CN111047222B - 一种基于时序qar参数的接地时间点判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了装置‑一种基于时序QAR参数的接地时间点判定方法，所述判定方法具体为：S1：提取判定飞机接地时间点所需的QAR参数；S2：对提取的QAR参数进行数据清洗；S3：基于S2，提取着陆阶段的QAR数据；S4：分别提取无线电高度、起落架空地电门状态、扰流板位置、纵向加速度和无线电高度五种类型参数的最高频率数据；S5：将五种类型参数的除最高频率数据外的其他数据分别处理为与对应的最高频率数据相同的频率；S6：以决策条件为依据，判定飞机的接地时间。本发明通过数据的升频处理，提高了判定飞机接地时间点的精确度，同时基于飞行经验和QAR数据的特征，定义了决策条件进行飞机接地时间点的筛选，对于后续的着陆风险识别提供了重要的数据支撑。

Description

一种基于时序QAR参数的接地时间点判定方法

技术领域

本发明涉及民用客机着陆风险研究，具体的，涉及一种基于时序QAR参数的接地时间点判定方法。

背景技术

根据波音公司1959-2016年重大飞行安全事故数据显示，进近和着陆阶段是最容易发生重大安全事故的飞行阶段，事故及不安全事件的发生率明显高于其他飞行阶段。着陆阶段平均只占飞行时间的1％，但其事故发生率却高达24％。

在着陆阶段的几大风险研究中，都需要能对接地时间点进行准确判断。传统判断方法仅考虑起落架空地电门的变化，但不同传感器灵敏度的差异以及老化带来的灵敏度降低，会使对接地时间点的判断出现偏差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于时序QAR参数的接地时间点判定方法，对于后续的着陆风险识别提供了重要的数据支撑。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于时序QAR参数的接地时间点判定方法，所述判定方法具体为：

S1：提取判定飞机接地时间点所需的QAR参数，包括无线电高度、发动机转速、纵向加速度、空速、地速、垂直速度、襟翼状态、缝翼状态、起落架空地电门状态、扰流板状态、真实高度、俯仰角；

S2：对提取的QAR参数进行数据清洗；

S3：基于S2，提取着陆阶段的QAR数据；

S4：分别提取无线电高度、起落架空地电门状态、扰流板位置、纵向加速度和无线电高度五种类型参数的最高频率数据；

S5：将五种类型参数的除最高频率数据外的其他数据分别处理为与对应的最高频率数据相同的频率；

S6：以决策条件为依据，判定飞机的接地时间。

进一步，所述S1具体为：

S11：对民用航空器中的QAR参数进行译码解析，得到一个CSV文件；

S12：提取判定飞机接地时间点所需要的参数数据。

进一步，所述S3具体为：

S31：针对飞行参数的取值对飞行阶段进行划分，所述飞行参数包括发动机转速、纵向加速度、空速、地速、垂直速度、襟翼状态、缝翼状态、高度和俯仰角；

S32：选取着陆阶段的参数数据。

进一步，所述S6具体为：

S61：从着陆阶段开始之后，找到无线电高度小于3的第一个时间点t_start，作为循环判断开始的时间起点；

S62：从t_start开始往后遍历每一个时间点，直到遇到一个满足所述决策条件中任意一个的点，将该点标记为接地点t_TD并输出。

进一步，所述决策条件为：

所述第一条件为：任意从t_start往后遍历的一个时间点的扰流板位置较上一时间点的扰流板位置发生大于突变值I的变化，所述突变值I为4-6；

所述第二条件为：任意从t_start往后遍历的一个时间点的纵向加速度较上一时间点的纵向加速度发生大于突变值II的变化，所述突变值II为0.025-0.035；

所述第三条件为：任意从t_start往后遍历的一个时间点发生起落架空地电门状态转换。

本发明的有益效果是：

本发明通过数据的升频处理，提高了判定飞机接地时间点的精确度，同时基于飞行经验和QAR数据的特征，定义了决策条件进行飞机接地时间点的筛选，进一步提高了精确度，对于后续的着陆风险识别提供了重要的数据支撑。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

附图1为本发明流程图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

常用的接地点判定方法以空地电门转换时间点为接地点，但是该方法不准确，对后续的轨迹分析及着陆风险区域分析带来较大的影响，因此提出了一种基于时序QAR参数的接地时间点判定方法，如图1所示，判定方法具体为：

S1：提取判定飞机接地时间点所需的QAR参数，包括无线电高度、发动机转速、纵向加速度、空速、地速、垂直速度、襟翼状态、缝翼状态、起落架空地电门状态、扰流板状态、真实高度、俯仰角；

S11：对民用航空器中的QAR参数进行译码解析，得到一个CSV文件。每个CSV文件包含多行，每行对应一个数据采集时刻(单位：秒)，即第i行表示QAR记录过程中的第i秒的飞行参数。每行对应多个QAR采集参数，大部分参数采集频率为1Hz(每秒采样1次)，部分参数采集频率高于1Hz(最大8Hz)，这类参数将在同一行中多次出现，也有部分参数为几秒采样1次(最小0.5Hz)，这类参数则隔几行出现1次。

S12：提取判定飞机接地时间点所需要的参数数据。

S2：对提取的QAR参数进行数据清洗；

原始QAR数据由于译码错位或采集误差等因素，会存在部分数据字段错位或信息缺失等明显异常情况。结合异常数据所处时间点附近一段时间内，飞机状态的所有参数数据，对异常数据进行识别、删除和推断补全。

异常数据识别范围：CSV文件不完整，没有从起飞到着陆的全过程；CSV文件为出发地和目的地都相同的飞行训练数据；译码输出的CSV文件参数错位，即在参数1那一列中的某一行，显示参数2的数据；参数取值超出理论取值范围；参数取值出现不合逻辑的跳变等。

删除操作：对于上述提到的CSV文件格式异常情况，视作无效数据而弃用；对于CSV文件本身格式正确，仅是参数取值偶有异常的数据，仅删去CSV文件中的异常数据，之后结合其他参数推断补全。

推断补全的方法：对于速度、经纬度、高度等连续数值类参数，一般取前后平均值；对于襟翼状态、缝翼状态等离散的状态类参数，一般取前值或后值填充。

S3：基于S2，提取着陆阶段的QAR数据；

S31：针对飞行参数的取值对飞行阶段进行划分，飞行参数包括发动机转速、纵向加速度、空速、地速、垂直速度、襟翼状态、缝翼状态、高度和俯仰角；

S32：选取着陆阶段的参数数据。

S4：分别提取无线电高度、起落架空地电门状态、扰流板位置、纵向加速度和无线电高度五种类型参数的最高频率数据；

S5：将五种类型参数的除最高频率数据外的其他数据分别处理为与对应的最高频率数据相同的频率，这些数据的频率从一秒一次到一秒八次不等，因此需要提升低频数据的频率至与最高频率数据一致，保证接地时间点的精确度更高。

对于不同数据采用不同的升频处理方法，如：起落架空地电门状态采用前值填充；扰流板位置采用线性插值(前后均值)；纵向加速度采用下降率推算每帧数据所占比例，然后按比例分配；无线电高度采用下降率计算结合二次样条插值的方法。

对于起落架空地电门状态等离散的状态类参数，一般取前值填充，具体为：若将1HZ的数据升频为8HZ，则在[n,n+1]区间内等距插入7个点，每个点的值都与n相等；连续数值类参数分为两种，对于扰流板位置等不能通过其他参数推断的，一般采用线性插值(前后均值)；对于纵向加速度、无线电高度等可由其他参数推断(可由下降率推断)的，一般通过下降率推断(类似于多维参数融合的轨迹修正中，用地速修正经纬度的推断方法)。

应用上述方法，提取着陆阶段参数，并进行升频处理，具体如表1所示，其中，每一行代表一个时间点。

表1着陆阶段参数表

S6：以决策条件为依据，判定飞机的接地时间。

S61：从着陆阶段开始之后，找到无线电高度小于3的第一个时间点t_start，作为循环判断开始的时间起点，第10行的无线电高度为0，为第一个无线电高度小于3的时间点，因此从第10行开始，则t_start＝t₁₀；

S62：从t₁₀开始往后遍历每一个时间点，直到遇到一个满足决策条件中任意一个的点，将该点标记为接地点t_TD并输出。

其中，决策条件包括第一条件、第二条件和第三条件，满足任一条件，即为满足决策条件，其中第一条件为：任意从t_start往后遍历的时间点的扰流板位置较上一时间点的扰流板位置发生大于突变值I的变化，突变值I为4-6，本实施例为5；

第二条件为：任意从t_start往后遍历的时间点的纵向加速度较上一时间点的纵向加速度发生大于突变值II的变化，突变值II为0.025-0.035，本实施例为0.03；

第三条件为：任一从t_start往后遍历的时间点发生起落架空地电门状态转换。

t₁₁的纵向加速度较t₁₀变化为0.036，满足第二条件，因此t₁₁为接地时间点，如果按照常规的接地方法判定，则t₁₂为接地时间点，因此，本方法较常规方法的精度较高。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种基于时序QAR参数的接地时间点判定方法，其特征在于：所述判定方法具体为：

S1：提取判定飞机接地时间点所需的QAR参数，包括无线电高度、发动机转速、纵向加速度、空速、地速、垂直速度、襟翼状态、缝翼状态、起落架空地电门状态、扰流板状态、真实高度、俯仰角；

S2：对提取的QAR参数进行数据清洗；

S3：基于S2，提取着陆阶段的QAR数据；

S4：分别提取无线电高度、起落架空地电门状态、扰流板位置、纵向加速度和无线电高度五种类型参数的最高频率数据；

S5：将五种类型参数的除最高频率数据外的其他数据分别处理为与对应的最高频率数据相同的频率；

S6：以决策条件为依据，判定飞机的接地时间，

其中，所述S6具体为：

S61：从着陆阶段开始之后，找到无线电高度小于3的第一个时间点t_start，作为循环判断开始的时间起点；

S62：从t_start开始往后遍历每一个时间点，直到遇到一个满足所述决策条件中任意一个的点，将该点标记为接地点t_TD并输出，

所述决策条件为：

所述决策条件包括第一条件、第二条件和第三条件，满足任一条件，即为满足所述决策条件；

所述第一条件为：任意从t_start往后遍历的一个时间点的扰流板位置较上一时间点的扰流板位置发生大于突变值I的变化，所述突变值I为4-6；

所述第二条件为：任意从t_start往后遍历的一个时间点的纵向加速度较上一时间点的纵向加速度发生大于突变值II的变化，所述突变值II为0.025-0.035；

所述第三条件为：任意从t_start往后遍历的一个时间点发生起落架空地电门状态转换。

2.根据权利要求1所述的基于时序QAR参数的接地时间点判定方法，其特征在于：所述S1具体为：

S11：对民用航空器中的QAR参数进行译码解析，得到一个CSV文件；

S12：提取判定飞机接地时间点所需要的参数数据。

3.根据权利要求1所述的基于时序QAR参数的接地时间点判定方法，其特征在于：所述S3具体为：

S31：针对飞行参数的取值对飞行阶段进行划分，所述飞行参数包括发动机转速、纵向加速度、空速、地速、垂直速度、襟翼状态、缝翼状态、高度和俯仰角；

S32：选取着陆阶段的参数数据。

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