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基于航迹聚类的终端区飞行程序轨迹表示

四川大学学报（工程科学版） 2016年第6期48卷 188-196页

作者：徐涛陈雪蕊吕宗平中国民航大学计算机科学与技术学院天津300300 中国民航信息技术科研基地天津300300

为了定量评估飞行员严格按照规定的飞行程序执行飞行任务的能力，对终端区飞行程序轨迹的表示方法进行研究。通常终端区范围内一条真实的航迹约有150个航迹点，而标准飞行程序仅使用4～9个航路点表示，不足以描述一条完整的航迹。针对... 详细信息

为了定量评估飞行员严格按照规定的飞行程序执行飞行任务的能力，对终端区飞行程序轨迹的表示方法进行研究。通常终端区范围内一条真实的航迹约有150个航迹点，而标准飞行程序仅使用4～9个航路点表示，不足以描述一条完整的航迹。针对这一问题，提出了基于航迹间面积加权的航迹相似性度量方法，并利用CURE算法实现航迹聚类。通过比较聚类集平均航迹和代表航迹分别与标准飞行程序的关系，建立了飞行程序轨迹表示模型。最后利用某大型国际机场的一条标准离场飞行程序以及实际运行航迹对提出的方法进行验证，实验表明，本文所述方法能更好地实现航迹聚类，并可准确地表示飞行程序轨迹，为分析与评估飞行员飞行品质提供理论基础和实践应用参考。

关键词：飞行程序航迹相似性 CURE算法航迹聚类平均航迹

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基于航迹点法向距离的航迹聚类研究

系统工程与电子技术 2015年第9期37卷 2198-2204页

作者：徐涛李永祥吕宗平中国民航大学计算机科学与技术学院天津300300 中国民航大学中国民航信息技术科研基地天津300300

随着民航业的飞速发展,机场噪声污染问题越来越严重,研究航迹聚类对机场噪声预防治理工作具有重要意义。现有航迹聚类算法所采用的航迹点对选取方式,无法实现所选航迹点对在空间上的对应,严重影响聚类效果。针对这一问题,提出一种基于... 详细信息

随着民航业的飞速发展,机场噪声污染问题越来越严重,研究航迹聚类对机场噪声预防治理工作具有重要意义。现有航迹聚类算法所采用的航迹点对选取方式,无法实现所选航迹点对在空间上的对应,严重影响聚类效果。针对这一问题,提出一种基于航迹点法向距离的航迹聚类模型。该模型采用航迹点法向距离作为航迹相似性度量方法,有效地解决了因飞机速度差异引起的航迹点对选取不匹配问题。通过K-medoids聚类算法对航迹进行二维和三维聚类,使用Davies Bouldin(DB)指标、Dunn指标对聚类结果进行评价。实验表明,提出的模型能够更好地度量航迹之间的相似性,航迹聚类效果更好,从而验证了该模型的合理性和有效性。

关键词：航迹相似性航迹聚类 K—medoids 聚类有效性评价噪声预测

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基于LOFC时间窗分割算法的航迹聚类研究

南京航空航天大学学报 2018年第5期50卷 661-665页

作者：王莉莉彭勃中国民航大学天津市空管运行规划与安全技术重点实验室天津300300

针对传统聚类算法在聚类过程中缺乏时间信息而仅考虑三维坐标点的聚类,同时未考虑航空器运行速度和航向变化对聚类结果的影响,以及由于二次雷达机载设备、地面设备和信号遮挡等原因造成的实测数据源中存在离群点异常数据,离群点很难被... 详细信息

针对传统聚类算法在聚类过程中缺乏时间信息而仅考虑三维坐标点的聚类,同时未考虑航空器运行速度和航向变化对聚类结果的影响,以及由于二次雷达机载设备、地面设备和信号遮挡等原因造成的实测数据源中存在离群点异常数据,离群点很难被有效识别出来从而使得非正常航迹点的影响放大,得不到理想的聚类效果等问题。本文提出LOFC算法,引入时间窗分割概念,将航空器进场平均速度值和航向变化值作为确定聚类簇大小的影响因子对进场航空器航迹点数量进行分割,引入离群点检测以及离群点剔除率等概念对离群点进行识别和剔除。对进场二次雷达数据仿真分析,从仿真结果中可以看出,新算法能有效地对离群点进行识别和剔除,当影响因子α取值为0.7时,航迹的曲率最小,得到的中心航迹的平滑程度最佳,验证了新算法对于聚类和离群点识别与剔除具有可行性和优越性。

关键词：航迹聚类 LOFC算法时间窗分割离群点

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面向机场噪声预测的多噪声因素航迹聚类

计算机工程与设计 2015年第12期36卷 3349-3354页

作者：吕宗平李永祥徐涛中国民航信息技术科研基地天津300300 中国民航大学计算机科学与技术学院天津300300

现有的噪声预测模型主要采用机器学习的方法预测单一噪声监测点,无法从全局上对噪声的影响范围和大小进行整体评估和预测。为此,提出一种基于航迹间面积的航迹相似性度量方法,结合航迹数据、飞行速度、飞机发动机推力等因素,构建适合机... 详细信息

现有的噪声预测模型主要采用机器学习的方法预测单一噪声监测点,无法从全局上对噪声的影响范围和大小进行整体评估和预测。为此,提出一种基于航迹间面积的航迹相似性度量方法,结合航迹数据、飞行速度、飞机发动机推力等因素,构建适合机场噪声预测的多噪声影响因素航迹聚类模型。将使用该模型获得的聚类结果导入机场噪声预测模型软件INM(integrated noise model),实验分析结果表明,簇内航迹对机场周围的噪声影响范围和大小相似,能够更好地度量航迹之间的相似性,航迹聚类效果更好。

关键词：航迹相似性航迹聚类 K-medoids 聚类有效性评价噪声预测

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航迹点特征的时间窗分割算法的航迹聚类

空军工程大学学报（自然科学版） 2018年第3期19卷 19-23页

作者：王莉莉彭勃天津市空管运行规划与安全技术重点实验室天津300300

现有航迹聚类算法未考虑到航空器航向变化和高度下降等因素对聚类结果的影响,同时聚类过程中缺乏时间信息,另外实测二次雷达数据中存在离群点异常数据,离群点的存在会影响最终的聚类效果,使得聚类结果不准确。提出基于航迹点特征的时间... 详细信息

现有航迹聚类算法未考虑到航空器航向变化和高度下降等因素对聚类结果的影响,同时聚类过程中缺乏时间信息,另外实测二次雷达数据中存在离群点异常数据,离群点的存在会影响最终的聚类效果,使得聚类结果不准确。提出基于航迹点特征的时间窗分割算法,将航空器进场的航向变化值以及高度下降值作为确定聚类簇大小的影响因素,对进场航空器航迹点数量进行时间窗分割。对真实的进场二次雷达数据仿真分析,从仿真结果中可以看出当影响因子a为0.4时,航迹的曲率最小,聚类效果最好,进而采用层次聚类算法对不同LOF值所对应的航迹点进行聚类,得到最后的聚类结果可以为管制员现场指挥提供技术指导。

关键词：航迹聚类时间窗分割算法离群点 LOF值

基于航迹聚类算法的飞行程序管制适用性及优化研究

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基于航迹聚类算法的飞行程序管制适用性及优化研究

作者：赵龙中国民航大学

学位级别：硕士

飞行程序是保证航空器飞行安全的重要环节,在实际飞行的过程中,标准进离场飞行程序与空中交通管制部门指挥形成的实际进离场轨迹存在较大差异。为了更好地保障航空器运行的安全性、管制适用性,使飞行程序与实际进离场轨迹更加贴合,本文... 详细信息

飞行程序是保证航空器飞行安全的重要环节,在实际飞行的过程中,标准进离场飞行程序与空中交通管制部门指挥形成的实际进离场轨迹存在较大差异。为了更好地保障航空器运行的安全性、管制适用性,使飞行程序与实际进离场轨迹更加贴合,本文利用历史ADS-B数据进行统计和量化分析,把某一机场作为实际案例进行研究,最终将飞行程序进行优化。文中首先分析航空器历史飞行轨迹数据,利用BP神经网络与k-means方法构建航迹聚类模型,分别将进离场轨迹进行航迹信息聚类,得到聚类中心,将其与标准进离场航图进行比对,研究其与现有飞行程序的差异性。在此基础上,提出了单点式飞行航迹偏移的概念,利用线性回归模型与k-means模型共同构建飞行程序适用性探究模型与飞行程序优化模型,从整体上分析了现有程序管制适用性较差的因素,以此对现有飞行程序进行优化设计。最后,为验证飞行程序的可实施性与安全性,对优化后的程序进行了障碍物评估、规范性探究及Air Top仿真工作,利用仿真结果探究新程序的各项指标,证实了新程序具有良好的管制适用性。

关键词：飞行程序历史轨迹航迹聚类管制适用性

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面向机场噪声预测的航迹聚类研究及应用

面向机场噪声预测的航迹聚类研究及应用

作者：李永祥中国民航大学

学位级别：硕士

民航业的快速发展,带来了日益严重的机场周边噪声污染问题。航迹决定了机场噪声的分布模式,因此航迹在噪声预测、评估中起着关键的作用。机场的运行积累了海量的航迹数据,直接利用海量航迹数据进行噪声预测、噪声评估、航迹优化等研究,... 详细信息

民航业的快速发展,带来了日益严重的机场周边噪声污染问题。航迹决定了机场噪声的分布模式,因此航迹在噪声预测、评估中起着关键的作用。机场的运行积累了海量的航迹数据,直接利用海量航迹数据进行噪声预测、噪声评估、航迹优化等研究,易导致研究方法的复杂以及预测结果的不理想。因此研究航迹聚类对机场噪声预防治理工作具有重要的意义。现有航迹聚类算法所采用的航迹点对选取方式,无法实现所选航迹点对在空间上的对应,严重影响聚类效果。本文在研究航迹数据特征的基础上提出一种基于航迹点法向距离的航迹聚类模型。通过K-medoids聚类算法对航迹进行二维和三维聚类,使用Davies Bouldin(DB)指标、Dunn指标对聚类结果进行评价。最后,将利用该模型获得的航迹聚类结果导入NoiseMap工具进行分析,验证了该模型的合理性和有效性。为了从全局上对机场噪声的影响范围和大小整体评估和预测。本文提出一种更加精细基于航迹间面积的航迹相似性度量方法,结合航迹数据、飞行速度、飞机发动机推力、气象数据等因素构建适合机场噪声预测的航迹聚类模型。将该模型获得的聚类结果导入INM工具进行分析,通过实验验证分析,簇内航迹对机场周围的噪声影响范围和大小相似。本文在研究机场运行与噪声数据的基础上,利用面向机场噪声预测的多噪声影响因素航迹聚类模型,分析航迹聚类结果在机场噪声预测与机场噪声等值线绘制上的应用。筛选北京首都机场2014第二季度的航迹数据进行试验验证与分析,结果表明,该模型减少了INM航迹导入的数量,INM噪声等值线的计算更加高效,同时不降低噪声预测的精度水平。

关键词：航迹相似性航迹聚类 K-medoids聚类聚类有效性评价机场噪声预测

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一种空中目标航迹聚类方法研究

现代防御技术 2020年第1期48卷 19-25页

作者：梁复台李宏权孟庆文蔡莉空军预警学院预警情报系湖北武汉430019 中国人民解放军31121部队江西南昌330000

针对目前传统航迹聚类方法的不足,提出一种空中目标航迹聚类方法。首先提出一种航迹自适应拟合算法,对空中目标航迹进行拟合提取航迹特征;然后,在所提取的航迹特征基础上提出基于k-means算法的航迹聚类方法,通过对航迹特征点及拟合曲线... 详细信息

针对目前传统航迹聚类方法的不足,提出一种空中目标航迹聚类方法。首先提出一种航迹自适应拟合算法,对空中目标航迹进行拟合提取航迹特征;然后,在所提取的航迹特征基础上提出基于k-means算法的航迹聚类方法,通过对航迹特征点及拟合曲线的聚类,将同一类航迹聚类形成相似航迹簇;最后通过实验仿真,验证了该聚类方法的有效性。

关键词：空中目标航迹聚类特征提取曲线拟合 k-means 仿真

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基于ST DBSCAN的航迹聚类实现

电子技术应用 2022年第5期48卷 125-128页

作者：朱瑜亮中国电科集团第十研究所四川成都610036

针对现有飞行目标的航迹聚类算法的不足,提出的一种可对任意形状的航迹聚类,且不需提前划分聚类目标个数,可解决时空域航迹数据的聚类方法。通过航迹信息中的空间坐标以及时间信息,扫描选取航迹数据中的任意未标记点,进行时间域上的邻... 详细信息

针对现有飞行目标的航迹聚类算法的不足,提出的一种可对任意形状的航迹聚类,且不需提前划分聚类目标个数,可解决时空域航迹数据的聚类方法。通过航迹信息中的空间坐标以及时间信息,扫描选取航迹数据中的任意未标记点,进行时间域上的邻近点扫描,再对时间邻域内的点进行空间域扫描,通过时空域内邻近点迹的数量将相同目标的航迹形成簇,并通过数据仿真验证本聚类方法的有效性。

关键词：空中目标航迹聚类 ST DBSCAN 仿真聚类参数

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