本發(fā)明涉及航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，特別涉及一種航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)及分析方法。

背景技術(shù)：

1、在運(yùn)載火箭系統(tǒng)仿真試驗(yàn)中，運(yùn)載火箭系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化，需要模型具有很好的適應(yīng)性，數(shù)據(jù)的分析處理是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

2、同時(shí)，運(yùn)載火箭仿真數(shù)據(jù)通常具有高維度，單一模型難以全面捕捉數(shù)據(jù)特征。試驗(yàn)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)傳統(tǒng)上需要相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行人工判讀分析，占用了大量人力與時(shí)間。

3、傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法，如單一的統(tǒng)計(jì)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)算法或經(jīng)典專家系統(tǒng)，雖然在特定情況下具有一定的效果，但在處理運(yùn)載火箭領(lǐng)域的復(fù)雜數(shù)據(jù)時(shí)，運(yùn)載火箭數(shù)據(jù)分析需要結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)有的方案難以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效融合，不能有效實(shí)現(xiàn)航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效分析。

4、有鑒于此，實(shí)有必要提供一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)及分析方法，能夠?qū)\(yùn)載火箭為典型的航天系統(tǒng)進(jìn)行仿真試驗(yàn)后產(chǎn)生的大量復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的分析，并通過知識(shí)庫的集成，提高數(shù)據(jù)處理的智能化水平。

2、一種航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括：

3、仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫；所述仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)；

4、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊用于對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和標(biāo)準(zhǔn)化處理；

5、專家模型集成模塊；所述專家模型集成模塊中包含多個(gè)針對(duì)不同數(shù)據(jù)分析任務(wù)的專家網(wǎng)絡(luò)；

6、知識(shí)庫；所述知識(shí)庫用于存儲(chǔ)和管理領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，為專家網(wǎng)絡(luò)提供決策支持；

7、門控決策模塊；所述門控決策模塊用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊提取到的關(guān)鍵特征，動(dòng)態(tài)選擇最合適的專家網(wǎng)絡(luò)；

8、結(jié)果融合模塊；所述結(jié)果融合模塊用于整合各個(gè)專家網(wǎng)絡(luò)的分析結(jié)果，形成統(tǒng)一的分析報(bào)告，并以可讀形式輸出。

9、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法，利用所述的航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，包括：

10、將航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)產(chǎn)生的原始仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)庫或用戶界面輸入到航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中；

11、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊將輸入的原始仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)清洗，將其標(biāo)準(zhǔn)化和矢量化；

12、門控決策模塊根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)從專家模型集成模塊中選擇用于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的專家網(wǎng)絡(luò)；

13、利用被選中的專家網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并輸出分析結(jié)果；

14、通過結(jié)果融合模塊將各個(gè)專家網(wǎng)絡(luò)的分析結(jié)果進(jìn)行加權(quán)融合，形成統(tǒng)一的綜合分析報(bào)告，并以可讀形式進(jìn)行分析報(bào)告輸出。

15、優(yōu)選的，在將航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)產(chǎn)生的原始仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)庫或用戶界面輸入到航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中，輸入到航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)包括通過自然語言數(shù)據(jù)、類自然語言數(shù)據(jù)以及格式化的表格數(shù)據(jù)。

16、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊將輸入的原始仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)清洗，將其標(biāo)準(zhǔn)化和矢量化，包括：

17、利用數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊將自然語言數(shù)據(jù)和類自然語言數(shù)據(jù)以及格式化的表格數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；

18、將自然語言數(shù)據(jù)或類自然語言數(shù)據(jù)中的詞匯抽象為識(shí)別符，并將識(shí)別符合并為完整的第一輸入語句；

19、將格式化表格表頭中的各詞匯作為第二輸入語句；

20、將格式化表格中的數(shù)據(jù)直接進(jìn)行矢量化作為第一輸入向量；

21、利用現(xiàn)有經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析算法將格式化表格表頭中的非時(shí)間列進(jìn)行矢量化，作為第二輸入向量。

22、優(yōu)選的，所述門控決策模塊根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)選擇用于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的專家網(wǎng)絡(luò)中，門控決策模塊輸出至專家網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)的表達(dá)式為：

23、?；

24、式中，表示門控決策模塊輸出至專家網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)：表示選擇的專家模塊的規(guī)范化輸入向量；表示門控決策模塊對(duì)于向各個(gè)專家模塊輸入的歸一化輸出權(quán)重；表示對(duì)應(yīng)的第個(gè)專家網(wǎng)絡(luò)。

25、優(yōu)選的，所述門控決策模塊對(duì)于向各個(gè)專家網(wǎng)絡(luò)輸入的歸一化輸出權(quán)重的表達(dá)式為：

26、；

27、式中，為訓(xùn)練得到的權(quán)重向量；為用戶通過用戶界面人為配置的權(quán)重向量；為噪聲；為門控決策模塊的輸入?yún)?shù)。

28、優(yōu)選的，門控決策模塊的輸入?yún)?shù)表達(dá)式為：

29、；

30、其中，

31、；

32、；

33、式中，為第一輸入?yún)?shù)，為第二輸入?yún)?shù)；為從知識(shí)庫中獲得輸入向量在航天專業(yè)詞匯庫中的詞頻率概率向量；為第一輸入語句和第二輸入語句的向量集合；為命中第一輸入語句和第二輸入語句集合中的對(duì)應(yīng)詞匯；為常數(shù)，為根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)人為設(shè)置任意大于0小于1的值；為門控決策模塊的輸入向量構(gòu)成的矩陣；上標(biāo)t為矩陣的轉(zhuǎn)置；，為第一輸入向量；為第二輸入向量；為門控決策模塊從知識(shí)庫中讀取的用于對(duì)比的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

34、優(yōu)選的，所述利用被選中的專家網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，根據(jù)當(dāng)前分析任務(wù)的需求，向知識(shí)庫發(fā)送查詢請(qǐng)求；知識(shí)庫根據(jù)請(qǐng)求，檢索和匹配相關(guān)的知識(shí)條目，并將匹配出的知識(shí)條目推送給專家網(wǎng)絡(luò)。

35、優(yōu)選的，在通過結(jié)果融合模塊將各個(gè)專家網(wǎng)絡(luò)的分析結(jié)果進(jìn)行加權(quán)融合，形成統(tǒng)一的綜合分析報(bào)告，并以可讀形式進(jìn)行分析報(bào)告輸出時(shí)，結(jié)果融合模塊在融合過程考慮不同專家網(wǎng)絡(luò)的分析質(zhì)量和置信度，并分析它們對(duì)當(dāng)前分析任務(wù)的相關(guān)性，將分析結(jié)果以圖形或圖表形式展現(xiàn)。

36、優(yōu)選的，在通過結(jié)果融合模塊將各個(gè)專家網(wǎng)絡(luò)的分析結(jié)果進(jìn)行加權(quán)融合，形成統(tǒng)一的綜合分析報(bào)告，并以可讀形式進(jìn)行分析報(bào)告輸出之后，還包括知識(shí)庫更新和門控決策模塊更新；

37、其中，知識(shí)庫更新包括根據(jù)本次分析的經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)庫通過添加新的案例、修正規(guī)則或添加新的性能指標(biāo)以更新其內(nèi)容；

38、門控決策模塊更新包括根據(jù)本次分析的經(jīng)驗(yàn)與用戶操作，對(duì)門控決策模塊的權(quán)重進(jìn)行更新與再訓(xùn)練，使得專家模型集成模塊滿足數(shù)據(jù)變化與用戶需求的更新。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)至少具有以下有益效果：

40、1、本發(fā)明利用混合專家模型的靈活性和可擴(kuò)展性，對(duì)運(yùn)載火箭為典型的航天系統(tǒng)進(jìn)行仿真試驗(yàn)后產(chǎn)生的大量復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的分析，并通過知識(shí)庫的集成，提高數(shù)據(jù)處理的智能化水平。

41、2、本發(fā)明將領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)深度融合到數(shù)據(jù)分析過程中，提升分析的智能化水平。

技術(shù)特征：

1.一種航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.一種航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1所述的航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，包括：

3.如權(quán)利要求2所述的航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，在將航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)產(chǎn)生的原始仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)庫或用戶界面輸入到航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中，輸入到航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)包括通過自然語言數(shù)據(jù)、類自然語言數(shù)據(jù)以及格式化的表格數(shù)據(jù)。

4.如權(quán)利要求3所述的航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊將輸入的原始仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)清洗，將其標(biāo)準(zhǔn)化和矢量化，包括：

5.如權(quán)利要求4所述的航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述門控決策模塊根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)選擇用于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的專家網(wǎng)絡(luò)中，門控決策模塊輸出至專家網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)的表達(dá)式為：

6.如權(quán)利要求5所述的航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述門控決策模塊對(duì)于向各個(gè)專家網(wǎng)絡(luò)輸入的歸一化輸出權(quán)重的表達(dá)式為：

7.如權(quán)利要求6所述的航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，門控決策模塊的輸入?yún)?shù)表達(dá)式為：

8.如權(quán)利要求7所述的航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述利用被選中的專家網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，根據(jù)當(dāng)前分析任務(wù)的需求，向知識(shí)庫發(fā)送查詢請(qǐng)求；知識(shí)庫根據(jù)請(qǐng)求，檢索和匹配相關(guān)的知識(shí)條目，并將匹配出的知識(shí)條目推送給專家網(wǎng)絡(luò)。

9.如權(quán)利要求8所述的航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，在通過結(jié)果融合模塊將各個(gè)專家網(wǎng)絡(luò)的分析結(jié)果進(jìn)行加權(quán)融合，形成統(tǒng)一的綜合分析報(bào)告，并以可讀形式進(jìn)行分析報(bào)告輸出時(shí)，結(jié)果融合模塊在融合過程考慮不同專家網(wǎng)絡(luò)的分析質(zhì)量和置信度，并分析它們對(duì)當(dāng)前分析任務(wù)的相關(guān)性，將分析結(jié)果以圖形或圖表形式展現(xiàn)。

10.如權(quán)利要求9所述的航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，在通過結(jié)果融合模塊將各個(gè)專家網(wǎng)絡(luò)的分析結(jié)果進(jìn)行加權(quán)融合，形成統(tǒng)一的綜合分析報(bào)告，并以可讀形式進(jìn)行分析報(bào)告輸出之后，還包括知識(shí)庫更新和門控決策模塊更新；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)及分析方法，屬于航天系統(tǒng)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析技術(shù)領(lǐng)域，本方案融合了人工智能與數(shù)據(jù)科學(xué)，特別適用于處理運(yùn)載火箭仿真試驗(yàn)后產(chǎn)生的復(fù)雜數(shù)據(jù)。該方法通過集成多個(gè)專家網(wǎng)絡(luò)，利用門控決策模塊動(dòng)態(tài)選擇最適合當(dāng)前數(shù)據(jù)特征的專家網(wǎng)絡(luò)，且結(jié)合知識(shí)庫系統(tǒng)提供決策支持。本發(fā)明利用混合專家模型的靈活性和可擴(kuò)展性，對(duì)運(yùn)載火箭為典型的航天系統(tǒng)進(jìn)行仿真試驗(yàn)后產(chǎn)生的大量復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的分析，并通過知識(shí)庫的集成，提高數(shù)據(jù)處理的智能化水平。

技術(shù)研發(fā)人員：祖運(yùn)予,布向偉,張弛,徐國光,王晨曦,徐麗杰,劉暢
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東方空間技術(shù)（山東）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6