本发明专利技术公开了一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法及装置，该方法包括以下步骤：接收来自物理终端的实时状态数据，对实时状态数据进行存储，形成状态模型库；根据状态模型库中存储的历史实时状态数据建立孪生拟态模型；读取实时状态数据，根据实时状态数据使用孪生拟态模型进行实时飞行模拟，生成飞行状态差集；根据飞行状态差集生成引导控制指令，将所述引导控制指令发送给飞行器；通过获得引导控制指令对飞行器进行飞行控制；相较于传统的人工控制方式，在恶劣环境时能够实现更加精准正确和快速的判断，避免操作失误对飞行器造成的损失，也有效的降低了安全事故发生的概率。概率。概率。
【技术实现步骤摘要】
一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法及装置
[0001]本专利技术涉及数字孪生应用相关领域，具体是一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法及装置。
技术介绍
[0002]数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程；数字孪生是个普遍适应的理论技术体系，可以在众多领域应用，目前在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。
[0003]随着经济水平与民航技术的不断提高，越来越多的人开始选择速度更快的飞机出行，更短的路途距离和更快的飞行速度相较于传统的出行方式大大的缩减了出行时在路途上所花费的时间，提高了出行的质量。
[0004]传统的机场飞机降落多由地面管制员引导完成，而地面管制员的作用更多的是类似于交通信号灯的作用，难以对机场跑道周边的各项影响到飞机降落的因素进行实时有效的监控并获取应对方法，因此飞机在降落的过程中，当降落时的环境较为恶劣时，更多情况下是由飞行员自身通过飞机仪表盘对环境做出判断完成降落的，而人为判断难以避免的会发生判断不及时甚至错误，或是慌乱导致操作失误情况的发生，导致飞机多次拉升重飞甚至发生不必要的安全隐患或安全事故，容易对飞机产生损伤增加飞机的维护成本。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法及装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法，包括以下步骤：接收来自物理终端的实时状态数据，对实时状态数据进行存储，形成状态模型库，所述实时状态数据至少包括飞行状态数据和环境状态数据；根据状态模型库中存储的历史实时状态数据建立孪生拟态模型，所述孪生拟态模型用于表征飞行器在某一环境状态数据时的最佳飞行状态数据；读取实时状态数据，根据实时状态数据使用孪生拟态模型进行实时飞行模拟，生成飞行状态差集；根据飞行状态差集生成引导控制指令，将所述引导控制指令发送给飞行器。
[0007]作为本专利技术的进一步方案：所述飞行状态数据用于表征飞行器的飞行姿态信息和飞行器的健康状况信息，所述环境状态数据包括用于表征飞行器所处环境的飞行环境信息和处于地面的跑道环境信息，所述环境状态数据至少包含气流状态信息、温湿度信息和积水状态信息。
[0008]作为本专利技术的再进一步方案：
所述飞行状态数据还包括飞行器型号数据，根据不同飞行器型号设有相对应的状态模型库，所述接收来自物理终端的实时状态数据，对实时状态数据进行存储，形成状态模型库的步骤，具体包括：接收来自物理终端的实时状态数据，并读取实时状态数据中的飞行器型号数据；根据飞行器型号数据将实时状态数据存储在相对应的状态模型库中。
[0009]作为本专利技术的再进一步方案：所述实时状态数据包括飞行状态数据和环境状态数据，所述孪生拟态模型包括：所述环境拟态模型用于模拟通过物理终端获取的环境状态数据；所述飞行器拟态模型用于模拟所述飞行器在环境拟态模型中的最佳飞行状态。
[0010]作为本专利技术的再进一步方案：根据状态模型库中存储的历史实时状态数据建立孪生拟态模型的步骤具体包括：读取实时状态数据中的飞行器型号数据；根据飞行器型号访问状态模型库，获取相对应的状态模型库中所存储的历史实时状态数据；读取历史实时状态数据中的历史环境状态数据，根据历史环境状态数据建立环境拟态模型；根据历史环境状态数据获取相对应的历史飞行状态数据，判断历史飞行状态数据中的最佳飞行状态数据，根据最佳飞行状态数据建立与环境拟态模型相对应的飞行器拟态模型。
[0011]作为本专利技术的再进一步方案：所述孪生拟态模型还包括物理引擎模型，所述物理引擎模型用于模拟飞行器在同一环境状态数据下的不同飞行状态数据，判断所述环境状态数据下的最佳飞行状态数据。
[0012]作为本专利技术的再进一步方案：所述读取实时状态数据，根据实时状态数据使用孪生拟态模型进行实时飞行模拟，生成飞行状态差集的步骤，具体包括：读取实时状态数据中的环境状态数据；根据所述环境状态数据在孪生拟态模型中进行实时飞行模拟，获取最佳飞行状态数据；读取实时状态数据中的飞行状态数据；根据飞行状态数据与最佳飞行状态数据运算生成飞行状态差集。
[0013]第二方面，本专利技术实施例旨在提供一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真装置，包括：接收存储模块，接收来自物理终端的实时状态数据，对实时状态数据进行存储，形成状态模型库，所述实时状态数据至少包括飞行状态数据和环境状态数据；数字模拟模块，根据状态模型库中存储的历史实时状态数据建立孪生拟态模型，所述孪生拟态模型用于表征飞行器在某一环境状态数据时的最佳飞行状态数据；物理转换模块，读取实时状态数据，根据实时状态数据使用孪生拟态模型进行实时飞行模拟，生成飞行状态差集；物理控制模块，根据飞行状态差集生成引导控制指令，将所述引导控制指令发送
给飞行器。
[0014]作为本专利技术的进一步方案：所述数字模拟模块具体包括：型号识别单元，用于读取实时状态数据中的飞行器型号数据；数据获取单元，用于根据型号识别单元获取的飞行器型号数据访问状态模型库，获取相对应的状态模型库中所存储的历史实时状态数据；模型模拟单元，根据历史环境状态数据获取相对应的历史飞行状态数据，判断历史飞行状态数据中的最佳飞行状态数据，根据最佳飞行状态数据建立与环境拟态模型相对应的飞行器拟态模型。
[0015]作为本专利技术的再进一步方案：所述模型模拟单元具体还包含：物理引擎单元，用于模拟飞行器在同一环境状态数据下的不同飞行状态数据，判断所述环境状态数据下的最佳飞行状态数据。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法及装置，实现了如下功能：通过物理终端获取大量的物理世界飞行器的飞行相关数据，并根据这些数据在虚拟孪生系统中进行模拟，获得飞行器实现最安全飞行的控制调节方式，并通过获得的控制调节方式对飞行器进行飞行控制；相较于传统的人工控制方式，在恶劣环境时能够实现更加精准正确和快速的判断，避免操作失误对飞行器造成的损失，也有效的降低了安全事故发生的概率。
附图说明
[0017]图1为一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法的实施环境图。
[0018]图2为一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法的流程框图。
[0019]图3为一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法中建立孪生拟态模型步骤的流程框图。
[0020]图4为一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法中生成飞行状态差集步骤的流程框图。
[0021]图5为一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真装置的结构框图。
[0022]图6为一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真装置中数字模拟模块的结构框图。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法，其特征在于，包含以下步骤：接收来自物理终端的实时状态数据，对实时状态数据进行存储，形成状态模型库，所述实时状态数据至少包括飞行状态数据和环境状态数据；根据状态模型库中存储的历史实时状态数据建立孪生拟态模型，所述孪生拟态模型用于表征飞行器在某一环境状态数据时的最佳飞行状态数据；读取实时状态数据，根据实时状态数据使用孪生拟态模型进行实时飞行模拟，生成飞行状态差集；根据飞行状态差集生成引导控制指令，将所述引导控制指令发送给飞行器。2.根据权利要求1所述的一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法，其特征在于，所述飞行状态数据用于表征飞行器的飞行姿态信息和飞行器的健康状况信息，所述环境状态数据包括用于表征飞行器所处环境的飞行环境信息和处于地面的跑道环境信息，所述飞行环境信息和跑道环境信息至少包含气流状态信息、温湿度信息和积水状态信息。3.根据权利要求2所述的一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法，其特征在于，所述飞行状态数据还包括飞行器型号数据，根据不同飞行器型号设有相对应的状态模型库，所述接收来自物理终端的实时状态数据，对实时状态数据进行存储，形成状态模型库的步骤，具体包括：接收来自物理终端的实时状态数据，并读取实时状态数据中的飞行器型号数据；根据飞行器型号数据将实时状态数据存储在相对应的状态模型库中。4.根据权利要求3所述的一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法，其特征在于，所述孪生拟态模型包括：环境拟态模型，用于模拟通过物理终端获取的环境状态数据；飞行器拟态模型，用于模拟所述飞行器在环境拟态模型中的最佳飞行状态。5.根据权利要求4所述的一种机场飞机降落引导的数字孪生系统仿真方法，其特征在于，根据状态模型库中存储的历史实时状态数据建立孪生拟态模型的步骤具体包括：读取实时状态数据中的飞行器型号数据；根据飞行器型号访问状态模型库，获取相对应的状态模型库中所存储的历史实时状态数据；读取历史实时状态数据中的历史环境状态数据，根据历史环境状态数据建立环境拟态模型；根据历史环境状态数据获取相对应的历史飞行状态数据，判断历史飞行状态数据中的最佳飞行状态数据，根据最佳飞行状态数据建立与环境拟态模型相对应...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏明，李亚飞，吴维，孙博，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：
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