28 数据挖掘技术在航空电子领域的应用研究-赵倩(8)

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1、第二十八届（2012年）全国直升机年会论文数据挖掘技术在航空电子领域的应用研究赵倩（中国直升机设计研究所，景德镇,333001）摘要:针对数据挖掘技术与航空电子系统领域的结合应用需求，总结了数据挖掘技术的专业特点和迄今为止此技术在航电系统领域三种典型的使用实例。结合我国直升机航电水平的现状和作者日常研发工作中遇到的问题，提出了数据挖掘技术在直升机航电系统三个可能的应用方向：对试飞总线数据的多角度分析处理；对专家经验的收集、管理、分析和使用；对信息的实时处理以帮助飞行员决策、减轻飞行员的负担。关键词:数据挖掘;航空电子系统;飞行数据;专家经验库;辅助决策1引言随着信

2、息技术和计算机技术的迅猛发展，人们面临着越来越多的文本、图像、视频以及音频等数据，为帮助用户从这些大量数据中分析出其中蕴含的有价值信息，数据挖掘（DataMining）应运而生。在人们越来越重视效率的今天，数据挖掘这门科学已经比以往任何时候都要热门。现如今，数据挖掘技术已基本成熟，数据挖掘人员的研究重点不再是基本算法的改进和概念的扩展更新，而转变为与某一专业领域的结合应用。航空电子是电子、信息与计算机科学技术在航空工程中的应用，是在航空技术和电子技术发展过程中逐步形成的。航空电子系统的功能几乎渗透到飞机的每一个任务能力，已成为飞机的“耳目”和“大脑”，对于飞机的性

3、能及使命完成能力具有决定性作用。随着电子和信息技术的不断进步，航空电子系统有了快速的发展，但与此同时也面临着前所未有的挑战。比如：航电设备中软硬件能力的提高使得大量数据快速产生，这些数据应当被充分利用起来；航电系统总体性能和各设备性能的有效评估；系统科学维护、故障预测和排除；信息化战场对快速准确决策和高效作战能力的要求等。而数据挖掘技术主要面向数据分析和信息发现，航电系统领域在许多方面有着对数据挖掘的应用需求。1.1数据挖掘技术简介数据挖掘，又称为数据库中的知识发现（KnowledgeDiscoveryinDatabase,KDD）是一个多学科交叉的新型研究领域，

4、其概念于1995年在美国计算机年会（ACM）上首次被提出。所谓数据挖掘[1]，就是从数据库中抽取隐含的、以前未知的、具有潜在应用价值的信息的过程；具体来说，数据挖掘是对观测到的海量数据进行分析，目的是发现未知的关系和以数据拥有者可以理解并对其有价值的新颖方式来总结数据；主要利用特定的知识发现算法，在一定的运算效率的限制下，从大量的数据中提取或挖掘有用的知识。与传统的信息处理方法相比，数据挖掘有其自身的特点[2]：(1)数据挖掘常用来处理海量数据，所以在进行知识发现时，首先收集数据，集中在数据仓库中；(2)数据挖掘的重点大多放在“学习”上，即从实际的海量数据中发现知

5、识的方法；(3)数据挖掘对模型的复杂度和所需的计算量较为关注，有能力对复杂的数据关系进行建模，更适应于解决复杂的问题；(4)数据挖掘方法多种多样，综合了统计分析方法、机器学习方法、神经网络法和其他的人工智能方法，适合对多数据源进行处理，发现多种类型的信息知识形式；(5)数据挖掘技术能快速对数据变化做出反应，供决策者提出实时随机查询；能基于数据的新变化，快速调整已发现的知识，具有很强的动态性。614此外，数据挖掘技术具有很高的容错性，得出的知识并不需要适用于所有数据；对于所发现的模式，只需对当前已有的数据集具有一定程度的支持度，便被认为是有效的。数据挖掘技术具有明显

6、的特色，它包含一系列数据分析工具用于发现存在于大型数据集中之前未知的、有效的模式和关系，也被广泛应用于各个领域。商业领域（比如银行业、保险业、零售业）通常使用数据挖掘技术减少开支，提高研究能力，增加业绩等；著名的“啤酒与尿布”关系是数据挖掘技术在零售业中的一个典型应用，说明了这一技术的有效性和重要意义。在公共领域，数据挖掘应用最初主要是发现欺诈行为等，到现在已发展到可评估和提高程序性能[3]。在国家安全领域，数据挖掘方法可用于发现恐怖活动（比如金钱转移和交易）、或发现和跟踪恐怖分子的行为（比如通过旅行和移民记录）。1.2航空电子系统的现状与未来航空电子系统是影响飞

7、机整体性能改进、任务完成和生存能力提高的重要因素。近半个世纪以来，为解决航电系统中的一系列问题，以美国为首的西方国家开始了漫长的航电系统综合技术开发过程。综合航空电子技术发展至今，基本上经历了分散、联合、综合到高度综合这四个阶段。现代飞机大多采用第二代航空电子系统（联合式结构）。第三代航空电子系统结构是以“宝石柱”（PavePillar）和F-22为代表的综合式结构；第四代航空电子系统结构是以“宝石台”（PavePace）和联合攻击机（JSF）为代表的先进综合式结构[4]。“宝石台”计划较之“宝石柱”功能更完善、性能更优良、综合程度更高。面对国外航空电子技术迅猛发

8、展的严峻形