本發(fa)明(ming)涉(she)及計算機數據(ju)處理(li)，特別涉(she)及一種移動云系的飛機增雨航線優化設計方法(fa)及系統。

背景技術：

1、目前，隨著(zhu)云物(wu)理(li)過程飛(fei)(fei)機觀(guan)測研究的不斷(duan)發(fa)展，我國云降(jiang)水(shui)物(wu)理(li)飛(fei)(fei)機探測平臺也得到(dao)快速提升，目前主要以運-12、新舟(zhou)-60、空中國王等民(min)用(yong)飛(fei)(fei)機為主，相應(ying)的在人(ren)工(gong)影響天氣科學作業設計方面的應(ying)用(yong)需求顯(xian)著(zhu)增加。為了(le)實現平行(xing)條播方案，我國飛(fei)(fei)機人(ren)工(gong)增雨作業或試驗中使(shi)用(yong)了(le)鋸齒形航線(xian)、8字型航線(xian)和ab線(xian)重復催化等航線(xian)，對云微物(wu)理(li)特(te)征觀(guan)測和飛(fei)(fei)機播撒(sa)效果檢驗起到(dao)了(le)推動作用(yong)。

2、由于飛(fei)(fei)機(ji)(ji)增(zeng)雨作(zuo)(zuo)業(ye)方(fang)案(an)尤(you)其是(shi)催化作(zuo)(zuo)業(ye)航線(xian)(xian)的(de)設計(ji)，不僅受每(mei)(mei)次作(zuo)(zuo)業(ye)目標云區作(zuo)(zuo)業(ye)條件所約束，而且與(yu)實(shi)(shi)施作(zuo)(zuo)業(ye)的(de)飛(fei)(fei)機(ji)(ji)性(xing)能(neng)、機(ji)(ji)載儀器實(shi)(shi)時觀測(ce)能(neng)力(li)，以及登機(ji)(ji)和地面指揮(hui)人(ren)員的(de)技(ji)術水平等(deng)有直接關(guan)系。可見，盡(jin)管每(mei)(mei)次作(zuo)(zuo)業(ye)方(fang)案(an)和飛(fei)(fei)機(ji)(ji)催化航線(xian)(xian)設計(ji)的(de)技(ji)術路線(xian)(xian)是(shi)一樣的(de)，但是(shi)具(ju)體(ti)實(shi)(shi)施的(de)播撒航跡又是(shi)有所不同的(de)。新(xin)時期(qi)國(guo)家(jia)經濟社會發(fa)展(zhan)對人(ren)工影(ying)響天氣常(chang)態化科(ke)學精準作(zuo)(zuo)業(ye)提出了(le)更高要求，如何科(ke)學合理設計(ji)飛(fei)(fei)機(ji)(ji)增(zeng)雨航線(xian)(xian)以達到改善(shan)作(zuo)(zuo)業(ye)效果、提高作(zuo)(zuo)業(ye)效益的(de)目的(de)是(shi)一個亟待(dai)解決的(de)問(wen)題。

技術實現思路

1、本(ben)發(fa)明目的之一在于提(ti)供了一種(zhong)移(yi)動云系(xi)(xi)的飛(fei)機增雨(yu)(yu)航線(xian)(xian)優(you)化設計(ji)方(fang)(fang)法(fa)，針對平(ping)行(xing)條播(bo)方(fang)(fang)案，在充(chong)分考慮云系(xi)(xi)移(yi)速(su)、飛(fei)機性能等(deng)基(ji)礎上，提(ti)出優(you)化的“s”型飛(fei)行(xing)航線(xian)(xian)設計(ji)方(fang)(fang)法(fa)，研發(fa)“s”型飛(fei)機增雨(yu)(yu)作(zuo)業(ye)航線(xian)(xian)設計(ji)系(xi)(xi)統(tong)，可快(kuai)速(su)確定作(zuo)業(ye)航線(xian)(xian)拐點的經緯度，最(zui)終實(shi)現平(ping)行(xing)條播(bo)，以期提(ti)高飛(fei)機人工增雨(yu)(yu)的精(jing)準作(zuo)業(ye)。

2、本發明實施例提供(gong)的(de)(de)一種(zhong)移動(dong)云系的(de)(de)飛機增雨航(hang)線優化設(she)計方法(fa)，包括：

3、s1、獲取飛機的(de)平(ping)行條(tiao)播的(de)初(chu)始增雨(yu)航線；

4、s2、監(jian)測所述初(chu)始增雨航線的移動云系的狀態信息(xi)；

5、s3、基于所述狀(zhuang)態信(xin)息，對所述初始(shi)增雨(yu)(yu)航線進行修(xiu)正，獲得優(you)化增雨(yu)(yu)航線。

6、優(you)選的，所(suo)述(shu)s3、基(ji)于(yu)所(suo)述(shu)狀態信(xin)息，對(dui)所(suo)述(shu)初(chu)始增雨航(hang)線(xian)進行修正，獲得優(you)化增雨航(hang)線(xian)，包括：

7、將初(chu)始增(zeng)雨(yu)航(hang)線劃分成(cheng)多個待修正段；初(chu)始增(zeng)雨(yu)航(hang)線使得飛機沿(yan)垂直于所述狀(zhuang)態信息中的高空風(feng)的方向飛行；

8、依次遍歷各個待修正段；

9、每(mei)次(ci)遍歷時(shi)，從遍歷到的待修(xiu)正(zheng)段(duan)中確定直線段(duan)ab、轉彎段(duan)bf；

10、獲(huo)取直線(xian)段ab受(shou)所(suo)述狀態信息中的側風因素影響的實際航跡(ji)ab1；

11、獲取飛(fei)機沿實際航(hang)跡ab1行(xing)駛增雨(yu)在云內形(xing)成(cheng)的播撒條a1b1；

12、進(jin)行修正，包括：控(kong)制飛機(ji)按照gps模(mo)式或者(zhe)vor區域沿所述(shu)實際航跡ab1行駛增(zeng)雨；

13、將轉彎段bf分成om段、pn段、mn段；om段、pn段為四分之一圓狀，mn段為直線狀；

14、獲取與播撒(sa)(sa)條a1b1平行的播撒(sa)(sa)條e1f1；

15、飛機沿轉(zhuan)彎(wan)段bf拐彎(wan)后播撒條a1b1實(shi)際到(dao)的位置是a2b2段，播撒條e1f1實(shi)際位置是e2f2段；

16、基于(yu)e2f2段，對(dui)轉彎段bf進行修正。

17、優選的(de)(de)，e2f2段(duan)中的(de)(de)e2位置、f2位置的(de)(de)確定步驟如(ru)下：

18、設飛(fei)(fei)機轉彎(wan)半徑為r，速度為v飛(fei)(fei)機，在標準轉彎(wan)速率下(xia)，飛(fei)(fei)機轉彎(wan)一圈(quan)需要120s，則(ze)有

19、2×π×r＝120×v飛機；

20、可得飛機(ji)轉彎半徑為：

21、r＝19.1×v飛機(ji)；

22、設飛(fei)機(ji)完(wan)成轉彎的時間為(wei)t，在(zai)標準轉彎速率3°/s下(xia)，完(wan)成om段(duan)和pn段(duan)飛(fei)行分別需要30s，則飛(fei)機(ji)進行mn段(duan)直飛(fei)部(bu)分用時t-60；飛(fei)機(ji)從pn段(duan)上的起始(shi)p點(dian)轉彎飛(fei)到om段(duan)的起始(shi)o點(dian)的直線距(ju)離為(wei)：

23、op＝2×r+(t-60)×(v飛機-v云)；

24、飛機(ji)從實際航跡(ji)ab1的(de)末尾b1點拐(guai)彎飛到f2點的(de)距(ju)離為：

25、b1f2＝d-t×v云；

26、由于(yu)b1f2＝op，則有：

27、d-t×v云(yun)＝2×r+(t-60)×(v飛機-v云(yun))；

28、由上式可得到飛(fei)機轉彎所(suo)用時間為：

29、d為條間距；

30、則飛(fei)機從實際(ji)航跡(ji)ab1的(de)末尾b1點拐彎飛(fei)到f2點的(de)距離為：

31、由此(ci)可確(que)定f2點位置；

32、f2點(dian)位(wei)置確定后，e2f2段的(de)長(chang)度是w，兩點(dian)方(fang)位(wei)角一定，確定e2點(dian)位(wei)置。

33、優(you)選的，所述s3、基于所述狀態信息，對所述初(chu)始增雨航線(xian)進行修正，獲得優(you)化增雨航線(xian)，包括：

34、獲(huo)取(qu)訓練(lian)樣本；所述訓練(lian)樣本包括(kuo)：大量的標(biao)記有航線(xian)優化設計方案、移(yi)動云系狀態信息的平行條播(bo)增雨航線(xian)；

35、基于(yu)訓練(lian)樣本，對神經網絡模(mo)型進(jin)行訓練(lian)，獲(huo)得(de)增雨航(hang)線優化模(mo)型；

36、將所述(shu)(shu)狀態信息、所述(shu)(shu)初始增雨航(hang)(hang)線(xian)輸入(ru)至增雨航(hang)(hang)線(xian)優(you)化模型，獲得優(you)化增雨航(hang)(hang)線(xian)。

37、優(you)選(xuan)的，當基于(yu)所(suo)(suo)述狀態信息，對所(suo)(suo)述初(chu)始增(zeng)雨(yu)航線(xian)進(jin)行修(xiu)正(zheng)時，還包括(kuo)：

38、當工作人員輸入人工優化(hua)請求時，利用初(chu)始增雨航線、移(yi)動云系的狀態(tai)信息、基于(yu)所(suo)(suo)述(shu)狀態(tai)信息對所(suo)(suo)述(shu)初(chu)始增雨航線進行(xing)修(xiu)正(zheng)的修(xiu)正(zheng)過程信息和待(dai)修(xiu)正(zheng)段(duan)，構建可視化(hua)模型(xing)；

39、向工作人員顯示可視化模型；

40、獲取工作(zuo)人(ren)員基于所(suo)述可視化模(mo)型(xing)表達的對待(dai)修(xiu)正段進(jin)行(xing)修(xiu)正的意向程(cheng)度的意向值；

41、當意向值大于(yu)等于(yu)意向閾值時，將對應待修(xiu)正段作為第(di)一目標修(xiu)正段；

42、跳過基(ji)于所述狀態信息(xi)對第一目標修(xiu)正(zheng)段(duan)進行(xing)修(xiu)正(zheng)的步驟；

43、輔(fu)助工作(zuo)人(ren)員對第(di)一目標修(xiu)正(zheng)段進行人(ren)工修(xiu)正(zheng)。

44、優選的，所述獲取工作(zuo)人員基(ji)于所述可(ke)視化模型表達的對待修正段進行修正的意向程度的意向值，包括：

45、基于預設的事件(jian)識別模板(ban)，識別狀態信息中的待關注內容(rong)；

46、當工作人員查看可視化模型(xing)的(de)歷(li)史視角中包含所(suo)述待關注(zhu)內容(rong)時(shi)，將對應歷(li)史視角作為第一目標歷(li)史視角；

47、獲(huo)取所述待關注內(nei)容的(de)內(nei)容類型對應的(de)預設的(de)時間方向(xiang)；時間方向(xiang)包(bao)括(kuo)：前和后；

48、從待修(xiu)正段(duan)中確定待關注內容影(ying)響(xiang)的第二目標修(xiu)正段(duan)；

49、從工(gong)作人員查看可視化模型時(shi)在產(chan)生(sheng)第(di)一目標(biao)歷(li)史(shi)視角(jiao)(jiao)(jiao)的(de)時(shi)間方向上預設的(de)第(di)一時(shi)間內(nei)產(chan)生(sheng)的(de)歷(li)史(shi)視角(jiao)(jiao)(jiao)確定(ding)包含所述第(di)二目標(biao)修正段(duan)的(de)第(di)二目標(biao)歷(li)史(shi)視角(jiao)(jiao)(jiao)；

50、基于預設的第(di)一特(te)征化(hua)模板，對第(di)二目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)歷(li)(li)(li)史(shi)(shi)(shi)視(shi)(shi)角進行特(te)征化(hua)處(chu)理，獲得多(duo)個(ge)第(di)一特(te)征值；多(duo)個(ge)第(di)一特(te)征值至(zhi)少包(bao)括：工作人員以第(di)二目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)歷(li)(li)(li)史(shi)(shi)(shi)視(shi)(shi)角持續查看可(ke)視(shi)(shi)化(hua)模型(xing)的持續時長、在歷(li)(li)(li)史(shi)(shi)(shi)視(shi)(shi)角序列中相鄰(lin)第(di)二目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)歷(li)(li)(li)史(shi)(shi)(shi)視(shi)(shi)角之間的產生時間間隔、歷(li)(li)(li)史(shi)(shi)(shi)視(shi)(shi)角序列中存在于兩(liang)個(ge)第(di)二目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)歷(li)(li)(li)史(shi)(shi)(shi)視(shi)(shi)角之間的歷(li)(li)(li)史(shi)(shi)(shi)視(shi)(shi)角下的可(ke)視(shi)(shi)內(nei)容類型(xing)、在歷(li)(li)(li)史(shi)(shi)(shi)視(shi)(shi)角序列中相鄰(lin)第(di)二目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)歷(li)(li)(li)史(shi)(shi)(shi)視(shi)(shi)角之間的重疊度；

51、基于多個第一特征(zheng)值，構建第一特征(zheng)描述因(yin)子(zi)；

52、從第二目標修正段的(de)(de)航線類型對應的(de)(de)預設(she)的(de)(de)意向(xiang)值庫中確定第一(yi)特征描(miao)述因子對應的(de)(de)意向(xiang)值。

53、優選的，所(suo)述(shu)輔助工作人員對第一目(mu)標修正段進行(xing)人工修正，包括：

54、獲取(qu)工(gong)作人員對第一目標修正段進(jin)行人工(gong)修正的修正進(jin)度；

55、從(cong)第二目標(biao)修(xiu)(xiu)正段的航線(xian)類(lei)型(xing)對應(ying)(ying)的預設(she)的修(xiu)(xiu)正輔(fu)助策略(lve)庫中確(que)定所(suo)述修(xiu)(xiu)正進度對應(ying)(ying)的修(xiu)(xiu)正輔(fu)助策略(lve)；所(suo)述修(xiu)(xiu)正輔(fu)助策略(lve)包括：多組一一對應(ying)(ying)的提示信(xin)息映(ying)射關系(xi)和(he)映(ying)射時機(ji)條件(jian)；

56、確定工(gong)作人員是否符合任一映射時機條件；

57、當符合時，基于工作人員符合的映(ying)射(she)時機條件對應(ying)的信息(xi)映(ying)射(she)關系，從可視(shi)化模(mo)型中調取映(ying)射(she)內容(rong)；

58、基(ji)于預(yu)(yu)設(she)(she)的(de)第(di)(di)(di)二特(te)征(zheng)化(hua)模板(ban)，對所述(shu)映(ying)射(she)內容(rong)、工作(zuo)(zuo)人員最近(jin)預(yu)(yu)設(she)(she)的(de)第(di)(di)(di)二時間內查看可(ke)視(shi)(shi)化(hua)模型產(chan)生的(de)歷史視(shi)(shi)角進行特(te)征(zheng)化(hua)處理，獲得多個(ge)第(di)(di)(di)二特(te)征(zheng)值；多個(ge)第(di)(di)(di)二特(te)征(zheng)值至少包(bao)括：映(ying)射(she)內容(rong)的(de)內容(rong)大小與內容(rong)類型、工作(zuo)(zuo)人員最近(jin)預(yu)(yu)設(she)(she)的(de)第(di)(di)(di)二時間內查看可(ke)視(shi)(shi)化(hua)模型產(chan)生的(de)歷史視(shi)(shi)角的(de)重疊(die)可(ke)視(shi)(shi)區域；

59、基于多個第(di)二(er)特征值，構建第(di)二(er)特征描述因子(zi)；

60、從(cong)預設的輔(fu)助執(zhi)行(xing)方案庫(ku)中確定第二特征描述因子對應的輔(fu)助執(zhi)行(xing)方案；

61、在可視化(hua)模(mo)型內執(zhi)行輔助(zhu)執(zhi)行方案。

62、本發明實施(shi)例提供(gong)的一種移動(dong)云(yun)系的飛機增雨(yu)航線優化設計系統(tong)，包括：

63、獲取模塊，用(yong)于(yu)獲取飛機(ji)的平(ping)行條播(bo)的初始增(zeng)雨航(hang)線；

64、監(jian)測(ce)模塊，用于監(jian)測(ce)所述初始增雨航線的(de)移動云系的(de)狀態信息；

65、修(xiu)正模塊，用于基于所述(shu)狀(zhuang)態信息，對所述(shu)初(chu)始增雨航(hang)線進行修(xiu)正，獲得優化增雨航(hang)線。

66、優選的，所(suo)述(shu)修正模塊基(ji)于所(suo)述(shu)狀態信息(xi)，對所(suo)述(shu)初始增雨航線進行修正，獲得優化增雨航線，包括(kuo)：

67、將初始增雨航(hang)線劃分(fen)成(cheng)多(duo)個待修正段；初始增雨航(hang)線使得飛機沿(yan)垂直于所述狀(zhuang)態信息中(zhong)的高空(kong)風的方(fang)向(xiang)飛行；

68、依次(ci)遍歷各(ge)個待修正段；

69、每(mei)次遍(bian)歷(li)時(shi)，從遍(bian)歷(li)到的待修正段(duan)中確(que)定直線段(duan)ab、轉彎段(duan)bf；

70、獲取(qu)直(zhi)線段(duan)ab受(shou)所述狀態信(xin)息(xi)中的(de)側風因素影(ying)響的(de)實際航跡ab1；

71、獲取(qu)飛(fei)機沿(yan)實際航跡ab1行(xing)駛增(zeng)雨在云內(nei)形成的播(bo)撒條a1b1；

72、進行(xing)修正，包括：控制飛機按照(zhao)gps模(mo)式或者vor區(qu)域沿所述(shu)實際(ji)航跡ab1行(xing)駛增(zeng)雨(yu)；

73、將(jiang)轉彎段(duan)bf分成om段(duan)、pn段(duan)、mn段(duan)；om段(duan)、pn段(duan)為四分之一(yi)圓狀(zhuang)，mn段(duan)為直線狀(zhuang)；

74、獲取與播撒條a1b1平行的播撒條e1f1；

75、飛機沿轉(zhuan)彎段bf拐(guai)彎后播撒條(tiao)a1b1實際(ji)到的位置是a2b2段，播撒條(tiao)e1f1實際(ji)位置是e2f2段；

76、基于e2f2段，對轉彎段bf進行修正。

77、優選(xuan)的，e2f2段中的e2位置、f2位置的確定步驟(zou)如下(xia)：

78、設飛機(ji)(ji)轉(zhuan)彎(wan)半徑為(wei)r，速(su)度為(wei)v飛機(ji)(ji)，在標準(zhun)轉(zhuan)彎(wan)速(su)率下，飛機(ji)(ji)轉(zhuan)彎(wan)一圈需(xu)要120s，則有

79、2×π×r＝120×v飛機；

80、可得飛(fei)機(ji)轉彎半徑為：

81、r＝19.1×v飛機(ji)；

82、設飛(fei)機(ji)完成(cheng)轉(zhuan)彎的(de)時(shi)間為(wei)t，在標準轉(zhuan)彎速率3°/s下，完成(cheng)om段(duan)和pn段(duan)飛(fei)行(xing)分別需要(yao)30s，則飛(fei)機(ji)進(jin)行(xing)mn段(duan)直(zhi)飛(fei)部(bu)分用時(shi)t-60；飛(fei)機(ji)從pn段(duan)上(shang)的(de)起始(shi)p點轉(zhuan)彎飛(fei)到om段(duan)的(de)起始(shi)o點的(de)直(zhi)線距(ju)離為(wei)：

83、op＝2×r+(t-60)×(v飛(fei)機-v云)；

84、飛機從實(shi)際(ji)航跡ab1的末尾b1點(dian)拐彎飛到(dao)f2點(dian)的距離為：

85、b1f2＝d-t×v云；

86、由于b1f2＝op，則(ze)有：

87、d-t×v云＝2×r+(t-60)×(v飛(fei)機-v云)；

88、由上(shang)式可得到飛機轉(zhuan)彎(wan)所(suo)用(yong)時(shi)間為(wei)：

89、d為條間距；

90、則飛機從實際航跡ab1的末(mo)尾(wei)b1點拐彎飛到f2點的距離為：由此可確定f2點位置(zhi)；

91、f2點位置確(que)定后(hou)，e2f2段的(de)長度是w，兩點方位角一定，確(que)定e2點位置。

92、本發明(ming)(ming)的(de)(de)其它特征(zheng)和優(you)點將(jiang)在隨后的(de)(de)說(shuo)明(ming)(ming)書中(zhong)(zhong)闡述(shu)，并且，部分地從說(shuo)明(ming)(ming)書中(zhong)(zhong)變得顯(xian)而易見，或者通過(guo)實(shi)施本發明(ming)(ming)而了解。本發明(ming)(ming)的(de)(de)目的(de)(de)和其他(ta)優(you)點可(ke)通過(guo)在所寫的(de)(de)說(shuo)明(ming)(ming)書、權(quan)利要求書、以及附圖(tu)中(zhong)(zhong)所特別(bie)指出(chu)的(de)(de)結(jie)構來實(shi)現(xian)和獲得。

93、下(xia)面通(tong)過(guo)附(fu)圖和實施(shi)例，對本(ben)發明的技術方案做進一步的詳細(xi)描述(shu)。