枪弹类军用危险品包装航空适运性试验与评估*

颉正阳，安 红，陈思杨

（空军勤务学院，江苏 徐州 221000）

0 引言

目前，虽然部队已经开展了枪弹类军用危险品的航空运输，但是由于没有相关法律标准的规范，导致其航空适运性不清楚，容易造成安全事故。而枪弹类军用危险品的包装是其航空适运性影响因素中关键的一个，一个具有良好性能的包装能够对枪弹类军用危险品安全航空运输起到很大的作用，因此，有必要在空运前对枪弹类军用危险品包装的航空适运性进行评估。

航空适运性[1]，又称航空运输性，来源于美军，是指装备适应航空运输的固有能力，包括适应航空基础设施、航空载运工具和航空运输环境等。美军和国际民航有一套完善的危险品运输的法规机制，对危险品包装航空适运性也有一套完整的评估体系，因此，可以借鉴国际民航组织《危险品航空安全运输技术细则》（以下简称《技术细则》）中对危险品包装航空适运性评估的相关内容，并结合相应的国军标，建立枪弹类军用危险品包装航空适运性的评估试验方案。关于对试验结果的处理，文献[2-4]给出了将定性数据定量化的几种方法，包括白化权函数法、基于模糊理论方法以及云模型法，针对包装航空适运性评估试验结果不确定性和随机性，选用云模型转化法能更好地将试验数据定量化；由于评估试验结果具有“一票否决”型的特点，并且评估试验费用比较贵，并且试验的危险性比较大，不能重复做大量的试验，所以评估试验数据分析，属于小子样统计分析问题[5]。而枪弹类军用危险品包装航空适运性评估试验没有验前信息的支撑，通过分析文献[6]得知，小子样快速收敛点估计法不需要其他信息，仅仅依靠试验现场数据进行估计，具有一定的优越性，故本文采用此种方法进行评估。

1 枪弹类军用危险品包装航空适运性评估指标体系

在依据专家指导意见、部队实际的基础之上，构建了枪弹类军用危险品包装航空适运性评估指标体系，如图1所示。其中，“1.4项适应性”是指枪弹类军用危险品包装对依照《技术细则》爆炸品1.4项（可使用货机运输）分类程序包装要求的适应能力；“1.4S项适应性”是指枪弹类军用危险品包装对依照《技术细则》爆炸品1.4S项（可使用客机和货机运输）分类程序包装要求的适应能力。

图1 包装航空适运性评估指标体系

对枪弹类军用危险品包装的航空适运性进行评估，需要对每个评价指标进行试验，参考《技术细则》中有关危险品包装的试验，保留 C3、C4、C5、C6、C11、C12、C15，认为枪弹类军用危险品在出厂前已经按照相关国军标要求进行包装，其“包装质量”和“包装尺寸”完全符合《技术细则》的要求，C7、C8、C9、C104个指标在国军标中有完善的试验来评估，而这些评估试验是通用的，同样适用于航空运输，认为其包装在出厂时符合相关要求。通过咨询专家得知，枪弹类军用危险品包装完全适合“吊装吊卸”和“升降装卸”，故不必用试验来评估。由此确定了枪弹类军用危险品包装航空适运性评估指标有6个，分别为：C3、C4、C5、C6、C11、C12、C15。

然后对这6个指标之间的相关性进行检验分析[7-8]，结果表明，C5和 C6之间显著相关，C3、C12、C15三者之间显著相关，而其他指标之间都是显著不相关。通过分析《技术细则》可知，C6是在枪弹类军用危险品包装满足C5要求的前提下进行的评估试验，其评估的是枪弹类军用危险品包装是否能同时满足货机和客机的要求，故在设计评估方案时要注意这两个指标的关联性；而枪弹类军用危险品包装件在跌落时或在装卸时承受的冲击与其在运输机起飞和降落过程中承受的冲击类型相似，都是包装件某一面或某一个角或某一条棱承受冲击，故根据《技术细则》只需做C3的评估试验即可。综上所述，基于试验的评估指标共有 5个，分别为：C3、C4、C5、C6、C11。

2 枪弹类军用危险品包装航空适运性评估试验设计

评估试验是确定各评估指标是否符合评估标准的途径，将评估指标试验设计为两种，一种是针对枪弹类军用危险品的分类试验；另一种是枪弹类军用危险品包装性能试验。针对这5个评估指标分别设计了评估试验，如下页表1所示。其中，跌落试验评估枪弹类军用危险品包装件在跌落时承受冲击对内装枪弹的保护能力；堆码试验评估枪弹类军用危险品包装件在机舱内堆码运输时承受压力的能力；单个包件试验用于评估内装枪弹是否会整体爆炸，堆垛试验评估试爆炸是否从一个包装件传播到另一个包装件，外部火烧试验评估枪弹在火中是否发生整体爆炸或者发生有危险的迸射、辐射热或猛烈燃烧或其他有任何危险效应的危险现象；无约束包件试验在“1.4项适应性”评估试验之后进行，用于评估内装枪弹意外引发或点火是否会在包装件外造成危险效果。

表1 评估指标对应试验

具体的评估试验进行顺序见图2。

图2 包装航空适运性评估试验顺序

3 枪弹类军用危险品包装航空适运性评估

3.1 基于云模型的定性试验数据定量化

为使定性的试验结果转为定量化的数据，以跌落试验为例进行分析，首先将包装防护效果分为100分，共 5个等级，分别为：非常差（0～30）、差（30～60）、一般（60～75）、好（75～95）、非常好（95～100）。在试验结束后，选取10名专家对枪弹包装进行打分，最后取评分的均值。将试验结果定义为包装防护效果X，可通过正向云发生器得到对应的隶属度，即试验结果数据。正向云发生器的工作步骤如下[9-10]：

1）将试验结果标准化值带入，求得云模型的3个数字特征，公式如下：

式中：Dmax、Dmin分别为试验结果的上、下界限值；k为根据试验结果自身的模糊阈度确定的常数。

包装防护效果为极大极性，所以采用可将极大极性定性试验数据定量化的下边带正态半云模型。

2）将得到的云模型的数字特征输入正态云发生器，产生正态随机数x；

3）计算得出每个试验结果的试验数据，计算公式为：

至此，可将定性的试验结果定量化。

3.2 基于小子样快速收敛点估计法的试验数据处理与评估

小子样统计分析就是试验次数较少情况下，利用其他可利用的信息（历史试验信息、不同地点试验信息、不同试验条件的信息）对试验结果进行分析与评估[11]。小子样快速收敛点估计法的步骤[12]如下：

1）将评估试验结果数据值作为随机变量X，样本为 x1，x2，…，xn，其按照从小到大顺序排列，对应的概率为 p1，p2，…，pn，在样本绝对收敛时，有：

随机变量X的概率密度为p（x），其分位点函数为 x（p），则有：

2）根据样本数据计算X的经验分布函数为：

利用样本分布展开法，将经验分布函数对应的分位点函数按级数进行展开，得到：

式（8）的约束条件为：

3）然后求式（8）的系数，可以利用不确定性极大值原理求出，系数不确定性可用熵来表示：

4）在不等式组式（9）取极值的基础上，基于熵最大可得到分位点函数的系数，继而可以确定试验样本的数学期望为：

3.3 实例分析

通过部队调研得知，XX部队经常需要外出驻训，采用人装分离方式使用军用运输机运输，其每次驻训任务需要进行枪弹类军用危险品的航空军事运输，枪弹能否运输，包装是否满足空运要求，其装卸载方案、配载方案如何确定，都是由部队相关人员邀请院校教员和地方相关人员进行研究确定的，每进行一次枪弹类军用危险品的航空军事运输任务就要进行一次方案的制定，没有统一的标准法规来约束，也没有统一的流程来评估枪弹包装的航空适运性，其结果的可信度和可行性尚存在疑问。结合该部队即将要开展的一次驻训任务，对其参加航空军事运输的枪弹类军用危险品包装的航空适运性进行评估[12-13]。

已知该部队需要运输XX mm步枪弹X发、XX mm机枪弹X发、XX mm曳光弹X发、XX mm空包弹X发，其中步枪弹的数量最多，选择对步枪弹包装的航空适运性进行评估，将待评估步枪弹包装送到南京民用爆炸品鉴定中心做相应的评估试验，每个试验重复做4次分别得到试验结果。然后通过专家对试验结果进行评分，得到各评估指标试验结果的评分值如表2所示。

表2 评估指标试验结果评分值

根据式（1）～式（3），得到包装防护效果云模型的参数为 Ex=100，En=33.3，He=0.3，使用 Matalb 软件编程（具体代码见附录E），将云模型的3个数字特征输入到正态云发生器，得到下边带正态半云图，如图3所示。

图3 评估试验结果下边带正态半云图

进而得到XX mm步枪弹包装航空适运性评估试验结果的定量化试验数据，如表3所示。

表3 评估指标试验结果定量化数据

然后按照式（5）～式（11）求得各评估试验数据的数学期望，如表4所示。

表4 评估指标试验数据处理结果

分值在70分～100分为评估通过，通过云模型转换为试验数据为0.668～1.000，可知XX mm步枪弹包装航空适运性评估试验中，只有“无约束包件试验”未通过，其他试验都通过，所以XX mm步枪弹包装可以采用军用运输机运输，但不能使用客机进行运输。

分析原因可知，XX mm步枪弹包装在枪弹点火或点火后并不能将危险效果都局限在包装内，会对包装外的其他物品造成危险影响，所以不能被划为1.4S项，不能使用客机运输，在使用民航客机运输XX mm步枪弹时需要按照要求对其进行重新包装。

4 结论

参照国际民航通用的《技术细则》和我军实际，建立了枪弹类军用危险品包装航空适运性评估指标体系，并筛选出需要做试验来评估的指标。设计了评估试验方案，采用云模型将定性试验结果定量化，并将小子样快速收敛点估计法应用到评估中去。实例分析表明，文中所提方法能够很好地结合部队实际情况，为部队开展枪弹类军用危险品包装的航空适运性评估提供了借鉴。