模糊神经网络在飞行数据挖掘领域的研究

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1、国交通研究与探索(2005)一第六声全目交通运输颁域眚牟掌木会议论丈亲“，}．．⋯r吖po—t柙j，丹Jp，¨，o⋯～”4t，+’{、_⋯．“·矗-弗一，I-，．。≯t‘。。一—舻舛，帮一一傅僻^坤，o'■模糊神经网络在飞行数据挖掘领域的研究王旭辉，吴灼辉。黄圣国(南京航空航天大学民㈣，江苏南京210016)摘要：利用模糊神经网络中的模糊Hopfield网络方法。对多数据源的飞行数据进行聚类处理，实现飞行数据的快速分组处理，提高数据挖掘准确率。能有效加快Hopfield网络的收敛速度，提高聚类效率。与普通的数据译码处理手段

2、所得数据源相比较，更适用于构建数据仓库，进行数据挖掘工作。关键词：模糊逻辑；Hopfield网络；聚类；数据预处理0引言飞行数据包括由飞行数据记录设备所记录下来与飞机飞行性能、状态有关的飞行参数和地空数据链传输的实时飞行数据。主要应用于飞行事故调查，飞。机设计，机务维修，飞行质量评估。随着参数量的增加，系统记录的飞行数据量也急速膨胀。译码人员在将记录数据转换为工程数据的同时，希望能通过数据分析得到隐i萄准数据背后的关系、规则和发展趋势，从而实现对飞行数据更高层次的应用。基于数据仓库的数据挖掘技术在‘悔量”数据分忻领域已经被

3、汪实是—种有效的工具，在交通、电信、金融、气象等大数据量处理领域得到了很好的应用。在飞行数据处理领域，由于飞行数据来源的多样性，使得在构建数据仓库时，存在底层数据来源复杂性这一问题。普通数据预处理工具不能解决这—难点。本文研究了将模糊Hopfidd网络用于飞行数据的聚类分析。该网络具有结果准确，聚类速度快的特点，可以解决多飞行数据源的数据预处理问题。1数据仓库体系与数据预处理阶段数据挖掘技术并非必须建立在数据仓库的基础匕，但在开发数据仓库过程中，所谴行的数据集成、清洗和准备，使数据仓库对于数据挖掘具有重要的价值。飞行赞目矧

4、均使用者在操作数据时遇到最常见的问题不是数据匮乏，而是数据存放在多个不同的管理系统中。所以，建立数据挖掘环境的首要工作就是，将数据源动态集成到数据仓库中。事实上，在数据挖掘实施过程中，有70％的工作量用于数据准备和提高数据质量。1．1飞行数据仓库的概念和设计W．H．Inmon在(BuildingtheDataWarehouse}中定义数据仓库为：‘鳓据仓库是面向主题的、集成的、随时间变化的、历史的、稳定的、支持决策制定过程的数据集合。”数据仓库有两个主要作用：—是，从各信息源提取决策需要的数据，加工处理后，存储到数据仓库中

5、；二是，为数据挖掘等技术提供鼬睁的数据环境。包括以下，1个步骤：确定主题；定!；c事实表；确定维度信息；选择事实表；计算并存储事实表中的衍生数据段；找出维度表；选择数据库时段；跟踪改变维的需求；确定查询优先级和查询模式。从数据仓库的应用看，由于电信和金融等领域的数据具有可集成性、规范性等特点，应用比皎成熟。在交通工程领域，由于数据存在复杂性、无规律性和不规范性等特点，使得数据仓库的直用不广泛。但工程人员认识到，数据仓库在处理海量数据方面的能力，在地理信息、空间数据等海量数据工程中，都引入了数据仓库技术。在空中交通系统中，也

6、需要建立基于飞行数据的数据仓库，以解决多数据源的海量飞行数据分析，使飞行数据得到更高层次的应用，指导航务、机务和商务等部门的运作，提高飞机的运行安全和航空运输的经济效益。2005·8中国·大连678第四部分：交通信息工程及控制r●。，一■辩●J审』’#^r矿☆■≈∥，．‘rd．Eae,，，，，dr．∥de"'．ctt-，t，中妒一’。∥^搿’僖·”硝uF一。”～，，·，．‘．?一1．2飞行数据仓库的体系结构基于飞行数据所构成的数掳抢库，以下简称“飞行数据仓库”，需要不断与用户进彳亍!牧据交互。处于不断更新的过程之中。因此，

7、飞行数据仓库是业务驱动(business-driven)型，而不是技术驱动(IT-driven)的数据仓库。它的物理体系结构包括：数据源、数据存储和管理、数据分析处理服务器和客户端应用工具。飞行数据仓库的体系结构包括四层：第一层是数据源层，包括各种格式的飞行数据源；第二层是数据监视层，与底层数据源相连接，感知数据源的变化；第三层是数据集成层，选择特定的算法程序对监i见层的数据进行预处理；第四层是数据仓库层，存储供用户分析用的有效数据。客户端应用程序是与体系结构的第四层进行物理连接的。体系结构如图1所示：I，I数据源层l监视

8、层{集成层}数据仓库}：。：：t：嚣o■Extract副ACARSI--◆r—}■Transform>BMEDMSi---◆r，◆Clearing：■：EMcL科◆Loading用户应用图l飞行数据仓库物理体系结构1．3数据预处理构建飞行数据仓库所涉及的飞行数据源主要有快速存取记录器(QAR)译码数据，