[发明专利]一种基于分布式组合传感器网络的座舱污染物监测方法

说明书

本发明公开了一种基于分布式组合传感器网络的座舱污染物监测方法，用以提高座舱污染物测量的准确性和可靠性。所述方法包括：在待测座舱中建立分布式组合传感器网络，所述分布式组合传感器网络中的每个节点设置有用于监测同一种指定污染物但测量原理不同的主、辅传感器；对各节点初始化；各节点的主、辅传感器分别测量并计算传感器测量值误差；各节点确定自身的节点信息并传播至邻居节点；对各节点的传感器测量值误差和其邻居节点信息进行一致性卡尔曼滤波得到各节点传感器的最优误差估计值；采用传感器的最优误差估计值校正相应节点的相应主传感器测量值，得到相应节点的指定污染物浓度值。该方法提高了座舱污染物监测的准确性和可靠性。

技术领域

本发明飞机座舱环境监测领域，特别涉及一种基于分布式组合传感器网络的座舱污染物监测方法。

背景技术

气密式的增压座舱保证了旅客和机组成员在高空恶劣环境中安全飞行。随着航空工业的不断发展，民航各方面对座舱内的环境质量也提出了更高的要求，各国家和地区在相应的民航标准中都明确规定了相关环境参数的限值。然而这些标准只针对温度、压力和湿度等基础环境参数，唯一规定的污染物指标——烟雾也只是作为火灾监测的一种辅助手段。可实际情况是：飞机座舱空间狭小封闭、人员密集，未及时发现的污染物将在数小时的飞行时间内对旅客和机组成员造成直接侵害。安全舒适的座舱环境是旅客选择航空公司航班的重要因素，也是长期工作在其中的机组成员身体健康的必要保障，特别是新出厂的飞机是否能够满足乘客在飞机上的舒适度，可以为座舱环境的适航审定提供一种研究方法。

国内外近年来都针对飞机座舱污染物开展了相关的实测工作，在对座舱内污染物监测过程中，由于局部单个传感器过分灵敏，在噪声干扰下测量结果存在较大误差且经常出现误报警。实际飞行中，一旦发生了严重警告，飞行员必须立刻操纵飞机进行备降，因此误报警将严重影响正常飞行计划，造成大量人力财力的损失。使用增加报警阈值的方法可以减少误报警率，但却产生了严重的安全隐患。

发明内容

本发明提供一种基于分布式组合传感器网络的座舱污染物监测方法，用以提高座舱污染物测量的准确性和可靠性。

本发明提供一种基于分布式组合传感器网络的座舱污染物监测方法，包括：

在待测座舱中建立分布式组合传感器网络；所述分布式组合传感器网络中的每个节点设置有用于监测至少一种指定污染物的传感器，且对于每种指定污染物，设置有不同测量原理的主传感器和辅传感器；

定义各节点的邻居节点，并初始化设置各节点i对应第l种指定污染物的传感器的估计增益阵P_il及状态估计值；

对于每个节点，用于监测同一种污染物的主传感器和辅传感器分别测量，得到当前节点对应第l种指定污染物的主传感器测量值Z_Pil和辅传感器测量值Z_Sil；

根据公式Z_il＝Z_Pil-Z_Sil计算每个节点对应各种指定污染物的传感器测量值误差Z_il；

各节点确定自身的节点信息并传播至邻居节点；所述节点信息包括当前节点对应各种指定污染物的传感器的状态估计值、当前节点对应各种指定污染物的信息向量和信息矩阵；

对于每个节点，根据当前节点对应每种指定污染物的传感器测量值误差Z_il和当前节点的所有邻居节点的节点信息，通过一致性卡尔曼滤波器滤波得到当前节点对应每种指定污染物的传感器的最优误差估计值

对于每个节点，采用当前节点对应第l种指定污染物的传感器的最优误差估计值校正当前节点对应第l种指定污染物的主传感器测量值，得到当前节点的第l种指定污染物浓度值：

其中，i＝1,2,...,N；N为所述分布式组合传感器网络中的节点数；l＝1,2,...,L，L为每个节点监测的指定污染物种类数。