[發明專利]基于機器學習的飛行器著陸風險預測方法、系統及設備

有效

• 申請號: 202211002703.9
• 申請日: 2022-08-22
• 公開（公告）號: CN115099532B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 黃智豪;劉松;王志鋒;趙辰旭;李明;楊實;王治宇;郝德月;郭浩彬;蘇劍飛;吳坤永;胡婕;雒昊;程學龍;向毅夫
• 申請（專利權）人: 珠海翔翼航空技術有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/30;G06N20/00;G08G5/02
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種基于機器學習的飛行器著陸風險預測方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取飛行器著陸過程的歷史數據和駕駛員個人習慣檔案；

基于所述歷史數據，根據飛行高度劃分為著陸空中階段、初始減速階段和最終減速階段，獲得分段歷史數據；所述著陸空中階段為飛行器距地高度為50英尺至接地的階段，所述初始減速階段為飛行器接地至飛行器地速80節的階段，所述最終減速階段為飛行器地速80節減速至剎停的階段；

基于著陸機場的環境參數、所述駕駛員的個人習慣檔案和飛行器當前狀態參數，通過基于所述分段歷史數據構建的著陸風險預測模型模擬該駕駛員操縱下的著陸空中階段、初始減速階段和最終減速階段的模擬飛行器狀態參數；所述模擬飛行器狀態參數包括飛行器著陸空中階段時的模擬飛行器狀態參數、飛行器進入初始減速階段的模擬飛行器狀態參數、飛行器進入最終減速階段的模擬飛行器狀態參數、平飄距離、減速距離和剎停距離；

所述歷史數據包括歷史駕駛員操作數據、歷史飛行器狀態參數、飛行器性能參數和歷史氣象數據；

所述通過基于所述分段歷史數據構建的著陸風險預測模型模擬該駕駛員操縱下的著陸空中階段、初始減速階段和最終減速階段的模擬飛行器狀態參數，具體包括：

著陸空中階段模擬，根據歷史數據中的飛行器著陸空中階段時的歷史飛行器狀態參數，通過聚類的方式獲取飛行器狀態特征，將所述飛行器狀態特征與歷史駕駛員操作數據建立相關，獲得著陸空中階段操作數據-飛行器狀態特征關系；根據駕駛員的個人習慣檔案、飛行器當前狀態參數和著陸空中階段操作數據-飛行器狀態特征關系，模擬獲得飛行器進入初始減速階段時的飛行器模擬狀態參數；

所述著陸空中階段模擬，具體為：

基于著陸空中階段時的歷史飛行器狀態參數，為每個飛行器每次著陸繪制下降高度-平飄距離曲線圖；

基于所述下降高度-平飄距離曲線圖計算下降梯度角；

對著陸空中階段時的歷史飛行器狀態參數進行特征提取，獲得著陸空中階段飛行狀態特征；

對所述著陸空中階段飛行狀態特征依據下降梯度角進行聚類，獲得著陸空中階段飛行狀態聚類特征簇；

分析每個飛行狀態聚類特征簇中的下降率、俯仰角pitch、轉子轉速N1和姿態變化率，獲得第一相關關系；所述第一相關關系為表示飛機下降梯度角與下降率、俯仰角pitch、轉子轉速N1和姿態變化率的關系；

根據所述第一相關關系，計算著陸空中階段操作數據-飛行器狀態特征關系；

根據所述飛行器當前狀態參數、著陸空中階段操作數據-飛行器狀態特征關系和駕駛員個人習慣檔案，預測飛行器進入初始減速階段時的飛行器模擬狀態參數；

初始減速階段模擬，根據歷史數據中的飛行器初始減速階段時的歷史飛行器狀態參數，通過線性回歸建模的方式，獲取不同飛行狀態參數下的減速距離，并通過相關性分析獲取不同減速距離區間的各飛行狀態參數的相關性分值；根據駕駛員的個人習慣檔案和進入初始減速階段時的飛行器模擬狀態參數，模擬獲得飛行器進入最終減速階段時的飛行器模擬狀態參數；

所述初始減速階段模擬，具體為：

根據歷史數據中的飛行器初始減速階段時的歷史飛行器狀態參數，通過線性回歸建模的方式，獲取相同型號飛行器不同飛行狀態參數下的減速距離，并通過相關性分析獲取不同減速距離區間的各飛行狀態參數的相關性分值；所述相關性分值包括開啟反推裝置的時機的相關性分值和開啟反推裝置的時長的相關性分值；

根據駕駛員的個人習慣檔案、飛行器進入初始減速階段時的飛行器模擬狀態參數、各飛行狀態參數的相關性分值和相同型號飛行器不同飛行狀態參數下的減速距離，預測飛行器進入最終減速階段的飛行器模擬狀態參數；

最終減速階段模擬，根據歷史數據中的飛行器最終減速階段時的飛行器狀態參數，通過基于最大剎車性能計算方法的減速模型模擬飛行器的剎停距離；

所述最終減速階段模擬，具體為：

基于歷史數據中的飛行器最終減速階段時的歷史飛行器狀態參數，構建當前天氣下目標機場降落跑道的基于最大剎車性能計算方法的減速模型；

基于飛行器進入最終減速階段時的飛行器模擬狀態參數，通過所述當 前天氣下目標機場降落跑道的基于最大剎車性能計算方法的減速模型預測飛行器的剎停距離；

基于所述模擬飛行器狀態參數，生成著陸輔助建議，具體為：預設飛行器著陸空中階段、初始減速階段和最終減速階段中各時間點的理想著陸曲線；基于所述模擬飛行器狀態參數繪制模擬著陸曲線；計算各個時段的模擬著陸曲線與理想著陸曲線的偏移面積；所述偏移面積以模擬著陸曲線在下方為正；基于平飄距離、減速距離與剎停距離之和記為著陸距離，計算著陸距離與目標機場降落跑道預設的最佳降落著陸距離的著陸偏差；計算平飄距離、減速距離和剎停距離與預設的標準距離的平飄距離偏差、減速距離偏差和剎停距離偏差；根據所述著陸偏差處于預設的偏差區間、平飄距離偏差、減速距離偏差、剎停距離偏差和各個時段的模擬著陸曲線與理想著陸曲線的偏移面積，選擇著陸輔助建議。