本技術(shù)涉及航空導(dǎo)航，尤其涉及一種全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、全向信標(biāo)設(shè)備是現(xiàn)代航空無線電導(dǎo)航中廣泛使用的一種地面設(shè)備，在20世紀(jì)60年代開始大量應(yīng)用，其具有精度高、指示穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，是目前民用航空可信賴的陸基導(dǎo)航系統(tǒng)之一。因?yàn)槟壳按蠖鄶?shù)運(yùn)輸類飛機(jī)均裝備了全向信標(biāo)接收機(jī)，所以一定規(guī)模的全向信標(biāo)臺網(wǎng)仍需要維持和新建，用于支持終端和航路的運(yùn)行。

2、由于全向信標(biāo)設(shè)備有著運(yùn)行年限長、特殊運(yùn)行條件和維護(hù)保障等相關(guān)指標(biāo)要求，目前通常在故障出現(xiàn)時或是在間隔一定的時間對全向信標(biāo)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，由此導(dǎo)致全向信標(biāo)設(shè)備在出現(xiàn)問題時才進(jìn)行維護(hù)，因此現(xiàn)有的全向信標(biāo)設(shè)備的維護(hù)效率較低，由此降低了航空無線電導(dǎo)航的安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例提供一種全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測的方法及系統(tǒng)，用于提高全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測的準(zhǔn)確度。

2、本發(fā)明實(shí)施例提供一種全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測的方法，所述方法應(yīng)用于全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：全向信標(biāo)設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備，所述全向信標(biāo)設(shè)備包括全向信標(biāo)地面臺、全向信標(biāo)接收機(jī)，所述全向信標(biāo)地面臺設(shè)置所在機(jī)場的預(yù)置范圍內(nèi)，所述全向信標(biāo)接收機(jī)設(shè)置在飛機(jī)內(nèi)，所述方法包括：

3、通過所述監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測獲取所述全向信標(biāo)地面臺的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及獲取所述全向信標(biāo)地面臺的運(yùn)行數(shù)據(jù)；

4、運(yùn)行在飛機(jī)內(nèi)的全向信標(biāo)接收機(jī)根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)和所述運(yùn)行數(shù)據(jù)分別計(jì)算運(yùn)行飛機(jī)的相對位置；

5、基于所述運(yùn)行飛機(jī)的絕對位置以及所述相對位置確定所述全向信標(biāo)設(shè)備是否出現(xiàn)異常；

6、若所述全向信標(biāo)設(shè)備出現(xiàn)異常，則獲取所述全向信標(biāo)地面臺或所述全向信標(biāo)接收機(jī)在預(yù)置時間段的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)；以及在所述預(yù)置時間段對應(yīng)的歷史氣候數(shù)據(jù)；

7、根據(jù)所述預(yù)置時間段的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史氣候數(shù)據(jù)確定特征向量矩陣；所述特征向量矩陣的每行數(shù)據(jù)為對應(yīng)時間的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史氣候數(shù)據(jù)；

8、將所述特征向量矩陣輸入到全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測模型，預(yù)測得到所述全向信標(biāo)設(shè)備的維護(hù)時間；所述全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測模型是根據(jù)連續(xù)n天的樣本數(shù)據(jù)以及對應(yīng)的維護(hù)時間標(biāo)簽訓(xùn)練得到的，所述樣本數(shù)據(jù)包括連續(xù)n天的歷史氣候數(shù)據(jù)以及全向信標(biāo)設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。

9、在本發(fā)明提供的一個可選實(shí)施例中，所述運(yùn)行在飛機(jī)內(nèi)的全向信標(biāo)接收機(jī)根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)和所述運(yùn)行數(shù)據(jù)分別計(jì)算運(yùn)行飛機(jī)的相對位置，包括：

10、分別獲取所述運(yùn)行數(shù)據(jù)和所述監(jiān)測數(shù)據(jù)中的相位固定的基準(zhǔn)信號以及圍繞所述全向信標(biāo)地面臺的角度相位連續(xù)變化的可變相位信號；

11、通過所述運(yùn)行數(shù)據(jù)對應(yīng)的所述基準(zhǔn)信號和所述可變相位信號的相位差計(jì)算運(yùn)行飛機(jī)的第一相對位置；

12、通過所述監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)的所述基準(zhǔn)信號和所述可變相位信號的相位差計(jì)算運(yùn)行飛機(jī)的第二相對位置。

13、在本發(fā)明提供的一個可選實(shí)施例中，所述基于所述運(yùn)行飛機(jī)的絕對位置以及所述相對位置確定所述全向信標(biāo)設(shè)備是否出現(xiàn)異常，包括：

14、計(jì)算所述運(yùn)行數(shù)據(jù)和所述監(jiān)測數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)差值絕對值；

15、若所述數(shù)據(jù)差值絕對值小于第二預(yù)置數(shù)值，則計(jì)算所述運(yùn)行飛機(jī)的第一絕對位置與所述第一相對位置的第一位置偏差；

16、若所述第一位置偏差大于第一預(yù)置數(shù)值，則確定所述全向信標(biāo)地面臺出現(xiàn)異常；

17、若所述第一位置偏差小于或等于所述第一預(yù)置數(shù)值，則計(jì)算所述運(yùn)行飛機(jī)的第二絕對位置與所述第二相對位置的第二位置偏差；

18、若所述第二位置偏差大于第一預(yù)置數(shù)值，則確定所述全向信標(biāo)接收機(jī)出現(xiàn)異常；

19、若所述數(shù)據(jù)差值絕對值大于或等于第二預(yù)置數(shù)值，則確定所述全向信標(biāo)地面臺的預(yù)置范圍內(nèi)出現(xiàn)干擾信號。

20、在本發(fā)明提供的一個可選實(shí)施例中，所述若所述全向信標(biāo)設(shè)備出現(xiàn)異常，則獲取所述全向信標(biāo)地面臺或所述全向信標(biāo)接收機(jī)在預(yù)置時間段的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括：

21、若所述全向信標(biāo)地面臺出現(xiàn)異常，則獲取所述全向信標(biāo)地面臺在預(yù)置時間段的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)；

22、若所述全向信標(biāo)接收機(jī)出現(xiàn)異常，則獲取所述全向信標(biāo)接收機(jī)在預(yù)置時間段的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。

23、在本發(fā)明提供的一個可選實(shí)施例中，所述根據(jù)所述預(yù)置時間段的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史氣候數(shù)據(jù)確定特征向量矩陣，包括：

24、若所述全向信標(biāo)地面臺出現(xiàn)異常，則從所述歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中提取載波正向功率、載波反向功率、上邊帶功率、下邊帶功率、信號頻譜，以及從所述歷史氣候數(shù)據(jù)中提取溫度、相對濕度和場所氣壓；

25、將提取的載波正向功率、載波反向功率、上邊帶功率、下邊帶功率、信號頻譜以及提取溫度、相對濕度和場所氣壓以天為單位轉(zhuǎn)換為特征向量；

26、對轉(zhuǎn)換的特征向量按照時間先后順序進(jìn)行排列得到所述特征向量矩陣。

27、在本發(fā)明提供的一個可選實(shí)施例中，所述根據(jù)所述預(yù)置時間段的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史氣候數(shù)據(jù)確定特征向量矩陣，包括：

28、若所述全向信標(biāo)接收機(jī)出現(xiàn)異常，從所述歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中提取功率、調(diào)制度、角度；

29、將提取的功率、調(diào)制度、角度轉(zhuǎn)換為特征向量；

30、對轉(zhuǎn)換的特征向量按照時間先后順序進(jìn)行排列得到所述特征向量矩陣。

31、在本發(fā)明提供的一個可選實(shí)施例中，所述將所述特征向量矩陣輸入到全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測模型，預(yù)測得到所述全向信標(biāo)設(shè)備的維護(hù)時間，包括：

32、將所述特征向量矩陣輸入第一子預(yù)測模型中，通過所述第一子預(yù)測模型得到所述特征向量矩陣對應(yīng)的第一數(shù)據(jù)特征及其對應(yīng)的數(shù)據(jù)權(quán)重值；

33、將所述特征向量矩陣輸入第二子預(yù)測模型中，通過所述第一子預(yù)測模型得到所述特征向量矩陣對應(yīng)的第二數(shù)據(jù)特征及其對應(yīng)的數(shù)據(jù)權(quán)重值；

34、將所述第一數(shù)據(jù)特征和所述第二數(shù)據(jù)特征及其分別對應(yīng)的數(shù)據(jù)權(quán)重值輸入到所述全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測模型中，預(yù)測得到所述全向信標(biāo)設(shè)備的維護(hù)時間。

35、在本發(fā)明提供的一個可選實(shí)施例中，所述全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測模型的訓(xùn)練過程為：

36、獲取樣本數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的樣本標(biāo)簽，并根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)確定樣本特征向量矩陣；所述樣本數(shù)據(jù)包括所述全向信標(biāo)地面臺和所述全向信標(biāo)接收機(jī)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史氣候數(shù)據(jù)；

37、將所述樣本特征向量矩陣輸入到第一子預(yù)測模型中，得到所述樣本特征向量矩陣對應(yīng)的第一樣本數(shù)據(jù)特征及其對應(yīng)的數(shù)據(jù)權(quán)重值；

38、將所述樣本特征向量矩陣輸入到第二子預(yù)測模型中，得到所述樣本特征向量矩陣對應(yīng)的第二樣本數(shù)據(jù)特征及其對應(yīng)的數(shù)據(jù)權(quán)重值；

39、將所述第一樣本數(shù)據(jù)特征和所述第二樣本數(shù)據(jù)特征及其分別對應(yīng)的數(shù)據(jù)權(quán)重值輸入到所述全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測模型中，得到所述樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的預(yù)測標(biāo)簽；

40、根據(jù)所述預(yù)測標(biāo)簽和所述樣本標(biāo)簽計(jì)算所述全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測模型的損失值；

41、當(dāng)所述損失值小于預(yù)置數(shù)值時，停止對所述全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測模型的訓(xùn)練。

42、在本發(fā)明提供的一個可選實(shí)施例中，所述將所述第一樣本數(shù)據(jù)特征和所述第二樣本數(shù)據(jù)特征及其分別對應(yīng)的數(shù)據(jù)權(quán)重值輸入到所述全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測模型中，得到所述樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的預(yù)測標(biāo)簽，包括：

43、通過所述第一樣本數(shù)據(jù)特征及其對應(yīng)的數(shù)據(jù)權(quán)重值得到所述樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一預(yù)測標(biāo)簽；通過所述第二樣本數(shù)據(jù)特征及其對應(yīng)的數(shù)據(jù)權(quán)重值得到所述樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的第二預(yù)測標(biāo)簽；

44、通過所述第一樣本數(shù)據(jù)特征和所述第二樣本數(shù)據(jù)特征及其分別對應(yīng)的數(shù)據(jù)權(quán)重值得到所述樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的第三預(yù)測標(biāo)簽；

45、根據(jù)所述第一預(yù)測標(biāo)簽、第二預(yù)測標(biāo)簽和所述第三預(yù)測標(biāo)簽得到所述樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的預(yù)測標(biāo)簽。

46、本發(fā)明實(shí)施例提供一種全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：全向信標(biāo)設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備、預(yù)測設(shè)備，所述全向信標(biāo)設(shè)備包括全向信標(biāo)地面臺、全向信標(biāo)接收機(jī)，所述全向信標(biāo)地面臺設(shè)置所在機(jī)場的預(yù)置范圍內(nèi)，所述全向信標(biāo)接收機(jī)設(shè)置在飛機(jī)內(nèi)：所述預(yù)測設(shè)備包括：

47、獲取模塊，用于獲取所述全向信標(biāo)地面臺的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及獲取所述全向信標(biāo)地面臺的運(yùn)行數(shù)據(jù)；

48、計(jì)算模塊，用于運(yùn)行在飛機(jī)內(nèi)的全向信標(biāo)接收機(jī)根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)和所述運(yùn)行數(shù)據(jù)分別計(jì)算運(yùn)行飛機(jī)的相對位置；

49、所述計(jì)算模塊，還用于基于所述運(yùn)行飛機(jī)的絕對位置以及所述相對位置確定所述全向信標(biāo)設(shè)備是否出現(xiàn)異常；

50、所述獲取模塊，還用于若所述全向信標(biāo)設(shè)備出現(xiàn)異常，則獲取所述全向信標(biāo)地面臺或所述全向信標(biāo)接收機(jī)在預(yù)置時間段的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)；以及在所述預(yù)置時間段對應(yīng)的歷史氣候數(shù)據(jù)；

51、確定模塊，用于根據(jù)所述預(yù)置時間段的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史氣候數(shù)據(jù)確定特征向量矩陣；所述特征向量矩陣的每行數(shù)據(jù)為對應(yīng)時間的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史氣候數(shù)據(jù)；

52、預(yù)測模塊，用于將所述特征向量矩陣輸入到全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測模型，預(yù)測得到所述全向信標(biāo)設(shè)備的維護(hù)時間；所述全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測模型是根據(jù)連續(xù)n天的樣本數(shù)據(jù)以及對應(yīng)的維護(hù)時間標(biāo)簽訓(xùn)練得到的，所述樣本數(shù)據(jù)包括連續(xù)n天的歷史氣候數(shù)據(jù)以及全向信標(biāo)設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。

53、本發(fā)明提供一種全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測的方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：全向信標(biāo)設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備、預(yù)測設(shè)備，全向信標(biāo)設(shè)備包括全向信標(biāo)地面臺、全向信標(biāo)接收機(jī)，全向信標(biāo)地面臺設(shè)置所在機(jī)場的預(yù)置范圍內(nèi)，全向信標(biāo)接收機(jī)設(shè)置在飛機(jī)內(nèi)。預(yù)測設(shè)備首先通過監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測獲取全向信標(biāo)地面臺的監(jiān)測數(shù)據(jù)及獲取全向信標(biāo)地面臺的運(yùn)行數(shù)據(jù)；運(yùn)行在飛機(jī)內(nèi)的全向信標(biāo)接收機(jī)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)分別計(jì)算運(yùn)行飛機(jī)的相對位置；基于運(yùn)行飛機(jī)的絕對位置以及相對位置確定全向信標(biāo)設(shè)備是否出現(xiàn)異常；若全向信標(biāo)設(shè)備出現(xiàn)異常，則獲取全向信標(biāo)地面臺或全向信標(biāo)接收機(jī)在預(yù)置時間段的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及在預(yù)置時間段對應(yīng)的歷史氣候數(shù)據(jù)；根據(jù)預(yù)置時間段的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史氣候數(shù)據(jù)確定特征向量矩陣；將特征向量矩陣輸入到全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間預(yù)測模型，預(yù)測得到全向信標(biāo)設(shè)備的維護(hù)時間。相對于現(xiàn)有在故障出現(xiàn)時或是在間隔一定的時間對全向信標(biāo)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，本技術(shù)基于全向信標(biāo)地面臺的監(jiān)測數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)確定全向信標(biāo)設(shè)備是否出現(xiàn)異常，并在全向信標(biāo)設(shè)備出現(xiàn)異常時，基于預(yù)置時間段的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史氣候數(shù)據(jù)預(yù)測得到全向信標(biāo)設(shè)備的維護(hù)時間，由此通過本技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全向信標(biāo)設(shè)備的維護(hù)時間預(yù)測，從而通過本技術(shù)可以提高全向信標(biāo)設(shè)備維護(hù)時間的準(zhǔn)確度，進(jìn)而提高航空無線電導(dǎo)航的安全性。