[发明专利]兼容飞行数据驱动的飞行事故模拟方法与系统

说明书

技术领域

本发明公开了兼容飞行数据驱动的飞行事故模拟方法与系统，属于航空模拟的技术领域。

背景技术

飞行事故的分析主要通过飞行记录数据分析、现场勘查、专业人员分析等手段，最终由事故调查专家给出综合的事故原因判断。随着航空科学技术的不断发展，大气扰动、飞机突发系统故障并导致驾驶员错误决断和操纵不当已成为飞行事故的主要诱因。目前，只能通过事故飞行数据的回放来分析驾驶员的决断和操作。

飞行模拟器是一种半物理实时仿真系统，通过飞行动力学模型来模拟飞机在空中和地面的运行。但作为驾驶员飞行训练装备，飞行模拟器不具备飞行数据回放的功能，更无法应用于飞行事故的调查和分析。

当前，飞行事故调查一般采取事故飞行数据回放的手段，“用数据说话”，已成为民航界的共识。飞行数据属于一种时间序列，但其记录的飞行状态和驾驶员操作输入之间隐含着飞行动力学机理。随着人为因素成为导致飞行事故的首要诱因，单纯从飞行数据的角度进行事故调查，有时不能获得对事故原因的准确判断，须要通过动力学仿真来辅助进行事故的推演和分析。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了兼容飞行数据驱动的飞行事故模拟方法与系统，通过动力学仿真来辅助进行事故的推演和分析，实现了飞行事故的高逼真度模拟，解决了单纯从飞行数据的角度进行事故调查有时不能获得对事故原因的准确判断的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

兼容飞行数据驱动的飞行事故模拟方法，对FDR或QAR导入的数据进行实时分析以获得飞行数据并提取关键事件，根据事故飞机建模数据建立全量非线性飞行动力学模型，飞行动力学模型在飞行数据驱动模式下根据事故前任意初始飞行状态进行实时仿真，在人工操纵驾驶舱时采用时间同步机制切换飞行动力学模型至模型驱动模式，根据人工操纵的时间节点快速检索关键事件以确定模型驱动模式下的仿真事件。

作为兼容飞行数据驱动的飞行事故模拟方法的进一步优化方案，对FDR或QAR导入的数据进行实时分析以获得包含但不限于驾驶舱各类操纵量、飞行状态、发动机状态、飞行管理和自动飞行系统状态的飞行数据。

作为兼容飞行数据驱动的飞行事故模拟方法的进一步优化方案，建立的全量非线性飞行动力学模型包含但不限于以下对应于飞机子系统的子模型：飞机气动模型、发动机和推进系统模型、起落架和地面模型、飞行操纵和飞行控制系统模型、飞行管理系统模型、大气扰动环境模型。

作为兼容飞行数据驱动的飞行事故模拟方法的再进一步优化方案，飞行动力学模型在飞行数据驱动模式下根据事故前任意初始飞行状态进行实时仿真，具体为：根据飞行数据配平各子模型并设置各子模型仿真的粗细粒度可调，与飞行事故无关的飞机子系统调用粗粒度模型，与飞行事故有关的飞机子系统调用细粒度模型。

作为兼容飞行数据驱动的飞行事故模拟方法的进一步优化方案，在人工操纵驾驶舱时采用时间同步机制，并通过软件切换方式或硬件切换方式切换飞行动力学模型至模型驱动模式。

兼容飞行数据驱动的飞行事故模拟系统，包括：

FDR/QAR数据库，存储FDR/QAR数据，

飞机建模数据库，存储飞机建模数据，及

处理器，对从FDR/QAR数据库导入的数据进行实时分析以获得飞行数据并提取关键事件，根据事故飞机建模数据建立全量非线性飞行动力学模型，飞行动力学模型在飞行数据驱动模式下根据事故前任意初始飞行状态进行实时仿真，在人工操纵驾驶舱时采用时间同步机制切换飞行动力学模型至模型驱动模式，根据人工操纵的时间节点快速检索关键事件以确定模型驱动模式下的仿真事件。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：一方面可以通过飞行数据驱动飞行实时仿真系统，将飞行事故环境下飞机的各项操纵和飞行状态变化以数据形式再现，实现常规的辅助飞行事故分析的功能；另一方面，通过硬件开关或软切换方法，设想在发生事故前，加入事故调查专家的经验判断，将系统从飞行数据驱动方式切换为人工操纵实时仿真方式，实现一种“假设-验证”的事故推演分析方法。

附图说明

图1为飞行事故仿真模型。

图2为兼容飞行数据驱动的飞行事故模拟系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明。