基于案例推理的适航指令颁发辅助决策支持系统研究

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的背景和意义
• 1.2 适航管理概述
• 1.2.1 适航的定义
• 1.2.2 适航管理的概念
• 1.2.3 适航管理的主要内容
• 1.3 决策支持系统（DECISSION SUPPORT SYSTEM, DSS）基本概述
• 1.3.1 DSS 的基本概念
• 1.3.2 DSS 的发展历史
• 1.3.3 DSS 在民航领域的研究与应用
• 1.4 基于案例推理（CASE-BASED REASONING, CBR）的基本概述
• 1.4.1 CBR 简介
• 1.4.2 CBR 的发展概况
• 1.4.3 CBR 在民航领域的研究与应用
• 1.5 本文主要研究内容及文章组织结构
• 第二章 适航指令的颁发与管理
• 2.1 适航指令概述
• 2.1.1 适航指令定义
• 2.2.2 适航指令的内容
• 2.2.3 适航指令的颁发条件
• 2.2 美国FAA 适航指令（AD）的颁发与管理程序
• 2.3 我国适航指令颁发管理程序
• 2.3.1 我国适航指令颁发管理的现状
• 2.3.2 我国适航指令编写中存在的问题
• 2.4 适航管理部门的需求
• 第三章 基于案例的推理
• 3.1 CBR 基本概念
• 3.2 CBR 的工作机制
• 3.2.1 案例的表示与案例库索引
• 3.2.2 案例存储
• 3.2.3 案例的检索与匹配
• 3.2.4 案例的重用修改
• 3.2.5 案例的学习
• 3.3 CBR 特点
• 3.3.1 CBR 和 RBR 的区别
• 3.3.2 CBR 系统优越性
• 3.3.3 CBR 系统目前的问题
• 第四章 适航指令颁发的CBR 方法研究
• 4.1 NTSB 航空事故数据库分析
• 4.1.1 简介
• 4.1.2 数据表分析
• 4.1.3 事故故障信息的代码表示
• 4.1.3.1 总体说明
• 4.1.3.2 代码分类
• 4.1.3.3 代码的含义
• 4.1.3.4 代码使用说明
• 4.2 适航指令颁发案例库的构建
• 4.2.1 AD 案例特征属性的提取与案例表达
• 4.2.1.1 案例特征属性的提取
• 4.2.1.2 案例表达示例
• 4.2.2 案例库分类索引策略
• 4.2.3 AD 案例的存储
• 4.3 AD 案例的检索模型
• 4.3.1 KNN 简单介绍
• 4.3.2 字符型字段的匹配方法
• 4.3.3 特征属性的匹配
• 4.3.4 特征属性权值的确定
• 4.3.5 本案例库案例检索方案
• 4.3.6 算法的实现
• 4.4 AD 案例的重用、修改和学习
• 4.5 实例验证
• 4.5.1 案例描述属性的检索
• 4.5.2 解决方案属性的检索
• 第五章 AD 颁发决策支持系统设计与实现
• 5.1 系统需求分析
• 5.2 系统主要功能
• 5.3 系统架构
• 5.3.1 系统开发环境
• 5.3.2 系统结构
• 5.3.2.1 B/S 体系结构概述
• 5.3.2.2 三层体系结构概述
• 5.4 系统数据库设计
• 5.4.1 数据库的逻辑设计
• 5.4.2 使用ADO.NET 访问数据库
• 5.5 系统用户界面设计
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 系统的扩展方向与改进之处
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所发表的论文