[发明专利]一种机场道面安全预警方法、系统、介质及终端

说明书

本发明提供一种机场道面安全预警方法、系统、介质及终端，所述方法包括：采集机场道面的水膜厚度实测数据和铺面板的振动数据；基于所述水膜厚度实测数据结合映射算法计算获取机场道面的全域水膜厚度预估数据；基于所述振动数据获取机场道面脱空状态数据；基于所述全域水膜厚度预估数据和所述机场道面脱空状态数据进行安全预警。本发明基于遥感式水膜厚度传感器和分布式光纤等先进智能感知技术，实现对水膜厚度、飞机轮迹和道面结构状态等机场跑道运行安全关键性状的实时监测及安全预警，为跑道运行、维护等提供辅助决策信息，有效提高跑道的安全阈度和运行效率，提升跑道的精细化科学管养水平，延长跑道寿命，并降低跑道运行的全寿命周期成本。

技术领域

本发明涉及道路工程领域，特别是涉及一种机场道面安全预警方法、系统、介质及终端。

背景技术

近年来，随着交通强国、科技强国等国家重大战略的提出，对新时代民航提出了高质量智能化的发展需求，这对保障跑道设施的性能安全和运行环境安全至关重要。

目前，机场道面抗滑性能和板底脱空状态是影响跑道适航安全性的关键指标。在湿滑状态下，道面表面积水的存在会使道面的摩擦力减小，降低飞机的制动效果，同时还会对飞机的方向控制造成困难，增加安全风险事故的发生概率。板底脱空对混凝土铺面的结构性能影响显著，严重的板底脱空会诱发多种病害，包括断板、错台、沉陷等，影响铺面服务性能，研究表明，严重的板底脱空可导致机场混凝土铺面板内的最大荷载应力增大80％。

因此，准确检测和识别道面湿滑及脱空状态，并进行安全评估与风险预警，可有效控制混凝土铺面的结构性损坏，提高跑道的安全阈度和运行效率，延长跑道寿命，降低跑道运行的全寿命周期成本，对于提升民航的精细化科学管养水平，推进智慧机场建设具有重要意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种机场道面安全预警方法、系统、介质及终端，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明的第一方面提供一种机场道面安全预警方法，包括：采集机场道面的水膜厚度实测数据和铺面板的振动数据；基于所述水膜厚度实测数据结合映射算法计算获取机场道面的全域水膜厚度预估数据；基于所述振动数据获取机场道面脱空状态数据；基于所述全域水膜厚度预估数据和所述机场道面脱空状态数据进行安全预警。

于本发明的第一方面的一些实施例中，所述全域水膜厚度预估数据的获取方式包括：基于所述水膜厚度实测数据构建浅水方程；基于有限体积法对所述浅水方程求解获取全域水膜厚度计算值；基于梯度下降法对所述全域水膜厚度计算值进行修正以获取所述全域水膜厚度预估数据。

于本发明的第一方面的一些实施例中，所述机场道面脱空状态数据的获取方式包括：对所述振动数据进行降噪预处理；从预处理后的振动数据中获得短时过零率，其中所述振动数据通过各监测节点的分布式光纤获取；将各监测节点的所述短时过零率组合获取过零率分布；基于所述过零率分布的峰值，提取经过飞机轮胎下方的分布式监测节点以获取其行驶轮迹数据；基于所述行驶轮迹数据，采用加权频率计算获取所述机场道面脱空状态数据。

于本发明的第一方面的一些实施例中，所述浅水方程包括：

其中，h表示水膜厚度；u和v分别表示水流速度沿x和y方向的分量；q_r表示降雨强度；g表示重力加速度；S₀表示底坡源项，S_0,x和S_0,y分别表示其沿x和y方向的分量；S_f表示摩擦源项，S_f,x和S_f,y分别表示其沿x和y方向的分量。