[發(fā)明專利]一種航空助航設(shè)施故障的異步并行檢測(cè)與定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810072840.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN110162741A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲逸文;衣學(xué)武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曲逸文
• 主分類號(hào): G06F17/16
• 分類號(hào): G06F17/16;G06K9/62;G01R31/00
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 牟炳彥

本發(fā)明公開了一種航空助航設(shè)施故障的異步并行檢測(cè)方法，包括以下步驟：構(gòu)建助航設(shè)施狀態(tài)矩陣；采用異步并行方式快速計(jì)算狀態(tài)矩陣的所有特征值及其對(duì)應(yīng)的特征向量，實(shí)現(xiàn)全面檢測(cè)和定位；通過(guò)最優(yōu)正交變換對(duì)狀態(tài)矩陣進(jìn)行特征提取；采用主成分分析法實(shí)現(xiàn)助航設(shè)施的最大特征狀態(tài)下的極速檢測(cè)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)航空器活動(dòng)區(qū)內(nèi)所有電氣設(shè)備的全天候在線實(shí)時(shí)故障檢測(cè)，并提供了全面和極速兩種工作模式，通過(guò)快速判斷狀態(tài)矩陣的主成分，實(shí)現(xiàn)助航設(shè)施的組件級(jí)故障實(shí)時(shí)檢測(cè)，可節(jié)省大量的人工排故時(shí)間，實(shí)現(xiàn)故障后機(jī)場(chǎng)功能的快速恢復(fù)，有力地維護(hù)航空安全，具有實(shí)時(shí)性好、速度快和效率高的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航空助航設(shè)施故障的異步并行檢測(cè)方法，屬于航空安全、計(jì)算機(jī)和通信領(lǐng)域。

背景技術(shù)

航空器活動(dòng)區(qū)是機(jī)場(chǎng)的核心功能區(qū)域，也是關(guān)乎航空安全的重點(diǎn)保障區(qū)域，而其助航設(shè)施的故障檢測(cè)技術(shù)，特別是故障的快速檢測(cè)和定位技術(shù)直接影響到航空運(yùn)行的安全性與高效性，在軍事領(lǐng)域，該項(xiàng)技術(shù)決定著機(jī)場(chǎng)的災(zāi)后功能恢復(fù)效率。而目前的故障檢測(cè)與定位技術(shù)仍然需要較大程度的依賴于人工，并且僅能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的檢測(cè)，無(wú)法完成組件級(jí)故障的快速檢測(cè)與快速定位。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種航空助航設(shè)施故障的異步并行檢測(cè)與定位方法，實(shí)現(xiàn)組件級(jí)故障的快速檢測(cè)與快速定位。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明一種航空助航設(shè)施故障的異步并行檢測(cè)與定位方法，其特征在于：包括以下步驟：

A.以組件及器件為單位，構(gòu)建航空助航設(shè)施的狀態(tài)矩陣；B.采用異步并行方式，快速計(jì)算狀態(tài)矩陣的所有特征值和及其對(duì)應(yīng)的特征向量；C.通過(guò)最優(yōu)正交變換，消除特征之間的相關(guān)性，提取出狀態(tài)矩陣的最優(yōu)狀態(tài)特征；D.采用主成分分析法實(shí)現(xiàn)助航設(shè)施故障的在線實(shí)時(shí)檢測(cè)和精準(zhǔn)定位。

進(jìn)一步的，所述步驟A的具體實(shí)施方式為：

目視助航設(shè)施的各類助航燈光從結(jié)構(gòu)上可分為兩類——點(diǎn)光源和點(diǎn)陣光源，對(duì)于點(diǎn)光源，以每個(gè)點(diǎn)光源為基元進(jìn)行狀態(tài)描述；對(duì)于點(diǎn)陣光源，則以組成單個(gè)光源的最小元素“點(diǎn)”為基元進(jìn)行狀態(tài)描述，記目視助航設(shè)施的狀態(tài)矩陣為ST_lgt，點(diǎn)光源類的狀態(tài)矩陣為ST_pt，點(diǎn)陣光源類的狀態(tài)矩陣為ST_led，狀態(tài)矩陣構(gòu)建方法如下：

第m組點(diǎn)光源助航燈光狀態(tài)矩陣

第n組點(diǎn)陣助航燈光狀態(tài)矩陣

然后對(duì)目視助航設(shè)施的系統(tǒng)狀態(tài)構(gòu)建狀態(tài)矩陣，方法如下：

將所有助航設(shè)施的狀態(tài)矩陣進(jìn)行基礎(chǔ)組合，并對(duì)系統(tǒng)矩陣的非對(duì)稱部分可用特殊常態(tài)state補(bǔ)齊，得到助航設(shè)施的狀態(tài)矩陣：

參照上述方法，依次構(gòu)建助航設(shè)施的狀態(tài)矩陣，記其他助航設(shè)施的狀態(tài)矩陣依次為：導(dǎo)航設(shè)施ST_nav、氣象觀測(cè)設(shè)施ST_met、通播設(shè)備ST_brd、供電設(shè)施ST_pwr，因此航空器活動(dòng)區(qū)助航設(shè)施的系統(tǒng)狀態(tài)矩陣構(gòu)建如下：

進(jìn)一步的，所述步驟B的具體實(shí)施方式為：

異步并行方式計(jì)算ST_sys的特征值及其對(duì)應(yīng)的特征向量的方法為：

假設(shè)在Rⁿ空間中的單位超球面為SPⁿ,那么利用一階微分方程計(jì)算矩陣ST_sys的全部特征值和特征向量的步驟如下：