[發明專利]一種基于高斯混合模型的燃油消耗偏差預測方法及系統

在審

• 申請號: 202011050994.X
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112182885A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 錢宇;楊軍利;向小軍;周澤友
• 申請（專利權）人: 中國民用航空飛行學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;G06F111/08
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 姜展志

本發明公開了一種基于高斯混合模型的燃油消耗偏差預測方法及系統，其中方法，包括以下步驟：S1:獲取燃油消耗偏差數據；S2:將所述燃油消耗偏差數據通過高斯混合模型進行擬合，獲得所述燃油消耗偏差數據的概率密度分布函數；S3:輸入待預測燃油偏差數據，根據所述概率密度函數獲得所述待預測燃油消耗偏差的概率。通過將燃油消耗偏差數據代入高斯混合模型進行擬合，獲得燃油消耗偏差數據的概率密度分布函數，再通過概率密度函數獲得待預測燃油消耗偏差的概率，或者輸入特定的概率獲得預測的燃油消耗偏差值，為飛機燃油攜帶量提供參考，支撐燃油政策優化。

技術領域

本發明涉及航空技術領域，尤其涉及一種基于高斯混合模型的燃油消耗偏差預測方法及系統。

背景技術

民航運輸的航空燃油消耗是其主要直接運行成本之一。在其能源消耗結構中，飛機燃油消耗量約占94％，航空公司屬于“能源依賴型企業”，公司節油是民航節能減排的重點領域。在保證民航安全的前提下，減少飛機運行時燃油攜帶量、增加商載，可以減少“油燒油”現象的發生，降低航空公司運營成本，增加收益，提升航空公司競爭力。飛機運行時所需要攜帶的燃油量由民航運行規章和公司的運行規范共同確定。為了更好地符合國際民航公約的要求，鼓勵航空公司在保證安全的前提下提高運行效率，2017年9月頒布的《大型飛機公共航空運輸承運人運行合格審定規則》第五次修訂版(CCAR-121R5)對燃油政策進行了修改。更新后的121部統一了國際和國內運行的燃油要求，并為航空公司實施燃油政策優化提供了規章支持。

利用運行數據支持燃油政策優化是該領域的研究重點。掌握運行數據的分布規律對研究該運行數據的相關性質以及對后續燃油政策優化具有重大意義。概率密度函數是描述一個隨機變量的輸出值，掌握該運行數據的概率密度函數，可通過概率密度函數獲得具有參考意義的預測值，進而為飛機燃油攜帶量等數據提供參考依據。

在現有技術中，通過單一高斯模型對燃油運行數據進行擬合，其擬合效果差，不能充分反映燃油運行數據的分布特性，通過此方法獲得的預測值并不能為飛機燃油攜帶量提供參考，也不能為燃油政策優化提供支撐。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，一種基于高斯混合模型的燃油消耗偏差預測方法及系統，有效解決現有技術中不能為飛機燃油攜帶量提供參考，也不能為燃油政策優化提供支撐的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種基于高斯混合模型的燃油消耗偏差預測方法，包括以下步驟：

S1:獲取燃油消耗偏差數據；

S2:將所述燃油消耗偏差數據通過高斯混合模型進行擬合，獲得所述燃油消耗偏差數據的概率密度分布函數；

S3:輸入待預測燃油偏差數據，根據所述概率密度函數獲得所述待預測燃油消耗偏差的概率。

本發明的有益效果是，通過將燃油消耗偏差數據代入高斯混合模型進行擬合，獲得燃油消耗偏差數據的概率密度分布函數，再通過概率密度函數獲得待預測燃油消耗偏差的概率，或者輸入特定的概率獲得預測的燃油消耗偏差值，為飛機燃油攜帶量提供參考，支撐燃油政策優化。

進一步，所述S1中燃油消耗偏差數據的計算方式為：

其中，F_A是實際航程燃油，F_P是計劃航程燃油。

采用上述進一步方案的有益效果是，當燃油消耗偏差Δ0時，表示航班計劃燃油消耗量大于實際燃油消耗量；當燃油消耗偏差Δ0時，表示航班計劃燃油消耗量小于實際燃油消耗量，即攜帶的燃油有富裕。

進一步，所述S2中高斯混合模型的表達式為: