[發(fā)明專利]一種飛機飛行過程環(huán)境的檢測方法

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• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107909106A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 諸彤宇;彭一洋;陸禹成;王浩鋒
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;中國民航科學技術研究院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G01D21/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 安麗

技術領域

本發(fā)明屬于民航飛行安全領域，更具體地說，涉及一種飛機在飛行過程中所遇環(huán)境的檢測方法，可用于評價飛行環(huán)境的飛行操作難度。

背景技術

近三十年來，各國航空公司的飛機已逐漸加裝了QAR(Quick Access Recorder，快速存儲記錄器)系統(tǒng)[1,2]，其記錄數(shù)據(jù)包括飛機著陸時的磁航向角、風向、風速、氣溫等，為研究FOQA(Flight operations quality assurance，飛行操作品質監(jiān)控)提供了數(shù)據(jù)基礎，具有實時性、普適性、易用性的特點。

多年的研究發(fā)現(xiàn)，飛行事故是由飛行員、環(huán)境、飛機三者共同作用[3]所引發(fā)的。飛機的飛行過程是人(飛行員操作)，機(飛機運行狀態(tài))，環(huán)(航線環(huán)境)綜合作用的結果。因此，如何定量評價航線環(huán)境具有非常重要的實用價值。更重要的是，對飛行環(huán)境的評價將有助于實時評價空域以及機場的著陸條件，據(jù)此能夠在同等飛行條件下對飛行員的駕駛水平給出更客觀的評價，指導航空公司改進飛行員培養(yǎng)方案。

目前的飛行環(huán)境檢測方法主要基于氣象衛(wèi)星、無人機[4]、機場雷達[5,6]采集環(huán)境信息，監(jiān)測成本高，缺乏針對性。目前絕大多數(shù)民航飛機上都裝有QAR和眾多傳感器，其自身一直在實時采集傳感器數(shù)據(jù)。

本發(fā)明借用飛機已有的傳感器和QAR采集環(huán)境數(shù)據(jù)，使用成本比無人機更低。本發(fā)明監(jiān)測飛機飛行途中所遇環(huán)境，可應用于起飛著陸跑道環(huán)境，航路環(huán)境，為后來的飛機提供參考。監(jiān)測范圍縮小到跑道，比機場氣象雷達更有針對性；對機場設備不做要求，更具有普適性。不僅如此，本發(fā)明率先引入信息熵[7]來衡量環(huán)境的混亂度，以環(huán)境熵作為一段航路中環(huán)境混亂度的定量度量，這是其他環(huán)境檢測方法所忽視的測量指標。

[1]Kim J H,Lyou J.Enhanced QAR Flight Data Encoding and Decoding Algorithm for Civil Aircraft[C]SICE-ICASE,2006.International Joint Conference.IEEE,2007:5169-5173.

[2]Walker G.Redefining the incidents to learn from:Safety science insights acquired on the journey from black boxes to Flight Data Monitoring[J].Safety Science,2017.

[3]Mcfadden K L,Towell E R.Aviation human factors:a framework for the new millennium[J].Journal of Air Transport Management,1999,5(4):177-184.

[4]甘肅中茂環(huán)保科技有限公司.小型飛行環(huán)境監(jiān)測儀:中國,CN204264448U[P].2015-04-15.

[5]呼曦,魏航科.飛行環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)綜合監(jiān)控方法及聲光報警裝置:中國,CN103019216A[P].2013-04-03.

[6]T·豪爾德森.用于在飛行器上測量空氣湍流且還用于機場和風力發(fā)電廠的方法和激光雷達系統(tǒng):德國,CN101268384[P].2008-09-17.

[7]Shannon C E.A mathematical theory of communication[J].Bell System Technical Journal,1948,27(3):379-423.

[8]Sander J,Ester M,Kriegel H P,et al.Density-Based Clustering in Spatial Databases:The Algorithm GDBSCAN and Its Applications[J].Data Mining and Knowledge Discovery,1998,2(2):169-194.

發(fā)明內容

本發(fā)明的技術解決問題：克服現(xiàn)有技術的不足，解決了目前衛(wèi)星、雷達氣象報告中缺乏航班針對性的問題，提供一種飛機飛行過程環(huán)境的檢測方法，能夠實時評價每個航班飛行環(huán)境，并且能夠準確實時地反應飛行航線上的環(huán)境情況。