[发明专利]一种基于SVM的低空空域通航飞机冲突检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通航飞机冲突检测方法，尤其涉及一种基于SVM(支持向量机)的低空空域通航飞机冲突检测方法。

背景技术

近些年来，随着航空事业的蓬勃发展，国内飞机的数目与日俱增，空域内航线日益密集，飞行器流量日益加大，这就造成了空域变得越来越拥挤，拥挤意味着冲突。无论是航线设定过密，还是飞机本身故障或是风力等环境因素，都可能造成飞机发生碰撞冲突。由于飞机运输的特殊性，一旦飞机在空中发生冲突，就很难保证乘客人身及财产安全。另外，如不能有效地疏通这种拥挤，也会降低空域资源的利用率，极大地阻碍国家航空事业的发展。因此，能够提前预知冲突的发生，并及早地采取有效的防范措施就显得尤为重要。

为了解决上述问题，相关机构在飞机飞行过程中的各个阶段以及不同原因引起的冲突分别进行研究，例如，在申请号为201310323633.1的中国发明专利申请中公开了一种基于A-SMGCS系统的滑行道冲突检测方法，可以有效地检测飞机在滑行过程中产生的冲突，及时采取相应措施；在申请号为201110120282.5的中国发明专利申请中公开了一种空中目标的冲突检测方法，可以有效地检测飞机在高空飞行过程中产生的冲突，使得飞行员较早获知飞机发生的冲突和碰撞的可能性，及时调整飞行方案，避免冲突发生；在申请号为201210368083.0的中国发明专利申请中公开了一种飞行冲突解脱方法及装置，可以有效地检测由于飞机延迟产生的冲突。上述研究能很好地检测冲突发生的可能性，使飞行员提前采取措施，降低飞行风险。

但是对于低空空域的冲突探测问题，并没有相应的研究。低空空域的冲突探测问题一般为短期问题，飞机速度相对较慢，飞行自由度高且飞行环境复杂。按照传统TCAS冲突探测逻辑，在进行解脱机动时，如果两架飞机的距离相对较近，那么所执行的规避机动相对剧烈。如果在更广的范围进行冲突检测，提前向飞行员提供当前的交通态势，有利于飞行员提前进行判断处理，能够有效避免近距离的剧烈规避机动。但是，由于低空空域的不确定性，在远距离进行传统的线性外推具有较大的难度和不确定性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于SVM的低空空域通航飞机冲突检测方法。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种基于SVM的低空空域通航飞机冲突检测方法，包括如下步骤：

S1，通过选取核函数及其参数构建SVM模型；

S2，获取目标飞机和本机的信息，并对所述信息进行预处理，通过预处理得到目标飞机与本机的相对信息；

S3，将预处理得到的目标飞机与本机的相对信息输入SVM模型，通过SVM模型对输入的相对信息进行分类，并根据分类设定预测值；

S4，参照前一段时间的预测结果，对预测值进行移动平均加权，得到最终预测值，根据最终预测值判断目标飞机是否对本机产生冲突。

其中较优地，在步骤S1中，所述参数包括惩罚因子和径向基函数。

其中较优地，在步骤S1中，选取核函数的参数，包括如下步骤：

S11，设定种群规模、迭代次数、搜索空间大小和速度，根据限制随机初始化粒子的位置X＝(X₁,X₂,...,X_n)和速度V＝(V₁,V₂,...,V_n)；

S12，根据每个粒子的位置X_i＝(x_i1,x_i2)对SVM模型进行训练，将交叉验证的正确率作为所述粒子的适应度，位置X_i＝(x_i1,x_i2)的横纵坐标分别代表惩罚因子和径向基函数；

S13，根据每个粒子的适应度，与所述粒子历史位置上的适应度相比较，将适应度高的作为新的个体极值P_i＝(P_i1,P_i2,...,P_iD)；

S14，根据每个粒子的适应度和所有粒子经过的最优适应度相比较，将适应度高的作为新的全局极值P_g＝(P_g1,P_g2,...,P_gD)；

S15，根据粒子的速度和位置更新公式对粒子进行更新；