一种基于航班数据的飞行剖面可视化方法与流程

本发明是一种基于航班数据的飞行剖面可视化方法，通过数据去噪算法和地理位置关系拟合算法，以及对油量采用创新的倾斜坐标绘制的方法，让实际使用中的飞行剖面更高效、更精准、更科学。

背景技术：

0、技术背景

1、为保障航班的安全运行，局方文件中要求航空公司建立自己的运行风险监控和管理系统和平台，对运行航班中存在的潜在风险做好实时监控，例如4d15监控、飞行高度突变、油量消耗监控等。而在对航班高度和油量的监控中，平面维度的监控往往无法解决问题，故引入剖面维度的监控。

2、基于剖面的高度、油量监控，是要基于飞行计划数据和实况数据对比结果来分析的，故在剖面图中，应包含这两类数据的对比展示。在现有的剖面展示技术中，主要分为两类：一是仅展示观测数据，另一种是两类数据一起展示。仅展示观测数据，无法做到与飞行计划对比监控的效果。而现有两类数据一起展示的技术，尽管可以支持计划与观测数据的对比，但又几个显著问题：（1）当航班完全按照飞机计划的航线执飞时，计划和实况数据具有可比性，数据不会存在明显的“错位”，此时航路点的高度和油量数据精准对应。但是，当航班未按照飞行计划执飞，出现异常航班情况时，如航班偏航、盘旋、绕飞等，此时计划与实际数据对比会出现明显“错位”。该类情况下的“错位”，不管剖面x轴是时间还是距离，都存在同样的问题。（2）油量数据在垂直剖面坐标下展示效果不显著，很难区分计划与实际油量的偏差，或油量变化速率，即，尽管剖面中展示了油量信息，但却无法有效利用展示内容。（3）一旦引入观测数据，其数据质量需要得到保证，以确保剖面中数据的正确性，减少错误数据对业务人员造成误导。目前现有技术并未引起对观测数据的质量控制的重视，质量控制效果也仅能是用传统数据质量控制方法，对错误数据做初步的过滤。

3、现有的航班数据剖面可视化技术还存在一些问题亟待解决，通过传统手段和技术效果还是不够显著，需要引入一套新的技术和方法，解决剖面可视化的问题。一种基于航班数据的飞行剖面可视化方法，通过引入机器学习算法，和创新性的绘制方法，意在解决这些问题。

技术实现思路

1、本发明目的是为了解决现有剖面展示技术中存在的问题，通过观测数据质量控制（去噪）算法对数据进行深度清洗，以最大程度减小错误数据的误导。同时采用地理位置关系拟合算法，解决飞行计划与实际数据在航班异常情况下出现的对比“错位”的问题。在数据展示上，采用油量倾斜坐标绘制方法，解决油量偏差和变化速率不明显的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于航班数据的飞行剖面可视化方法，所述方法包括如下步骤。

3、s1、建立运行数据库（需保证运行数据及时性）。

4、s2、数据质量控制，对观测数据运用去噪算法。

5、s3、飞行计划数据处理，引入地理位置拟合算法。

6、s4、数据可视化，用拟合后数据绘制，在倾斜坐标中绘制。

7、其中关键技术方案主要有三个：数据去噪算法、地理位置关系拟合算法、油量倾斜坐标绘制方法。

8、数据去噪算法，对观测数据数据进行深度清洗，以保证飞行剖面数据的准确性。基于时间、地理位置关系、高度数据三个维度进行数据去噪，去噪算法采用机器学习方法对异常数据进行标记，调用历史数据训练集的结果，输出对该数据是够剔除的结果。

9、地理位置关系拟合算法，解决异常航班状态下的对比“错位”问题。地理位置关系拟合算法，通过机器学习方法中的径向基函数算法，判断出最合理的当前观测点和飞行计划航路点进行匹配，使用算法前后的效果对比图详见图2。

10、油量倾斜坐标绘制方法，解决飞行剖面中油量无效展示的问题。通过分析每个航班油量随时间变化情况，发现在传统的垂直坐标系中绘制油量的方法对油量监控并无帮助。采用倾斜坐标绘制方法，可完美解决该问题。倾斜坐标下的油量展示，突显了起飞阶段、巡航阶段、降落的油耗差异，让业务人员能快速获取信息，同时可快捷获取计划与实况的油量偏差和油量变化速率。使用垂直坐标和倾斜坐标的效果对比图详见图3。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了航班异常状态下的对比“错位”为题，让油量在剖面展示中更易监控油量偏差变化情况，同时在对错误数据剔除上，做到了深度清洗，大大减少了错误数据给业务人员到来的误导。为我国企业和单位在航空运行领域的工作带来极大的提升。

技术特征：

1.一种基于航班数据的飞行剖面可视化方法，引入了数据去噪算法、地理位置关系拟合算法，以及创新性的油量倾斜坐标绘制方法等，其特征在于：通过以上机器学习相关的算法和倾斜坐标的绘制方法，解决了传统剖面中存在的对比“错位”问题，油量展示效果不佳问题等，所述方法包括如下步骤：

2.进一步的，建立运行数据库的具体步骤如下：

3.进一步的，数据质量控制，对观测数据运用去噪算法的具体步骤如下：

4.进一步的，飞行计划数据处理，采用地理位置拟合算法的具体步骤如下：

5.进一步的，数据可视化，采用拟合后数据绘制，在倾斜坐标中绘制的具体步骤如下

技术总结
本发明是运用于航空运行领域，采用机器学习相关算法的处理和对数据创新性的绘制和展示，实现飞行剖面可视化方法。相比现有航班剖面可视化方法，本发明的优势在于：(1)本发明将飞行计划数据和实况数据(高度和油量数据)在同一图片中绘制，实现了计划与实况高度和油量的对比和监控分析；(2)在实况数据的处理中，采用机器学习的数据去噪算法，大大减少了错误数据对剖面绘制的干扰，以及对业务人员的误导；(3)本发明解决了在航班异常情况下(偏航、绕飞、盘旋等)，传统剖面绘制出现的数据对比错位的问题；(4)本发明采用创性的油量倾斜坐标绘制方法，解决了油量对比不凸显的情况，让业务人员在实际使用时获取油量偏差和变化速率的信息。

技术研发人员：龙睿,薛湧,孙方钿
受保护的技术使用者：上海培谊信息科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15