[发明专利]一种航班偏离正常航迹行为在线检测方法及装置

说明书

本发明是一种航班偏离正常航迹行为在线检测方法及装置，属于航空航天技术领域。本装置包括信息获取模块、航路航迹预处理模块、时空匹配模块、航迹匹配模块和异常航迹行为检测模块。本方法包括：当航班的计划航路与实时航迹的偏差较大时，将航班作为目标航班进行检测，按照设置的时空维度来截取目标航班的航路段，从其他航班的计划航路中搜寻在时空维度匹配的航班，再进一步计算匹配航班与目标航班的实际航迹距离，当目标航班与一条及以上的匹配航班在航迹上匹配成功，则认为是采用了相似并且合理的绕飞策略，不进行异常告警；否则判定目标航班存在飞行异常并告警。本发明实现了航班偏离正常航迹行为在线检测，提高了空域运行安全性与飞行效率。

技术领域

本发明属于航空航天技术领域，涉及一种异常航迹行为检测方法，具体涉及一种航班偏离正常航迹行为在线检测方法及装置。

背景技术

在空域结构复杂及飞行情况未知的场景下，实现异常航迹行为及时检测并告警是空中交通管理中的研究重点。一方面，由于航班常常由于多种影响因素，如恶劣天气、空中管制以及驾驶员个人行为等，容易发生与计划航路偏离的情况，而一旦由于飞行行为异常导致飞机出现事故，极易造成灾难性的后果；另一方面，由于航班实际运行过程中常常有绕飞策略，所以如果一味比较实际航迹与计划航路的差异则会将很多采用了绕飞策略的航班定义为异常，大大增加了虚警的情况；此外，由于航班运行具有实时性强的特点，偏离正常航迹的情况往往都在极短的时间内出现，对检测实时性提出了很高的要求。因此一套行之有效的航班偏离正常航迹行为在线检测方法对于空域安全性和运行效率都至关重要。

现有对航班偏离正常航迹行为的检测方法中，一般较难兼顾检测准确性与时效性。文献[1]中针对航迹多维特征对异常飞行行为进行检测，但该方法为离线检测方法，无法满足航空交通实时性要求。文献[2]提出了一种基于机载飞行记录数据，利用DBSCAN聚类分析识别异常飞行的方法，该方法可以根据时间序列数据识别不属于特定聚类的异常飞行，但是聚类算法容易将一部分数据规模较小，但具有相同绕飞策略的航班判断为具有异常飞行行为，一定程度上增大了检测“虚警”率。

参考文献：

[1]潘新龙,王海鹏,何友,et al.基于多维航迹特征的异常行为检测方法[J].航空学报,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.

发明内容

针对目前航班偏离正常航迹行为出现时间极短，急需一套行之有效的航班偏离正常航迹行为在线检测方法的需求，本发明提供了一种航班偏离正常航迹行为在线检测方法和装置。本发明的在线检测方法和装置通过选取可能出现异常航迹行为的目标航班，通过时空匹配获取匹配航班，再通过航迹匹配获取匹配度指标，进而判断异常航迹行为并实现及时告警。

本发明提供的一种航班偏离正常航迹行为在线检测装置，包括：信息获取模块、航路航迹预处理模块、时空匹配模块、航迹匹配模块和异常航迹行为检测模块。