基于霍普菲爾德神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空中交通管制模擬仿真異常檢測(cè)方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種空中交通管制的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空中交通管制模擬仿真 異常檢測(cè)方法和裝置
【背景技術(shù)】
[0002] 為了保證各類飛行活動(dòng)的安全和有序，空中交通管制服務(wù)顯得相當(dāng)重要。現(xiàn)代空 中交通管制服務(wù)的主要內(nèi)容是：空中交通管制員依托現(xiàn)代通信、導(dǎo)航、監(jiān)視技術(shù)，對(duì)所轄航 空器實(shí)施管理和控制，協(xié)調(diào)和指導(dǎo)其運(yùn)動(dòng)路徑和模式，以防止空中航空器與航空器相撞、以 及在機(jī)場(chǎng)機(jī)動(dòng)區(qū)內(nèi)航空器與障礙物相撞，維護(hù)和加快空中交通的有序流動(dòng)?？罩薪煌ü苤?扇區(qū)是空中交通管制的基本空間單元，一般情況下，為航空器提供空中交通管制服務(wù)的空 域被劃設(shè)為若干管制扇區(qū)，每個(gè)管制扇區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)管制員工作席位。為了保證管制員能夠 高效、準(zhǔn)確地控制空域中的航空器有序流動(dòng)，現(xiàn)有技術(shù)中提供一些模擬空中交通管制控制 的模擬仿真裝置和方法。
[0003] 例如，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410487083. 1的專利申請(qǐng)中公開了一種基于虛擬 管制員的空域仿真方法及其裝置，該方法包括：獲取預(yù)設(shè)的飛行計(jì)劃和航跡沖突規(guī)則及風(fēng) 條件；若判斷獲知飛行計(jì)劃和航跡沖突規(guī)則合法，則獲取航空器性能數(shù)據(jù)；根據(jù)飛行計(jì)劃、 風(fēng)條件及航空器性能數(shù)據(jù)獲得航空器的第一軌跡信息，并檢測(cè)是否接收到管制指令；若檢 測(cè)到管制指令，則根據(jù)航空器性能數(shù)據(jù)、航跡沖突規(guī)則以及管制指令，獲得航跡沖突統(tǒng)計(jì)信 息；若未檢測(cè)到管制指令，則根據(jù)航空器性能數(shù)據(jù)、航跡沖突規(guī)則以及第一軌跡信息，獲得 航跡沖突統(tǒng)計(jì)信息；從而提高仿真的實(shí)時(shí)性。
[0004] 但是實(shí)際的空域管制中，會(huì)出現(xiàn)很多意料不到的問題，僅僅靠現(xiàn)有技術(shù)中的模擬 仿真裝置和方法，很難滿足對(duì)空中交通管制過程進(jìn)行全面、綜合仿真、檢測(cè)的需求；而且發(fā) 明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的模擬仿真方法和裝置并不能提示提示管制 員在仿真過程中的異常錯(cuò)誤信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中缺乏能夠?qū)罩薪煌ü苤七^程進(jìn)行全面、綜合仿真、檢測(cè)和 異常信息提示的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能夠很好地仿真、檢測(cè)管制人員操作過程的空 中交通管制模擬仿真異常檢測(cè)方法和裝置。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案包括：
[0007] -方面，提供一種空中交通管制模擬仿真異常檢測(cè)方法，其特征在于，該方法包 括：
[0008] 步驟1 :通過雷達(dá)管制模擬機(jī)采集管制員輸入的樣本參數(shù)，確定等級(jí)離散型分類 標(biāo)準(zhǔn)；
[0009] 步驟2 :根據(jù)所述分類標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每一個(gè)樣本參數(shù)進(jìn)行等級(jí)離散型分類，并對(duì)分類結(jié) 果進(jìn)行編碼，獲得每一樣本對(duì)應(yīng)的樣本綜合指數(shù)；
[0010] 步驟3 :基于等級(jí)離散型分類的樣本參數(shù)和樣本綜合指數(shù)，訓(xùn)練獲得霍普菲爾德 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并計(jì)算出霍普菲爾德神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)因子；
[0011] 步驟4 :通過雷達(dá)管制模擬機(jī)采集管制員輸入的實(shí)時(shí)模擬參數(shù)；
[0012] 步驟5 :將所述實(shí)時(shí)模擬參數(shù)按照等級(jí)離散型分類，按照所述霍普菲爾德神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的綜合指數(shù)；
[0013] 步驟6 :若步驟4中得出的綜合指數(shù)屬于異常類別，進(jìn)行異常警告。
[0014] 進(jìn)一步的，所述樣本參數(shù)和/或所述實(shí)時(shí)模擬參數(shù)包括管制通行性參數(shù)、管制復(fù) 雜性參數(shù)、管制安全性參數(shù)、管制經(jīng)濟(jì)性參數(shù)、管制工作負(fù)荷參數(shù)。
[0015] 進(jìn)一步的，所述管制通行性參數(shù)包括管制員仿真測(cè)試的時(shí)長(zhǎng)、扇區(qū)航行里程、扇區(qū) 航行時(shí)間、扇區(qū)交通流密度，所述管制復(fù)雜性參數(shù)包括扇區(qū)航空器爬升次數(shù)、扇區(qū)航空器下 降次數(shù)、扇區(qū)航空器改速次數(shù)、扇區(qū)航空器改行次數(shù)，所述管制安全性參數(shù)包括扇區(qū)短期沖 突告警頻率、扇區(qū)最低安全高度告警頻率，所述管制經(jīng)濟(jì)性參數(shù)包括扇區(qū)內(nèi)航空器的排隊(duì) 長(zhǎng)度、航空器延誤架次率、航空器延誤時(shí)間、航空器平均延誤時(shí)間，所述管制工作負(fù)荷參數(shù) 包括陸空通話信道占用率、陸空通話次數(shù)。
[0016] 進(jìn)一步的：所述步驟1包括：
[0017] (1)設(shè)置5個(gè)分類等級(jí)；各分類等級(jí)的比例為1:2:4:2:1 ;
[0018] (2)樣本參數(shù)中的管制通行性指標(biāo)和管制員工作負(fù)荷指標(biāo)按照比例為1:2:4:2:1 降序排列；樣本參數(shù)中的管制復(fù)雜性指標(biāo)、管制安全性指標(biāo)、管制經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)按照比例為 1:2:4:2:1升序排列；
[0019] (3)將各個(gè)等級(jí)的樣本參數(shù)指標(biāo)平均值作為該等級(jí)分類指標(biāo)的臨界值。
[0020] 進(jìn)一步的，所述步驟2包括：
[0021] (1)當(dāng)樣本數(shù)據(jù)某一指標(biāo)優(yōu)于等級(jí)分類指標(biāo)的臨界值時(shí)，對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元狀態(tài)設(shè)為 1，否則對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元狀態(tài)設(shè)為-1 ;
[0022] (2)對(duì)于管制通行性指標(biāo)和管制員工作負(fù)荷指標(biāo)，當(dāng)輸入?yún)?shù)指標(biāo)的取值大于或 者等于某一等級(jí)分類指標(biāo)的臨界值時(shí)，表示該輸入?yún)?shù)指標(biāo)優(yōu)于該項(xiàng)等級(jí)分類指標(biāo)的臨界 值；而對(duì)于管制復(fù)雜性指標(biāo)、管制安全性指標(biāo)、管制經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，當(dāng)輸入指數(shù)的取值小于或 者等于某一等級(jí)分類指標(biāo)的臨界值時(shí)，表示該輸入?yún)?shù)指標(biāo)優(yōu)于該項(xiàng)等級(jí)分類指標(biāo)的臨界 值；
[0023] (3)綜合指數(shù)是所有參數(shù)等級(jí)離散型分類后所屬的等級(jí)。
[0024] 進(jìn)一步的，所述步驟3中的霍普菲爾德神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為離散型，設(shè)置有兩層神經(jīng)元。
[0025] 進(jìn)一步的，所述步驟5中實(shí)時(shí)模擬參數(shù)按照等級(jí)離散型分類包括：
[0026] (1)當(dāng)實(shí)時(shí)模擬參數(shù)某一指標(biāo)優(yōu)于等級(jí)分類指標(biāo)的臨界值時(shí)，對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元狀態(tài) 設(shè)為1，否則對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元狀態(tài)設(shè)為-1 ;
[0027] (2)對(duì)于管制通行性指標(biāo)和管制員工作負(fù)荷指標(biāo)，當(dāng)輸入?yún)?shù)指標(biāo)的取值大于或 者等于某一等級(jí)分類指標(biāo)的臨界值時(shí)，表示該輸入?yún)?shù)指標(biāo)優(yōu)于該項(xiàng)等級(jí)分類指標(biāo)的臨界 值；而對(duì)于管制復(fù)雜性指標(biāo)、管制安全性指標(biāo)、管制經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，當(dāng)輸入指數(shù)的取值小于或 者等于某一等級(jí)分類指標(biāo)的臨界值時(shí)，表示該輸入?yún)?shù)指標(biāo)優(yōu)于該項(xiàng)等級(jí)分類指標(biāo)的臨界 值。
[0028] 另一方面，本發(fā)明還提供一種空中交通管制模擬仿真異常檢測(cè)裝置，其特征在于， 該裝置包括：
[0029] 雷達(dá)管制模擬機(jī)，用于采集樣本數(shù)據(jù)和管制員輸入的實(shí)時(shí)模擬數(shù)據(jù)；其中，所述樣 本數(shù)據(jù)包括雷達(dá)管制模擬機(jī)采集管制員在其上的樣本參數(shù)，并將所述樣本參數(shù)按照等級(jí)進(jìn) 行離散型分類數(shù)值；
[0030] 數(shù)據(jù)離散處理單元，用于對(duì)所述樣本參數(shù)和管制員輸入的實(shí)時(shí)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行等級(jí) 離散化分類；
[0031] 霍普菲爾德神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元，用于基于等級(jí)離散化分類的樣本參數(shù)與對(duì)應(yīng)的綜合指 數(shù)構(gòu)建霍普菲爾德神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；
[0032] 計(jì)算單元，用于通過霍普菲爾德神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，獲得管制員輸入的實(shí)時(shí)模擬數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng) 的綜合指數(shù)。
[0033] 進(jìn)一步地，所述空中交通管制模擬仿真異常檢測(cè)裝置設(shè)置有報(bào)警單元，用于檢測(cè) 異常綜合指數(shù)，進(jìn)行異常警告。
[0034] 進(jìn)一步地，所述空中交通管制模擬仿真異常檢測(cè)裝置設(shè)置有權(quán)限操作單元，并且 只有當(dāng)用戶通過所述權(quán)限操作單元的認(rèn)證之后，才能修改所述樣本數(shù)據(jù)。
[0035] 采用本發(fā)