器研制—维护—运行中常见“试错法”行为的系统动力学模型，用系统动力学量化仿真解释了本研究团队是如何通过系统安全性控制策略来改变“试错法”行为的动态反馈过程，仿真结果与验证机事故历史数据相吻合。

本论文的创新点有：

引入系统动力学建模及仿真方法分析构成无人机系统安全性的动态反馈过程，考虑了组织、人员及技术系统的多层级因素，得到首个由无人机运行数据验证的系统动力学模型。

扩大了对于系统安全性相关风险因素分析所应涵盖的的范围：将组织、人员和技术等多层级因素纳入到系统安全性的量化建模中而并非只进行定性分析，使据此提出的事故预防措施和安全性改进措施的收益能够得到预估。

基于系统安全性策略成功改变无人验证机飞行试验“试错法”行为从而降低验证机事故率的机理，首次建立了系统动力学模型，为系统安全性措施的规划提供了量化分析基础，并得到了飞行试验数据的验证。