一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法

本发明属于民航安全领域，特别是涉及一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法。

背景技术：

1、对航空不安全数据的统计表明，冲偏出跑道是导致进近着陆事故的第二大主要原因，其中83％的冲偏出跑道发生在着陆阶段。在2011年的全球跑道安全研讨会上，国际民航组织指出：全球每年因冲偏出跑道事件而造成的经济损失大约为9亿美元。空客对2001-2020年20年间的商业航空事故统计分析表明，冲偏出跑道事故是造成飞机机体损毁的主要原因，占比36％。目前国内外诸多学者与研究机构从不同角度对冲偏出跑道风险进行了大量研究。

2、目前针对着陆阶段冲偏出跑道的风险评估主要集中在对致因因子的定性分析，但是较少将飞行qar数据以及人为因素分析应用到冲偏出跑道风险的定量分许中。因此，本发明基于上述因素耦合作用，提出一种基于飞行数据的冲偏出跑道事件风险实时预测方法，对着陆冲偏出跑道风险进行实时预测，进而降低着陆阶段冲偏出跑道发生概率。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够对着陆冲偏出跑道风险进行实时有效的准确预测，进而降低着陆阶段冲偏出跑道发生概率。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法，包括：

3、获取飞行数据，基于飞行数据构建冲出及偏出跑道阈值计算模型，获取飞机冲偏出跑道的风险影响因素；基于风险影响因素数据对冲出及偏出跑道阈值计算模型进行修正；基于修正后的模型，得到最优冲出及偏出跑道阈值数据，所述最优冲出及偏出跑道阈值数据包括最优冲出阈值数据和最优偏移阈值数据；获取实测数据，通过最优冲出及偏出跑道阈值数据对实测数据进行判断，得到风险预测数据。

4、可选的，所述飞行数据包括：qar数据、气象数据、飞机性能数据、人员数据。

5、可选的，所述冲出及偏出跑道阈值计算模型包括冲出阈值计算模型及偏移阈值计算模型。

6、可选的，生成冲出阈值计算模型的过程包括：

7、获取机场跑道的长度数据，基于长度数据得到飞机的着陆滑行距离数据，对着陆滑行距离数据进行分析计算，得到飞机接地速度数据，其中所述飞机接地速度数据为未修正的最优冲出阈值数据；

8、可选的，生成偏移阈值计算模型的过程包括：

9、获取机场跑道的宽度数据，对所述宽度数据和飞行数据进行分析计算，得到偏航角数据，其中所述偏航角数据为未修正的最优偏移阈值数据。

10、可选的，对冲出阈值计算模型进行修正的过程包括：

11、基于风险影响因素数据对冲出阈值计算模型中的vb进行修正，得到过渡段滑行距离s't：

12、

13、式中，cv为针对实际操作中vb的修正系数，

14、飞机的修正着陆距离s'l为：

15、s′l＝sa+s′t+sb

16、基于飞机的修正着陆距离s'l，逆推得到最优着陆速度阈值vjd'：

17、

18、式中，hlk为飞机经过跑道入口时的垂直高度；p为发动机推力；fn为法向加速力；d为气动阻力；g为重力加速度；为跑道坡度；μ为跑道摩擦系数；l为升力；ρ为大气密度；v为气流相对速度；sw为机翼面积；cl为升力系数；cd为气动阻力系数；sa为下滑拉平段的水平距离；w为飞机的重量；n为过载因子；k为速度的单位系数；vb为采取全部减速措施的速度；vw为沿跑道中线的风速分量；δt为过渡段的时间；μb为刹车的摩擦系数；其中所述最优着陆速度阈值vjd'为修正后的最优冲出阈值数据。

19、可选的，对偏移阈值计算模型进行修正的过程包括：

20、基于风险影响因素数据对偏移阈值计算模型中的偏航角α进行修正得到最优偏航角阈值数据α'：

21、

22、式中，cw为偏航角的修正系数，其中所述偏航角的修正系数通过对飞行数据、气象变化概率进行综合分析并拟合得到。w为主起落架间距；w2为沿x方向，主起落架到转动中心的距离，f1、f2分别为左、右两侧轮胎所受地面垂直反力；μ1、μ2分别为跑道左、右两侧摩擦因数；t为飞机滑行时刻；it为t时刻机体竖向的惯性矩。

23、可选的，获取风险预测数据的过程包括：

24、通过最优冲出阈值数据和最优偏移阈值数据分别对实测数据中的实测速度数据及偏移数据进行判断，根据所述判断结果生成冲出风险数据及偏移风险数据，对冲出风险数据及偏移风险数据进行整合，得到风险预测数据。

25、本发明的技术效果为：本发明针对民航冲偏出跑道事件的风险影响因素及其发生概率进行计算及验证，更好地保证飞机着陆滑行过程的可靠性和安全性。风险实时预测方法可以依据实际情境确定接地速度、接地角度阈值，一旦着陆过程中外界环境突然发生变化，环境数据可实时回传到风险预测系统，系统可及时准确的提供飞机着陆操控策略，能够对着陆冲偏出跑道风险进行实时有效的准确预测，降低冲偏出跑道事件发生的概率。

技术特征：

1.一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法，其特征在于，包括：获取飞行数据，基于飞行数据构建冲出及偏出跑道阈值计算模型，获取飞机冲偏出跑道的风险影响因素；基于风险影响因素数据对冲出及偏出跑道阈值计算模型进行修正；基于修正后的模型，得到最优冲出及偏出跑道阈值数据，所述最优冲出及偏出跑道阈值数据包括最优冲出阈值数据和最优偏移阈值数据；获取实测数据，通过最优冲出及偏出跑道阈值数据对实测数据进行判断，得到风险预测数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种基于飞行数据的着陆冲偏出跑道风险实时预测方法，包括：获取飞行数据，基于飞行数据构建冲出及偏出跑道阈值计算模型，获取飞机冲偏出跑道的风险影响因素；基于风险影响因素数据对冲出及偏出跑道阈值计算模型进行修正；基于修正后的模型，得到最优冲出及偏出跑道阈值数据，所述最优冲出及偏出跑道阈值数据包括最优冲出阈值数据和最优偏移阈值数据；获取实测数据，通过最优冲出及偏出跑道阈值数据对实测数据进行判断，得到风险预测数据。本发明技术方案能够对着陆冲偏出跑道风险进行实时有效的准确预测，有效降低着陆阶段冲偏出跑道发生概率。

技术研发人员：齐心歌,张荣,汪磊,齐凯,张楠,赵丁仪
受保护的技术使用者：中国民航大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13