本發(fā)明涉及民航風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，具體而言，涉及民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，民航飛行過程中，風(fēng)切變作為一種突發(fā)性的氣象現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅著航空飛行的安全。風(fēng)切變通常出現(xiàn)在飛機(jī)起降階段，對飛行器的控制和航路安全構(gòu)成極大挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法主要依賴于氣象雷達(dá)和飛行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析，通過傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)模型或簡單的機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行預(yù)測。然而，這些方法在預(yù)測準(zhǔn)確性和時(shí)效性方面存在較大不足，難以應(yīng)對復(fù)雜多變的氣象條件，且常常無法提供及時(shí)和精確的預(yù)警信息。

2、現(xiàn)急需一種提供及時(shí)和精確的預(yù)警信息的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法和系統(tǒng)，用于解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法及系統(tǒng)，以改善上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，包括：

3、獲取歷史民航風(fēng)切變發(fā)生數(shù)據(jù)；

4、基于預(yù)設(shè)的風(fēng)切變發(fā)生率計(jì)算公式對歷史民航風(fēng)切變發(fā)生數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到歷史民航風(fēng)切變發(fā)生率數(shù)據(jù)；

5、將所述歷史民航風(fēng)切變發(fā)生率數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，預(yù)處理得到歷史民航風(fēng)切變的訓(xùn)練集和驗(yàn)證集；

6、基于預(yù)設(shè)的精英主義的遺傳算法對預(yù)設(shè)的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型；

7、將所述訓(xùn)練集和驗(yàn)證集發(fā)送至優(yōu)化后的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型進(jìn)行訓(xùn)練并驗(yàn)證，得到訓(xùn)練后的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型；

8、基于歷史民航風(fēng)切變發(fā)生率數(shù)據(jù)和訓(xùn)練后的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型對民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測，得到預(yù)測結(jié)果。

9、第二方面，本申請還提供了一種民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測系統(tǒng)，包括：

10、獲取單元，用于獲取歷史民航風(fēng)切變發(fā)生數(shù)據(jù)；

11、計(jì)算單元，用于基于預(yù)設(shè)的風(fēng)切變發(fā)生率計(jì)算公式對歷史民航風(fēng)切變發(fā)生數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到歷史民航風(fēng)切變發(fā)生率數(shù)據(jù)；

12、處理單元，用于將所述歷史民航風(fēng)切變發(fā)生率數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，預(yù)處理得到歷史民航風(fēng)切變的訓(xùn)練集和驗(yàn)證集；

13、優(yōu)化單元，用于基于預(yù)設(shè)的精英主義的遺傳算法對預(yù)設(shè)的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型；

14、訓(xùn)練單元，用于將所述訓(xùn)練集和驗(yàn)證集發(fā)送至優(yōu)化后的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型進(jìn)行訓(xùn)練并驗(yàn)證，得到訓(xùn)練后的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型；

15、預(yù)測單元，用于基于歷史民航風(fēng)切變發(fā)生率數(shù)據(jù)和訓(xùn)練后的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型對民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測，得到預(yù)測結(jié)果。

16、本發(fā)明的有益效果為：

17、本發(fā)明所提出的基于精英主義遺傳算法優(yōu)化的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，能夠顯著提高風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。通過歷史數(shù)據(jù)的無量綱化處理和熵值計(jì)算，準(zhǔn)確計(jì)算出風(fēng)切變發(fā)生率，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建訓(xùn)練集和驗(yàn)證集，確保數(shù)據(jù)的科學(xué)性和可靠性。采用精英主義遺傳算法對預(yù)測模型進(jìn)行優(yōu)化，通過迭代選擇、交叉和變異操作，不斷提升模型的適應(yīng)度，最終獲得最優(yōu)的預(yù)測模型。優(yōu)化后的模型能夠?qū)γ窈斤L(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測，提供有效的預(yù)警信息，從而大幅提升航空飛行的安全性。

18、本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，其特征在于,基于預(yù)設(shè)的風(fēng)切變發(fā)生率計(jì)算公式對歷史民航風(fēng)切變發(fā)生數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，其特征在于,將所述歷史民航風(fēng)切變發(fā)生率數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，預(yù)處理得到歷史民航風(fēng)切變的訓(xùn)練集和驗(yàn)證集，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，其特征在于,基于預(yù)設(shè)的精英主義的遺傳算法對預(yù)設(shè)的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型進(jìn)行優(yōu)化，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，其特征在于,所述將計(jì)算得到的最高的適應(yīng)度函數(shù)值對應(yīng)的個(gè)體保留為精英個(gè)體，并判斷所述迭代次數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，還包括：

6.一種民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算單元，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)化單元，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述第五處理子單元之后，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法及系統(tǒng)，涉及民航風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域，包括獲取歷史民航風(fēng)切變發(fā)生數(shù)據(jù)；基于預(yù)設(shè)的風(fēng)切變發(fā)生率計(jì)算公式對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到歷史風(fēng)切變發(fā)生率數(shù)據(jù)；將歷史風(fēng)切變發(fā)生率數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，得到訓(xùn)練集和驗(yàn)證集；基于精英主義的遺傳算法優(yōu)化民航風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型，得到優(yōu)化后的模型；將訓(xùn)練集和驗(yàn)證集發(fā)送至優(yōu)化后的模型進(jìn)行訓(xùn)練和驗(yàn)證，得到訓(xùn)練后的模型；基于歷史風(fēng)切變發(fā)生率數(shù)據(jù)和訓(xùn)練后的模型進(jìn)行風(fēng)切變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，得到預(yù)測結(jié)果。本發(fā)明采用精英主義策略，確保最優(yōu)個(gè)體的保留和迭代操作的有效性，從而提升了模型的預(yù)測性能。

技術(shù)研發(fā)人員：王占海,陳奇,吳濤,張楠,趙聰,楊睿,曹大樹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國民航科學(xué)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9