文档名：ECOD算法在飞机不稳定进近检测中的应用
摘要：在飞机进近和着陆阶段,一旦发生不稳定进近就可能导致航空事故发生,因此终端空域内不稳定进近检测是航空器运行监控领域的热点研究问题.针对终端区的不稳定进近检测,利用OpenSky提供的开源航空器监视数据提出了基于数据驱动的检测方法.从能量管理的角度入手,构建基于无监督异常检测(Empirical-Cumulative-Distribution-basedOutlierDetection,ECOD)算法的不稳定进近检测模型,并结合主成分分析(PrincipalComponentsAnalysis,PCA),获取了飞机能量状态的异常评分进而实现检测.复飞事件检测的验证分析结果表明检测模型在准确率与效率方面具有优势,模型可实现实时部署与在线更新.
Abstract：Onceanunstableapproachoccursduringoneoftheapproachandlandingphases,itmayleadtoanincidentoraccident.Therefore,thedetectionofunstableapproachesinterminalareashasattractedalotofresearchinterestinthefieldofflightoperationstatusmonitoring.Aimingatthedetectionalgorithmsforunstableapproaches,adata-drivenmethodforunstableapproachesdetectionisproposedusingOpenSky'sopen-sourceaviationsurveillancedataset.TheunstableapproachesdetectionmodelisbasedontheEmpirical-Cumulative-Distribution-basedOutlierDetection(ECOD)unsupervisedanomalydetectionalgorithmfromtheperspectiveofenergymanagement.ECODcomputesanoutlierscoreofeachdatapointbyaggregatingestimatedtailprobabilitiesacrossdimensions,abnormalscoresarethenobtainedforthedetectionofunstableapproaches.Thedistanceoftheaircraftfromtherunway,altitude,groundspeed,verticalrate,andtotalenergyareusedasfeaturestoformatrainingdatasetthatincludes5-dimensionalfeatures.AfterdimensionalityreductionbyPCA,thedetectionmodelisobtainedbytrainingusingtheECODalgorithm.Theprobabilityofanunstableapproachincreaseswithhigheranomalyscores.Accordingtotheunstableapproachcriterion,thelabeleddataareacquiredandtheECODmodeliscomparedwithtwootherpopulardata-drivenmodels,iForestandHDSCAN.TheECODmodelachievesadetectionaccuracyof0.73,abreakthroughintheaccuracyofunstableapproachdetection.AircraftenergystatemonitoringinconjunctionwiththeECODmodelcontributestoenergymanagementandunstableapproachmonitoringduringaircraftapproachesandlandingsbasedonpreviouslyestablishedenergysafetyboundariesandidentifiedairtrafficflow.Go-arounddataisfedtothismodel,theresultsdemonstratetheaccuracyandefficiencyoftheproposedmodel.
作者：卢晓光 许忠睿 张喆 文贵宏 Author：LUXiaoguang XUZhongrui ZHANGZhe WENGuihong
作者单位：中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室,天津300300山东航空股份有限公司,济南250107
刊名：安全与环境学报 ISTICPKU
Journal：JournalofSafetyandEnvironment
年，卷(期)：2024, 24(5)
分类号：X949TP311
关键词：安全工程 飞行安全 不稳定进近 数据驱动 无监督异常检测(ECOD) 异常评分
Keywords：safetyengineering flightsafety unstableapproach data-driven Empirical-Cumulative-Distribution-basedOutlierDetection(ECOD) abnormalscore
机标分类号：TP309STN405.93
在线出版日期：2024年6月12日
基金项目：民航局安全能力建设基金项目ECOD算法在飞机不稳定进近检测中的应用[
期刊论文] 安全与环境学报--2024, 24(5)卢晓光 许忠睿 张喆 文贵宏在飞机进近和着陆阶段,一旦发生不稳定进近就可能导致航空事故发生,因此终端空域内不稳定进近检测是航空器运行监控领域的热点研究问题.针对终端区的不稳定进近检测,利用OpenSky提供的开源航空器监视数据提出了基于数据...参考文献和引证文献
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