[发明专利]一种基于聚类分析法的空中交通管制模拟仿真异常检测方法和装置

权利要求书

1.一种空中交通管制模拟仿真异常检测方法，其特征在于，包括：

步骤1：采集样本数据，通过雷达管制模拟机收集不同等级的管制员在不同仿真测试环境中输入参数的样本数据；

步骤2：基于样本数据，利用聚类分析法构建管制员操作参数档案；

步骤3：采集模拟数据，通过雷达管制模拟机采集管制员输入参数的实时模拟数据；

步骤4，参照管制员操作参数档案，对所述管制员输入参数的实时模拟数据按照聚类处理算法进行相似度计算，得到最小相似度值；

步骤5：若所述最小相似度值小于预定的阈值，提示管制员模拟操作异常。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中的管制员输入参数类型包括管制通行性参数、管制复杂性参数、管制安全性参数、管制经济性参数、管制工作负荷参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述管制通行性参数包括管制员仿真测试的时长、扇区航行里程、扇区航行时间、扇区交通流密度，所述管制复杂性参数包括扇区航空器爬升次数、扇区航空器下降次数、扇区航空器改速次数、扇区航空器改行次数，所述管制安全性参数包括扇区短期冲突告警频率、扇区最低安全高度告警频率，所述管制经济性参数包括扇区内航空器排队长度、航空器延误架次率、航空器延误时间、航空器平均延误时间，所述管制工作负荷参数包括陆空通话信道占用率、陆空通话次数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1和步骤2之间还设有样本数据无量纲处理步骤，具体如下：

令第i个样本的第j项参数的实际值为x_i,j，y_i,j为无量纲化处理后的参数值，为第j项参数的均值，s_j为第j项参数的标准差，则对于正向参数，对于逆向参数，先取其倒数或取负使其正向化，再使用上述公式对其进行无量纲化处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：

步骤2.1：初始化类

基于样本无量纲化参数值，制定聚类数目k，并确定每一类的初始类中心点；

步骤2.2：根据距离最近原则分类

计算每个样本到k个类中心点的之间的欧几里德距离，并按照聚类中心点距离最短的原则将所有数据分类，形成k个类，依次计算各类中变量的均值，并以均值作为新的k个类的类中心点；

步骤2.3：聚类分析结果输出

计算新确定的类中心点距上个类中心点之间的偏移量，当最大偏移量大于设定值时，返回步骤2.2，否则聚类结束得到k个类，从而得到管制员操作参数档案。