庄子波1,2 马静怡3 张红颖3 邹国良4 陈钰彤5 靳国华6 罗雄6
1.中国民航大学 空中交通管理学院, 天津 300300;
2.先进计算与关键软件海河实验室, 天津 300010;
3.中国民航大学 电子信息与自动化学院 ,天津 300300;
4.中国民用航空局空管行业管理办公室气象处, 北京 100710;
5.中国民用航空华北地区空中交通管理局, 北京 100621;
6.西南技术物理研究所, 四川 成都 610041
ZHUANG Zibo1,2 MA Jingyi3 ZHANG Hongying3 ZOU Guoliang4 CHEN Yutong5 JIN Guohua6 LUO Xiong6
1. College of Air Traffic Management, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China;
2. Haihe Lab of ITAI,Tianjin 300010, China;
3. College of Electronic Information and Automation, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China;
4. Civil Aviation Administration of China Air Traffic Management Bureau Meteorological Division,Beijing 100710, China;
5. Civil Aviation Administration of China North China Air Traffic Management Bureau,Beijing 100621, China;
6. Southwest Institute of Technical Physics, Chengdu 610041, China
摘要:
低空湍流具有显著局地性与时空间歇性,传统预测模型难以精准预测,因此本文提出了一种混合专家模型,实现低空湍流预测。为捕捉湍流样本的全局规律,该混合专家模型中的基线专家基于时间卷积网络学习全量样本的动态变化趋势;为实现极端湍流样本非线性特征的差异化建模,残差专家通过参数敏感性分析实验筛选极端湍流样本,且以基线预测值与真实值之间的残差作为学习目标,修正预测偏差。同时,为缓解固定权重的双专家融合策略难以适配不同湍流模式的问题,设计以多特征融合为输入的学习门控,通过多层感知机结构生成动态权重对双专家预测结果进行自适应融合,从而实现全量样本预测结果稳定性与强湍流高值样本预测精度。本研究以新疆喀什机场和兰州中川国际机场的激光雷达观测数据开展实验,该方法整体准确率分别为96.5%和92.7%。所提方法为低空湍流的实时预测与航空安全预警提供可参考的思路。