[发明专利]一种基于概率模型的飞机结冰强度指数预测方法

摘要

本发明涉及一种基于概率模型的飞机结冰强度指数预测方法，采用均匀分布、正态分布来处理飞行速度和高度、飞行高度的气压、露点温度和气温等参数的测量以及分析中的不确定性，并采用Monte Carlo的抽样方法来进行模拟计算，最终获得结冰强度指数的概率值。本发明克服现有飞机结冰强度预测技术中未考虑参数自身波动以及参数测量误差的不足，改变在结冰预测模型中，将V、P、P₀、T_d、T、H等参数均为确定值的传统做法，采用概率论的角度来分析事件(G₁＜0)，以达到合理地评估飞机在恶劣飞行气象下出现结冰的可能性程度，使得在飞机结冰强度的预测上达到更高的精度，为飞行员在结冰气象环境下选择合适有效的驾驶操作提供指导，以提高飞机飞行的安全性。

主权项

一种基于概率模型的飞机结冰强度指数预测方法，其特征在于步骤如下：步骤1、建立飞机结冰因子的预报方程：$y=4.9335+0.002016V+0.00818(P-P_0)-4.4358\×{10}^{ab(T_d-T)/(b+T_d)(b+T)}+0.2839H$其中：V为飞行速度、单位km·h^‑1，H为飞行高度、单位km，P₀和P分别为0℃和H高度上的气压、单位hPa，T_d为飞行高度上的露点温度，T为飞行高度的气温，a、b为参数，具体为a＝7.5，b＝237.3；步骤2、建立飞机结冰事件的判别公式：$\begin{array}{c}{G}_1=y-2.98\\ =1.9535+0.002016V+0.00818(P-P_0)-4.4358\·{10}^{ab(T_d-T)/(b+T_d)(b+T)}+0.2839H\end{array}$当G₁＞0反映飞机不结冰，G₁＜0反映飞机会出现结冰；③将步骤3、建立G₁＜0的联合概率密度函数h_x(x)：将判别公式中的参数V、P、P₀、T_d、T和H视为随机变量，以x₁、x₂、x₃、x₄、x₅和x₆进行表征；随机变量x对应的的概率密度函数为f(x)，以向量x来代替变量(x₁,x₂,x₃,x₄,x₅,x₆)，则变量的联合概率密度函数h_x(x)为步骤4：对联合概率密度函数在G₁＜0的变量空间积分得到结冰概率P_G1(G₁＜0)$P_{G_1}(G_1\<0)={\∫}_{-\mathrm{\∞}}^{+\mathrm{\∞}}...{\∫}_{-\mathrm{\∞}}^{+\mathrm{\∞}}I\[\·\]h_x\left(x\right)dx$其中：I[·]是指示函数，满足$I\[\·\]=\left\{\begin{array}{cc}0& G_1\≥0\\ 1& G_1\<0\end{array}\right.;$步骤5：采用Monte Carlo法对积分公式进行抽样模拟以得到飞机结冰概率值P_G1(G₁＜0)。