本说明书实施例提供了一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法、装置及介质，该方法包括根据大气温度、相对湿度、云顶温度、气流垂直速度和大气层液态水含量，建立关于大气温度、相对湿度及云顶温度的模糊逻辑隶属度函数；建立关于气流垂直速度和大气层液态水含量的模糊逻辑隶属度函数并获得SCIP算法方程；获取未来时段或历史预报的参数，代入并求解SCIP算法方程预测获得飞机积冰指数；根据积冰指数和积冰程度判断阈值确定飞机未来时段内的积冰程度，规划确定飞机飞行路线。本发明专利技术通过在CIP算法中加入气流垂直速度与大气层液态水含量两个影响空中积冰的要素，用于提升诊断算法的泛化性能与抗拟合性能。的泛化性能与抗拟合性能。的泛化性能与抗拟合性能。
【技术实现步骤摘要】
基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法、装置及介质
[0001]本专利技术涉及飞机安全
，尤其涉及一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法、装置及介质。
技术介绍
[0002]当飞机于富含过冷水滴的云层中运行时，过冷水滴附着在机身表面会在某些部位凝结成冰，严重影响其气动特征，导致飞机阻力增加、升力下降，平尾、垂尾的控制率降低，严重时会导致飞机失去控制，造成飞行事故，因此，精准的预测飞机空中积冰趋势是减少飞机遭遇积冰的最有效措施之一。
[0003]现有技术中，采用数值预报模式结合积冰诊断算法判断积冰发生情况已成为积冰预测的主流方法。目前国内常使用国际民航组织推荐的飞机积冰指数Ic算法。但国内使用的Ic积冰指数算法仅仅只考虑了大气温度和相对湿度的影响，没有考虑其他气象要素和飞机参数的影响。相比于其他飞机，民航飞机飞行速度快、巡航高度高、可达航程远，受飞机垂直速度与大气层液态水含量影响较大，常用的积冰预报算法在业务运行中，存在大量空报的情况，这样容易因没有及时预测飞机在飞行过程中积冰潜势，且在民机试飞中考虑到飞行安全往往需要规避任何潜在的积冰空域，积冰天气的空报会造成大量空域资源的浪费，影响试飞进度和效率。
技术实现思路
[0004]为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法、装置及介质，以解决相关技术中在飞机试飞前能提前预测积冰潜势的方法的技术问题。
[0005]本说明书一个或多个实施例提供了一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法，包括：<br/>[0006]根据大气温度、相对湿度和云顶温度，建立关于大气温度、相对湿度及云顶温度的模糊逻辑隶属度函数；
[0007]根据大气温度、相对湿度及云顶温度的模糊逻辑隶属度函数确定CIP算法方程；
[0008]建立关于气流垂直速度和大气层液态水含量的模糊逻辑隶属度函数；
[0009]将建立的气流垂直速度和大气层液态水含量的模糊逻辑隶属度函数代入CIP算法方程获得SCIP算法方程；
[0010]根据预测需求，获取未来时段或历史预报的大气温度、云顶温度、相对湿度、气流垂直速度和大气层液态水含量，代入并求解SCIP算法方程预测获得飞机积冰指数；
[0011]根据积冰指数和积冰程度判断阈值确定飞机未来时段内的积冰程度，规划确定飞机飞行路线。
[0012]本说明书一个或多个实施例提供了一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测装置，包括
[0013]第一函数建立模块：用于根据大气温度、相对湿度和云顶温度，建立关于大气温度、相对湿度及云顶温度的模糊逻辑隶属度函数；
[0014]CIP算法方程建立模块：用于第一函数建立模块建立的大气温度、相对湿度及云顶温度的模糊逻辑隶属度函数确定CIP算法方程；
[0015]第二函数建立模块：用于建立关于气流垂直速度和大气层液态水含量的模糊逻辑隶属度函数；
[0016]SCIP算法方程建立模块：用于将建立的气流垂直速度和大气层液态水含量的模糊逻辑隶属度函数代入CIP算法方程获得SCIP算法方程；
[0017]参数获取及计算模块：用于获取未来时段或历史预报的大气温度、云顶温度、相对湿度、气流垂直速度和大气层液态水含量，代入并求解SCIP算法方程预测获得飞机积冰指数；
[0018]预测模块：用于根据积冰指数和积冰程度判断阈值确定飞机未来时段内的积冰程度，规划确定飞机飞行路线。
[0019]本说明书一个或多个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法的步骤。
[0020]本专利技术一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法、装置及介质，通过定量考虑大气温度、相对湿度及云顶温度对飞机飞行过程中积冰的影响，同时还考虑了分型环境下气流垂直速度和大气层液态水含量对飞机积冰的影响，通过对传统CIP算法进行改进，在CIP算法中加入气流垂直速度与大气层液态水含量两个影响空中积冰的要素，得到预测SCIP方程，用于提升诊断算法的泛化性能与抗拟合性能。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法的流程示意图；
[0023]图2为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法中不同气象要素的隶属度函数关系图；其中，左下图为气流垂直速度模糊逻辑隶属度函数关系图，右上图为相对湿度模糊逻辑隶属度函数关系图，右下图为大气温度和大气层液态水含量的模糊逻辑隶属度函数关系图；
[0024]图3为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法对比案例中不同积冰程度下CIP算法积冰潜势指数的ROC曲线图；
[0025]图4为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法对比案例中不同积冰程度下SFIP算法积冰潜势指数的ROC曲线图；
[0026]图5为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法对比案例中不同积冰程度下SCIP算法积冰潜势指数的ROC曲线图；
[0027]图6为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法对比案例中不同积冰程度下CIP算法积冰潜势指数的TSS曲线图；
[0028]图7为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法对比案例中不同积冰程度下SFIP算法积冰潜势指数的TSS曲线图；
[0029]图8为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法对比案例中不同积冰程度下SCIP算法积冰潜势指数的TSS曲线图；
[0030]图9为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测装置的结构示意图；
[0031]图10为本说明书一个或多个实施例提供的一种计算机的结构示意图。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术件的保护范围。
[0033]下面结合具体实施方式和说明书附图对本专利技术做出详细的说明。
[0034本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法，其特征在于，包括：根据大气温度、相对湿度和云顶温度，建立关于大气温度、相对湿度及云顶温度的模糊逻辑隶属度函数；根据大气温度、相对湿度及云顶温度的模糊逻辑隶属度函数确定CIP算法方程；建立关于气流垂直速度和大气层液态水含量的模糊逻辑隶属度函数；将建立的气流垂直速度和大气层液态水含量的模糊逻辑隶属度函数代入CIP算法方程获得SCIP算法方程；根据预测需求，获取未来时段或历史预报的大气温度、云顶温度、相对湿度、气流垂直速度和大气层液态水含量，代入并求解SCIP算法方程预测获得飞机积冰指数；根据积冰指数和积冰程度判断阈值确定飞机未来时段内的积冰程度，规划确定飞机飞行路线。2.如权利要求1所述的基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法，其特征在于，所述CIP算法方程具体为：CIP＝M
T
×
M
RH
×
M
CTT
式中，M
T
为大气气温模糊逻辑隶属度函数，M
RH
为相对湿度模糊逻辑隶属度函数、M
CTT
为云顶温度模糊逻辑隶属度函数分别为大气气温。3.如权利要求2所述的基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法，其特征在于，所述SCIP算法方程具体为：式中，M
ω
为气流垂直速度模糊逻辑隶属度函数，M
CLW
为大气层液态水含量的模糊逻辑隶属度函数；a、b分别为气流垂直速度和液态水含量对积冰潜势的影响系数，a＝0.4，b＝0.25。4.如权利要求1所述的基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法，其特征在于，还包括根据历史或预测数据分析进行是否有云层的判断步骤,具体为：通过相对湿度阈值法对当目标高度大气层相对湿度进行判断，当目标高度大气层相对湿度大于85％时，判断为云顶，当目标高度大气层相对湿度小于85％时，判断无云顶。5.如权利要求1
‑
4任意一项所述的基于模糊逻辑的飞机空中积冰潜势预测方法，其特征在于，所述大气温度、相对湿度、云顶温度、气流垂直速度和大气层液态水含量的模糊逻辑隶属度函数具体为下式：大气温度模糊逻辑隶属度函数M
T
:相对湿度模糊逻辑隶属度函数M
RH
:
气流垂直速度模糊逻辑隶属度函数M
ω
:大气层液态水...
【专利技术属性】
技术研发人员：周琦浩，施钰鲲，杨政，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司民用飞机试飞中心，
类型：发明
国别省市：
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