基于案例推理的适航指令颁发辅助决策支持系统研究

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当前,适航指令(Airworthiness Directive, AD)的颁发工作越来越受到世界上各个国家的适航当局的重视,按时执行并完成适航指令被视作为保证航空器安全和航空器适航的必要条件。将基于案例推理(Case-based Reasoning, CBR)的决策支持系统(Decision Support System, DSS)相关技术应用到适航管理领域中,可以改善过去适航管理部门基本依靠人为经验进行决策的状况,对于实现科学化的决策有重要的意义。本文首先通过比较我国与美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration, FAA)的适航指令颁发程序,深入了解我国适航指令颁发工作现状,分析并总结我国在这方面工作中存在的不足之处,揭示了适航指令管理信息化中所遇到的问题和难点。经过与我国适航管理部门相关人员交流探讨,明确了本系统的功能需求。在学习了基于案例推理的基本方法和原理之后,本文对当前常用的两种推理方法——基于规则的推理和基于案例的推理进行了优劣性比较,并决定使用基于案例推理作为本系统的推理方法。然后,在对所采用的NTSB航空安全事故数据库进行了详细地数据分析的基础上,本文深入研究了基于案例推理的适航指令颁发决策支持系统的关键技术,包括适航指令案例库的构建(构建包括案例的表达、案例库的索引策略和案例的存储)、适航指令案例的检索、重用、修改和学习。从适航指令颁发的实际出发,详细介绍了案例库的构建方法,建立了分类索引与K-最近相邻(K-Nearest Neighbors, KNN)方法相结合的案例检索模型,提出了较为合理的检索算法,并进行了实例验证,效果良好。最后,本文以前面所研究的技术成果为基础开发了适航指令颁发决策支持系统软件。介绍了系统的需求、功能、架构、数据库设计和界面设计方法。
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