[發明專利]基于霍普菲爾德神經網絡的空中交通管制模擬仿真異常檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 201510645259.6
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105261241B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 張建平;段力偉;陳曉;范丹
• 申請（專利權）人: 中國民用航空總局第二研究所
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司11514
• 代理人: 殷瑞劍

技術領域

本發明涉及一種空中交通管制的技術領域，尤其涉及一種空中交通管制模擬仿真異常檢測方法和裝置。

背景技術

為了保證各類飛行活動的安全和有序，空中交通管制服務顯得相當重要。現代空中交通管制服務的主要內容是：空中交通管制員依托現代通信、導航、監視技術，對所轄航空器實施管理和控制，協調和指導其運動路徑和模式，以防止空中航空器與航空器相撞、以及在機場機動區內航空器與障礙物相撞，維護和加快空中交通的有序流動。空中交通管制扇區是空中交通管制的基本空間單元，一般情況下，為航空器提供空中交通管制服務的空域被劃設為若干管制扇區，每個管制扇區對應一個管制員工作席位。為了保證管制員能夠高效、準確地控制空域中的航空器有序流動，現有技術中提供一些模擬空中交通管制控制的模擬仿真裝置和方法。

例如，中國專利申請號為CN201410487083.1的專利申請中公開了一種基于虛擬管制員的空域仿真方法及其裝置，該方法包括：獲取預設的飛行計劃和航跡沖突規則及風條件；若判斷獲知飛行計劃和航跡沖突規則合法，則獲取航空器性能數據；根據飛行計劃、風條件及航空器性能數據獲得航空器的第一軌跡信息，并檢測是否接收到管制指令；若檢測到管制指令，則根據航空器性能數據、航跡沖突規則以及管制指令，獲得航跡沖突統計信息；若未檢測到管制指令，則根據航空器性能數據、航跡沖突規則以及第一軌跡信息，獲得航跡沖突統計信息；從而提高仿真的實時性。

但是實際的空域管制中，會出現很多意料不到的問題，僅僅靠現有技術中的模擬仿真裝置和方法，很難滿足對空中交通管制過程進行全面、綜合仿真、檢測的需求；而且發明人在實現本發明的過程中發現，現有技術中的模擬仿真方法和裝置并不能提示提示管制員在仿真過程中的異常錯誤信息。

發明內容

為了解決現有技術中缺乏能夠對空中交通管制過程進行全面、綜合仿真、檢測和異常信息提示的技術問題，本發明提供一種能夠很好地仿真、檢測管制人員操作過程的空中交通管制模擬仿真異常檢測方法和裝置。

為了實現上述目的，本發明提供的技術方案包括：

一方面，提供一種空中交通管制模擬仿真異常檢測方法，其特征在于，該方法包括：

步驟1：通過雷達管制模擬機采集管制員輸入的樣本參數，確定等級離散型分類標準；

步驟2：根據所述分類標準，對每一個樣本參數進行等級離散型分類，并對分類結果進行編碼，獲得每一樣本對應的樣本綜合指數；

步驟3：基于等級離散型分類的樣本參數和樣本綜合指數，訓練獲得霍普菲爾德神經網絡，并計算出霍普菲爾德神經網絡因子；

步驟4：通過雷達管制模擬機采集管制員輸入的實時模擬參數；

步驟5：將所述實時模擬參數按照等級離散型分類，按照所述霍普菲爾德神經網絡，計算出對應的綜合指數；

步驟6：若步驟5中得出的綜合指數屬于異常類別，進行異常警告。

進一步的，所述樣本參數和/或所述實時模擬參數包括管制通行性參數、管制復雜性參數、管制安全性參數、管制經濟性參數、管制工作負荷參數。

進一步的，所述管制通行性參數包括管制員仿真測試的時長、扇區航行里程、扇區航行時間、扇區交通流密度，所述管制復雜性參數包括扇區航空器爬升次數、扇區航空器下降次數、扇區航空器改速次數、扇區航空器改行次數，所述管制安全性參數包括扇區短期沖突告警頻率、扇區最低安全高度告警頻率，所述管制經濟性參數包括扇區內航空器的排隊長度、航空器延誤架次率、航空器延誤時間、航空器平均延誤時間，所述管制工作負荷參數包括陸空通話信道占用率、陸空通話次數。

進一步的：所述步驟1包括：

(1)設置5個分類等級；各分類等級的比例為1:2:4:2:1；

(2)樣本參數中的管制通行性指標和管制員工作負荷指標按照比例為1:2:4:2:1降序排列；樣本參數中的管制復雜性指標、管制安全性指標、管制經濟性指標按照比例為1:2:4:2:1升序排列；

(3)將各個等級的樣本參數指標平均值作為該等級分類指標的臨界值。

進一步的，所述步驟2包括：

(1)當樣本數據某一指標優于等級分類指標的臨界值時，對應的神經元狀態設為1，否則對應的神經元狀態設為-1；