本发明专利技术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。本发明专利技术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。全寿命周期成本。全寿命周期成本。
【技术实现步骤摘要】
一种机场道面安全预警方法、系统、介质及终端
[0001]本专利技术涉及道路工程领域，特别是涉及一种机场道面安全预警方法、系统、介质及终端。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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％。
[0004]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。
技术实现思路
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术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。
[0006]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术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。
[0007]于本专利技术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。
[0008]于本专利技术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。
[0009]于本专利技术的第一方面的一些实施例中，所述浅水方程包括：
[0010][0011]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。
[0012]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术的第二方面提供一种机场道面安全预警系统，包括：数据采集模块，用于采集机场道面的水膜厚度实测数据和铺面板的振动数据；分析计算模块，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；安全预警模块，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。
[0013]于本专利技术的第二方面的一些实施例中，所述数据采集模块包括：遥感式水膜厚度传感器，用于采集机场道面的所述水膜厚度实测数据；分布式光纤，用于采集所述铺面板的振动数据。
[0014]于本专利技术的第二方面的一些实施例中，所述分布式光纤的布设方式包括：将光纤缠绕制成多个光纤圈；在所述机场道面为水泥道面的情况下，将所述光纤圈依次绑扎于钢筋网上且光纤圈在水泥道面单块板内Z字型斜向布设；在所述机场道面为沥青道面的情况下，将所述光纤圈依次固定在水稳基层上且光纤圈在沥青道面单块板内纵向布设。
[0015]于本专利技术的第二方面的一些实施例中，所述系统包括：基于所述Z字型斜向布设或纵向布设的光纤圈获取的所述振动数据，实时获取飞机机型信息和飞机行驶轮迹信息。
[0016]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述机场道面安全预警方法。
[0017]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术的第四方面提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述机场道面安全预警方法。
[0018]本专利技术提出的一种机场道面安全预警方法、系统、介质及终端，具有以下有益效果：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(脱空状态)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，为跑道的日常管理运维工作带来便利，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。
附图说明
[0019]图1显示为本专利技术一实施例中一种机场道面安全预警方法流程示意图。
[0020]图2显示为本专利技术一实施例中一种机场道面安全预警系统结构示意图。
[0021]图3显示为本专利技术一实施例中一种分布式光纤的缠圈示意图。
[0022]图4显示为本专利技术一实施例中一种机场道面安全预警系统的布设示意图。
[0023]图5显示为本专利技术一实施例中一种基于有限体积法求解迭代水膜厚度的计算过程示意图。
[0024]图6显示为本专利技术一实施例中一种水膜厚度的模型计算值与实测值的对比示意图。
[0025]图7显示为本专利技术一实施例中一种机场道面安全预警系统的结构示意图。
[0026]图8显示为本专利技术一实施例中一种电子终端的结构示意图。
具体实施方式
[0027]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本专利技术的若干实施例。应当理解，还可使用其它实施例，并且可以在不背离本专利技术的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本专利技术的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本专利技术。空间相关的术语，例本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机场道面安全预警方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的机场道面安全预警方法，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的机场道面安全预警方法，其特征在于，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。4.根据权利要求2所述的机场道面安全预警方法，其特征在于，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
【专利技术属性】
技术研发人员：曹承，孔凡东，褚昊，赵鸿铎，钱鑫，边泽英，
申请(专利权)人：北京首都国际机场股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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