一种飞行器着陆风险预测方法、装置及存储介质

本发明属于飞行安全，提供一种飞行器着陆风险预测方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、航空安全一直以来都是民航业的核心问题。国际航空运输协会（iata）发布的安全报告显示，2025年全球商业航空事故率总体仍处于较低水平，但擦机尾、跑道偏出等事故仍较为常见，表明起飞和着陆阶段的运行安全仍是民航安全管理的重要关注方向。

2、长着陆是着陆阶段典型的不安全事件之一，通常表现为飞机实际接地点超出预定接地区域，导致剩余可用跑道距离减少，并增加跑道冲出、跑道偏出等运行风险。快速存取记录器（quick access recorder，qar）能够连续记录飞机状态、操纵输入和环境条件等多变量、多采样率时间序列数据，为长着陆风险预测提供了重要数据基础。在实际着陆过程中，不同飞行参数之间往往存在非同步响应关系。例如，油门杆位置改变后，发动机转速在随后若干秒内出现响应，空速和地速的变化表现出进一步的时间偏移；升降舵位置变化与俯仰角、垂直速度响应之间也存在一定的时间偏移。

3、然而，现有基于qar数据的飞行安全事件识别方法多依赖通用时序建模结构，通常侧重于对整体时间序列特征或同一时刻的变量关系进行建模，以及重采样或插值方式进行时间对齐，存在削弱高频参数中局部变化信息的缺陷，影响对接地前飞行状态细节的刻画，使得风险预测效果不佳。此外，飞机在着陆过程中，空速、推力、垂直速度和姿态等飞行参数之间可能存在延迟响应关系，现有技术通常侧重于同步变量关系或全局序列特征表示，对不同滞后时间下参数间交互关系的显式建模不足，难以充分表征接地前飞行参数之间的时间滞后关系，使得风险预测效果不佳。还有，长着陆风险并非由单一时刻的飞行状态决定，而是与接地前能量状态及操纵动作的持续变化有关，现有技术往往更关注最终分类结果或静态窗口级表示，难以充分表征接地前不同阶段的风险形成和演化过程，使得风险预测效果不佳。又有，现有技术通常仅提供风险预测结果、参数重要性或时间片段重要性，难以进一步揭示不同参数在不同时间偏移下的滞后影响关系，因而难以为飞行品质分析和飞行员训练提供细粒度依据。综上可知，现有技术难以满足复杂着陆场景下的提前风险预测和可解释分析需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种飞行器着陆风险预测方法，旨在解决现有技术中对飞行器着陆中qar数据处理失真，细节刻画缺失，难以充分表征接地前飞行参数之间的时间滞后关系，难以充分表征接地前不同阶段的风险形成和演化的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种飞行器着陆风险预测方法，其特征在于，包括：

4、获取飞行参数，且该飞行参数来自飞行器的快速存取记录器，将所述飞行参数进行特征提取处理，数据规整至统一秒级时间轴并完成编码映射，得到飞行参数时序表征；

5、所述飞行参数时序表征经过滞后感知变量交互计算，以输出交互增强的飞行状态表征；

6、所述飞行状态表征经过高度感知时序计算，在计算中引入无线电高度信息，以输出长着陆风险预测概率。

7、进一步，所述获取飞行参数，且该飞行参数来自飞行器的快速存取记录器，将所述飞行参数进行特征提取处理，数据规整至统一秒级时间轴并完成编码映射，得到飞行参数时序表征包括：

8、提取一个时间长度作为观测窗口；

9、在观测窗口内采样各个类别的飞行参数，形成对应的飞行参数集合，且每个类别的飞行参数对应有采样频率；

10、沿各个类别的飞行参数的原始采样轴对飞行参数进行特征编码；

11、将经过特征编码过后的飞行参数对齐到统一的秒级时间轴，作为新的飞行参数时序表征。

12、进一步，所述沿各个类别的飞行参数的原始采样轴对飞行参数进行特征编码包括：

13、当采样频率为1hz时，将各飞行参数直接通过线性映射得到对应的秒级特征；

14、当采样频率大于1hz时，将各飞行参数在观测窗口内的原始采样序列按时间顺序展开，再沿各飞行参数自身原始高采样时间轴，采用一维卷积结合激活函数提取参数局部时序特征，再将提取完成的特征统一调整排布至以秒为单位的标准时间步序列，然后将该标准时间步序列执行中位数池化和topk均值池化的双路聚合，将双路聚合结果拼接后，经线性映射得到该飞行参数对应的秒级特征。

15、进一步，所述飞行参数时序表征经过滞后感知变量交互计算，以输出交互增强的飞行状态表征包括：

16、描述不同时间延迟下飞行参数时序表征的交互关系，以及不同飞行参数时序表征在不同着陆阶段对各类滞后关系的依赖程度。

17、进一步，所述描述不同时间延迟下飞行参数时序表征的交互关系，以及不同飞行参数时序表征在不同着陆阶段对各类滞后关系的依赖程度包括：

18、构建多偏移滞后集合，预先配置包含多组滞后时间偏移量的滞后集合，设置对应数量的滞后交互头；偏移量数值为零时，对应交互头建模同一秒不同飞行参数的同步关联关系；偏移量数值大于零时，对应交互头建模当前时刻与对应秒数之前飞行参数的延迟关联关系。

19、分交互头生成查询、键、值特征矩阵，针对每个滞后交互头、每个秒级时间节点，采用当前时刻的飞行编码特征生成查询矩阵，采用对应滞后偏移时刻的历史飞行编码特征生成键矩阵与值矩阵；若滞后偏移时刻不存在有效历史数据，则将该组交互输出直接置为零，规避填充无效数据带来的干扰。

20、逐头计算滞后变量交互特征，对每组查询矩阵与键矩阵执行缩放点积相似度计算，再经归一化权重加权融合值矩阵信息，输出单个滞后交互头对应的变量交互特征。

21、自适应加权融合全部交互头特征，针对每一秒、每一类飞行参数，结合参数当前编码状态、前一秒编码状态、前后时刻参数变化量构造路由输入特征，计算各个滞后交互头的自适应分配权重；依据权重对各交互头匹配该参数的输出特征加权拼接，再通过可学习投影层统一映射维度，得到整体融合滞后交互特征。

22、残差结构输出增强型飞行特征，将融合滞后交互特征与原始秒级飞行编码特征进行残差融合；将融合结果经层归一化后输入前馈网络，并基于所述融合结果对前馈网络的输出进行残差更新，最终输出融合同步关系与延迟关系的增强飞行状态编码特征。

23、进一步，所述飞行状态表征经过高度感知时序计算，且在计算中引入无线电高度信息，以输出长着陆风险预测概率包括：

24、将所述飞行状态表征进行向量化和压缩，得到秒级状态表示；

25、将所述秒级状态表示按时间顺序排列，得到时间状态序列，并通过时序建模计算刻画所述观测窗口内的时序演化过程，得到时序隐藏状态；

26、从所述飞行参数时序表征中提取无线电高度参数raltc对应的编码特征作为高度条件信息；

27、基于所述高度条件信息和所述时序隐藏状态共同计算各时间步的时间权重，以确定不同时间片段对长着陆风险预测的贡献程度；

28、通过所述时间权重对隐藏状态序列进行加权聚合，得到观测窗口级风险表征；

29、将观测窗口级风险表征输入到预测层，得到长着陆风险预测概率。

30、本发明还提供一种飞行器着陆风险预测装置，包括：

31、多采样率特征编码模块，用于处理飞行器的快速存取记录器中不同采样频率的飞行参数，并将所述飞行参数映射到统一的秒级时间表征，形成飞行参数时序表征；

32、滞后感知变量交互模块，用于建模不同飞行参数在多个时间偏移下的依赖关系，实现滞后感知变量交互计算，从而显式刻画飞行参数之间的滞后交互特征；

33、高度感知时序建模模块，用于对交互增强后的飞行状态进行时间演化建模，并在时间聚合过程中引入无线电高度信息，实现高度感知时序计算，最终输出长着陆风险预测概率。

34、本发明还提供一种飞行器着陆风险预测装置，包括：至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述任意一项所述的飞行器着陆风险预测方法。

35、本发明还提供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指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行上述任意一项所述的飞行器着陆风险预测方法。

36、本发明的有益效果是：

37、在飞行器着陆风险预测中，通过将飞行参数进行特征提取处理，数据规整至统一秒级时间轴并完成编码映射，保留高采样率参数局部动态信息，对接地前飞行状态细节刻画更精准。

38、在飞行器着陆风险预测中，输出融合qar参数之间的同步关系和延迟关系，并能够根据不同参数的局部动态状态自适应选择不同滞后条件下的交互信息，为后续高度感知时序建模提供交互增强后的飞行状态表示。

39、在飞行器着陆风险预测中，结合飞行状态演化特征和高度阶段信息，确定不同时间片段对长着陆风险预测的贡献程度，增强预测效果。

40、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。