[發(fā)明專利]一種基于指標體系的交通態(tài)勢復雜度評估方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310018115.9
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103106813A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設計）人: 胡明華;朱永文;叢瑋;謝華;袁立罡;陳志杰;李杰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于指標體系的交通態(tài)勢復雜度評估方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

步驟一、選取多維指標：依據(jù)已有的空中交通復雜度研究成果，結(jié)合一線空中交通管制員的實際運行經(jīng)驗，選取定義明確、可定量計算分析的交通態(tài)勢分析指標u個，構(gòu)成初始指標體系；

步驟二、基于航空器雷達航跡數(shù)據(jù)計算指標值：確定需要評估交通態(tài)勢復雜度的空域單元，采集經(jīng)過該空域單元的所有航班1天內(nèi)的雷達航跡數(shù)據(jù)，根據(jù)每個指標的準確數(shù)學定義，每隔一個固定時間間隔t計算一次u個指標數(shù)值，則1天內(nèi)計算出u個指標m個時間樣本的指標值；

步驟三、基于指標計算值聚類分析指標體系：使用灰色關聯(lián)聚類方法對指標體系進行聚類分析，基于步驟二中指標計算結(jié)果，共有u個指標，每個指標有m個時間樣本值，得到數(shù)據(jù)序列如下：

X₁＝(x₁(1)，x₁(2)，...，x₁(m))

X₂＝(x₂(1)，x₂(2)，...，x₂(m))

·································

X_u＝(x_u(1)，x_u(2)，...，x_u(m))

其中X_i表示第i個指標的時間樣本數(shù)據(jù)序列，對所有的i≤j，i，j＝1，2，…，u，對所有數(shù)據(jù)序列進行標準化，去除量綱，記為：

Xi0=(xi(1)-min(Xi)max(Xi)-min(Xi),xi(2)-min(Xi)max(Xi)-min(Xi),···,xi(m)-min(Xi)max(Xi)-min(Xi))=(xi0(1),xi0(2),···,xi0(m))]]>

計算任意兩個指標數(shù)據(jù)序列X_i與X_j的灰色絕對關聯(lián)度ε_ij：

|Si|=|Σk=2n-1xi0(k)+12xi0(m)|]]>

|Sj-Si|=|Σk=2n-1(xj0(k)-xi0(k))xi0(k)+12(xj0(m)-xi0(m))|]]>

ϵij=1+|Si|+|Sj|1+|Si|+|Sj|+|Sj-Si|]]>

根據(jù)u個指標數(shù)據(jù)序列兩兩之間的灰色絕對關聯(lián)度ε_ij，建立如下特征變量關聯(lián)度矩陣：

ϵ11ϵ12···ϵ1uϵ22···ϵ2u······ϵuu]]>

其中ε_ii＝1，取定臨界值r∈[0，1]，一般要求r＞0.5，r越接近于1，分類越細，當ε_ij≥r(i≠j)時，則視X_i與X_j為同類指標，以此作為指標體系在臨界值r下的灰色關聯(lián)聚類，則最終將指標體系分為n類指標；

步驟四、基于指標信息熵值劃分指標權(quán)重：依據(jù)步驟三中聚類結(jié)果，分別從各指標聚類中選取具有代表性的指標，共n個，依據(jù)n個指標m個時間樣本的指標數(shù)據(jù)，建立如下對象特征數(shù)據(jù)矩陣：

X=x11,x12,x13,···,x1mx21,x22,x23,···,x2m························xn1,xn2,xn3,···,xnm]]>

其中x_ij表示第i個指標第j個時間樣本的數(shù)據(jù)，1≤i≤n，1≤j≤m，采取和步驟三中一樣的方法先對初始數(shù)據(jù)矩陣做標準化處理：

Xi′=(xi1′,xi2′,···,xim′)=(xi1-min(Xi)max(Xi)-min(Xi),xi2-min(Xi)max(Xi)-min(Xi),···,xim-min(Xi)max(Xi)-min(Xi))]]>

Yi=(yi1,yi2,···,yim)=(xi1′ΣXi′,xi2′ΣXi′,···,xim′ΣXi′)]]>

其中X_i′，Y_i表示對應數(shù)據(jù)矩陣中第i行的所有數(shù)據(jù)，∑Y_i表示將中第i行的所有數(shù)據(jù)求和，0≤y_ij≤1，得標準化矩陣Y＝{y_ijx×m}，第i個指標的數(shù)據(jù)樣本信息熵值為：

ei=-KΣj=1nyijlnyij]]>

常數(shù)K與指標總數(shù)m有關，K＝1/lnm，某項指標的信息效用價值取決于該指標的信息熵e_i與1之間的差值：d_i＝1-e_i，第i項指標的權(quán)重為：

wi=diΣi=1ndi;]]>

步驟五、評估空域單元交通態(tài)勢的復雜度：根據(jù)步驟四中求得的指標權(quán)重，對步驟四中n個指標m個時間樣本的標準化數(shù)據(jù)加權(quán)求和，依次得到每個時間樣本的對應的復雜度評估值：

Zj=Σi=1ndi×yij.]]>