[發(fā)明專利]一種航班偏離正常航跡行為在線檢測方法及裝置

有效

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• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN110992733B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 朱熙;陳薏充;張明遠;佟路;杜文博;曹先彬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00;G08G5/04
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務所 11121
• 代理人: 祗志潔

本發(fā)明是一種航班偏離正常航跡行為在線檢測方法及裝置，屬于航空航天技術領域。本裝置包括信息獲取模塊、航路航跡預處理模塊、時空匹配模塊、航跡匹配模塊和異常航跡行為檢測模塊。本方法包括：當航班的計劃航路與實時航跡的偏差較大時，將航班作為目標航班進行檢測，按照設置的時空維度來截取目標航班的航路段，從其他航班的計劃航路中搜尋在時空維度匹配的航班，再進一步計算匹配航班與目標航班的實際航跡距離，當目標航班與一條及以上的匹配航班在航跡上匹配成功，則認為是采用了相似并且合理的繞飛策略，不進行異常告警；否則判定目標航班存在飛行異常并告警。本發(fā)明實現了航班偏離正常航跡行為在線檢測，提高了空域運行安全性與飛行效率。

技術領域

本發(fā)明屬于航空航天技術領域，涉及一種異常航跡行為檢測方法，具體涉及一種航班偏離正常航跡行為在線檢測方法及裝置。

背景技術

在空域結構復雜及飛行情況未知的場景下，實現異常航跡行為及時檢測并告警是空中交通管理中的研究重點。一方面，由于航班常常由于多種影響因素，如惡劣天氣、空中管制以及駕駛員個人行為等，容易發(fā)生與計劃航路偏離的情況，而一旦由于飛行行為異常導致飛機出現事故，極易造成災難性的后果；另一方面，由于航班實際運行過程中常常有繞飛策略，所以如果一味比較實際航跡與計劃航路的差異則會將很多采用了繞飛策略的航班定義為異常，大大增加了虛警的情況；此外，由于航班運行具有實時性強的特點，偏離正常航跡的情況往往都在極短的時間內出現，對檢測實時性提出了很高的要求。因此一套行之有效的航班偏離正常航跡行為在線檢測方法對于空域安全性和運行效率都至關重要。

現有對航班偏離正常航跡行為的檢測方法中，一般較難兼顧檢測準確性與時效性。文獻[1]中針對航跡多維特征對異常飛行行為進行檢測，但該方法為離線檢測方法，無法滿足航空交通實時性要求。文獻[2]提出了一種基于機載飛行記錄數據，利用DBSCAN聚類分析識別異常飛行的方法，該方法可以根據時間序列數據識別不屬于特定聚類的異常飛行，但是聚類算法容易將一部分數據規(guī)模較小，但具有相同繞飛策略的航班判斷為具有異常飛行行為，一定程度上增大了檢測“虛警”率。

參考文獻：

[1]潘新龍,王海鵬,何友,et al.基于多維航跡特征的異常行為檢測方法[J].航空學報,2017(04):254-263.

[2]Li L,Gariel M,Hansman R J,et al.Anomaly detection in onboard-recorded flight data using cluster analysis[C]//2011IEEE/AIAA 30th DigitalAvionics Systems Conference.IEEE,2011:4A4-1-4A4-11.

發(fā)明內容

針對目前航班偏離正常航跡行為出現時間極短，急需一套行之有效的航班偏離正常航跡行為在線檢測方法的需求，本發(fā)明提供了一種航班偏離正常航跡行為在線檢測方法和裝置。本發(fā)明的在線檢測方法和裝置通過選取可能出現異常航跡行為的目標航班，通過時空匹配獲取匹配航班，再通過航跡匹配獲取匹配度指標，進而判斷異常航跡行為并實現及時告警。

本發(fā)明提供的一種航班偏離正常航跡行為在線檢測裝置，包括：信息獲取模塊、航路航跡預處理模塊、時空匹配模塊、航跡匹配模塊和異常航跡行為檢測模塊。