[发明专利]一种军用机场道面除雪除冰预警系统及方法

权利要求书

1.一种军用机场道面除雪除冰预警系统，其特征在于，包括数据采集模块(1)及地面工作站，所述地面工作站包括监测控制系统(2)及预警系统监测站(3)，所述数据采集模块(1)采用便携式预警装置，包括依次连接的冰/雪/水收集与排除装置、光学信号调节装置、无线信号收发装置、智慧操作终端及软件操作系统；所述数据采集模块(1)连接探测器解算单元，将其获取的冰雪信号传输至探测器解算单元，所述探测器解算单元通过无线通讯模块连接预警系统监测站(3)，所述预警系统监测站(3)对接收到的多个探测器信息进行数据融合后，运用表决算法发布预警信息、生成管理调度方案，辅助地面保障人员进行除雪、除冰作业管理。

2.根据权利要求1所述的一种军用机场道面除雪除冰预警系统，其特征在于，所述数据采集模块(1)采用若干便携式状态感知传感器进行数据采集，具体包括：

结冰传感器，用于识别道面结冰状态，测量结冰厚度；

积水传感器，用于识别道面积水状态，测量积水厚度；

积雪传感器，用于识别道面积雪状态，测量积雪厚度；

光纤传感器，进行冰型及冰厚的测量，作为系统的冗余设计；

光纤对射式传感器，进行积雪状态的识别与积雪厚度的测量；

光纤F-P传感器，预测当前道面结冰温度点。

3.根据权利要求1所述的一种军用机场道面除雪除冰预警系统，其特征在于，所述预警系统采用电瓶作为系统电源装置。

4.一种军用机场道面除雪除冰预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：调研机场概况和降雪、结冰基本特征

1)调研机场概况：包括地理特征、气压地面风、气候；

2)调研降雪结冰基本特征：包括降雪量、结冰特点、积水特点、结构组成；

①降雪结冰对机场跑道摩擦力的影响预警建模；

②预警建模表决算法及工程实现；

③除冰、降雪保障模式的研究；

S2：探测传感器的技术选择；

S3：探测传感器的数据处理；

S4：控制电路的设计；

S5：无线传输设计；

S6：便携传感器的设计；

S7：监控站软件编制；

S8：系统实验。

5.根据权利要求4所述的一种军用机场道面除雪除冰预警方法，其特征在于，所述S1中摩擦系数的控制具体为：

采用理论分析结合机场环境试验的方法，开展不同气象条件下积水、积雪、结冰表面粗糙度的规律研究，及其对摩擦力的影响，建立对应的预警模型；

预警模型的建立主要结合积水、积雪、结冰特性研究及其对摩擦力的影响来进行；拟针对机场的跑道及其长度，以及可能降落的机型的升力系数和速度的关系，重量，轮胎数量及接触面积，分析降落、起飞过程中保证安全的最小的地面摩擦系数；

通过理论推导，分析不同气象条件下，积雪、积水、结冰的粗糙度情况及其对摩擦力的影响，建立不同条件下的积雪、积水、结冰对应的厚度对摩擦力的影响模型：

F_cap＝f(V,T，MVD，DEQH)

若F_cap＞F_min即为安全条件，否则及时报警。

6.根据权利要求4所述的一种军用机场道面除雪除冰预警方法，其特征在于，所述S1中地面站监测管理软件：

开发工具是采用Microsoft Visual Studio和Labview软件，地面站监测管理软件及时、准确地收集、加工、存储、传递和提供信息，实现组织中各项活动的管理、调节和控制，并以此为基础进行需求分析和系统设计；实现了VS.NET与数据库Access无缝结合，以便实时管理，监控数据，并能存储，查询历史数据，从中寻找规律，做出对比分析。

7.根据权利要求6所述的一种军用机场道面除雪除冰预警方法，其特征在于，在系统中，监测管理软件通过串口，串口转485及485总线，按照Modbus协议与硬件系统进行通信，同时监测管理计算机对接收的数据进行处理，将各个光纤传感器的积水、积雪、结冰数据、预警、告警等级信息在监测管理界面上显示出来。