目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 智能跑道發(fā)展背景 1
1.2 智能跑道建設需求 3
1.3 智能跑道發(fā)展歷程 4
參考文獻 8
第2章 機場智能跑道的內涵與架構 10
2.1 智能跑道的定義與目標 10
2.2 智能跑道的組成要素 11
2.3 智能跑道的體系架構 13
2.3.1 組織模式 13
2.3.2 運行模式 14
2.3.3 系統(tǒng)架構 15
2.4 智能跑道的數據流 17
2.5 智能跑道的功能應用 18
2.6 智能跑道的平臺搭建 19
2.6.1 系統(tǒng)平臺框架 19
2.6.2 二維GIS 20
2.6.3 三維BIM可視化 22
第3章 機場智能跑道基本理論 24
3.1 智能跑道的系統(tǒng)工程理論 24
3.2 智能跑道的系統(tǒng)動力學理論 26
3.3 智能跑道的數據驅動-動力模型融合理論 28
3.4 智能跑道的全壽命周期管理理論 30
3.5 智能跑道的流固耦合分析理論 32
3.6 智能跑道的風險評價理論 33
參考文獻 35
第4章 機場智能跑道設計 36
4.1 設計理念 36
4.1.1 適配性 36
4.1.2 定制化 37
4.1.3 實用性 38
4.1.4 一體化 38
4.2 功能模塊設計 39
4.3 傳感器壽命設計 42
4.4 傳感器布設與道面施工協(xié)同設計 43
4.5 組網設計 45
4.6 系統(tǒng)平臺設計 47
第5章 跑道性狀主動感知 49
5.1 道基沉降 49
5.1.1 單點絕對沉降 49
5.1.2 斷面差異沉降 50
5.1.3 全域差異沉降 52
5.2 道面結構 53
5.2.1 接縫傳荷能力 53
5.2.2 板底脫空 56
5.2.3 道面分類等級 58
5.2.4 翹曲變形 61
5.3 跑道表面狀況 63
5.3.1 水膜厚度 63
5.3.2 道面結冰 65
5.4 跑道環(huán)境 67
5.4.1 道基濕度 67
5.4.2 基質吸力 68
5.4.3 地下水位 69
5.4.4 道面溫度 71
5.5 飛機荷載 72
5.5.1 滑跑行為 72
5.5.2 飛機動態(tài)荷載 74
5.6 道面表觀病害 76
5.6.1 硬件選型 76
5.6.2 基于深度神經網絡的表觀病害識別 76
5.7 跑道高邊坡 78
參考文獻 79
第6章 跑道性狀在線評價 80
6.1 結構性狀在線評價 80
6.1.1 板底脫空評價 80
6.1.2 數據驅動-動力模型融合的機場剛性道面結構強度評價方法 97
6.1.3 道面板的翹曲變形 107
6.1.4 基于振動響應的道面結構在線評價 120
6.2 功能性狀在線評價 125
6.2.1 跑道全域表面狀況 125
6.2.2 基于InSAR的道面變形觀測與預測分析 135
6.3 飛機滑跑行為智能解析 145
6.3.1 智能解析算法 145
6.3.2 實施案例 148
參考文獻 153
第7章 跑道風險實時預警 154
7.1 跑道結構風險 154
7.1.1 結構風險預測模型 155
7.1.2 基于層次分析法的結構風險評價指標 156
7.1.3 基于感知信息的道面結構風險評價 159
7.2 跑道運行風險 163
7.2.1 考慮道面紋理及水膜厚度的修正LuGre摩擦模型 164
7.2.2 基于臨界滑水速度的機輪滑水風險量化模型 168
7.2.3 面向飛機沖/偏出跑道的著陸制動風險量化模型 169
7.2.4 跑道抗滑失效風險及其變化規(guī)律 173
7.2.5 道面抗滑失效風險評價流程 175
7.3 多源數據驅動的風險綜合評價方法 177
7.3.1 跑道安全風險綜合評價框架 177
7.3.2 跑道安全風險評價指標 178
7.3.3 上海虹橋國際機場道面安全風險綜合評價 181
參考文獻 188
第8章 跑道態(tài)勢精準預測 190
8.1 基于非線性混合效應的道面使用性能衰變模型 190
8.1.1 道面使用性能衰變的影響因素 190
8.1.2 道面使用性能衰變規(guī)律的建模 192
8.1.3 道面使用性能預測的非線性混合效應模型 197
8.1.4 道面使用性能預測模型在上海虹橋國際機場的應用 202
8.2 數據-機理融合的道面水冰狀況預測方法 208
8.2.1 道面溫度場與水冰狀況模型 208
8.2.2 道面狀況模擬結冰艙 213
8.2.3 熱學參數反演與模型優(yōu)化 215
8.2.4 道面水冰狀況預測方法 224
參考文獻 228
第9章 跑道運維智能決策 229
9.1 機場道面維護決策框架 229
9.1.1 維護計劃及制定 229
9.1.2 維護決策影響因素 230
9.1.3 道面維修措施 233
9.2 面向即時養(yǎng)護的智能決策指標體系和閾值 235
9.2.1 面向即時養(yǎng)護的智能決策指標體系 235
9.2.2 智能決策指標的閾值確定方法 237
9.3 面向長期養(yǎng)護的智能決策多目標優(yōu)化方法 243
9.3.1 多目標決策優(yōu)化方法的選取 243
9.3.2 基于動態(tài)規(guī)劃的優(yōu)化模型構建 244
9.3.3 基于改進增量動態(tài)規(guī)劃方法的優(yōu)化模型求解 248
9.4 基于遺傳算法的道面維護決策優(yōu)化 251
9.4.1 道面日常維護年度計劃決策模型 251
9.4.2 決策模型的求解 255
9.5 基于聚類的多層級智能決策算法流程 256
9.5.1 區(qū)域養(yǎng)護決策 256
9.5.2 單元養(yǎng)護決策 258
9.5.3 板塊養(yǎng)護決策 259
參考文獻 266
第10章 智能跑道全壽命周期保障系統(tǒng)平臺 267
10.1 系統(tǒng)平臺架構 267
10.1.1 技術架構 267
10.1.2 部署架構 267
10.1.3 系統(tǒng)功能 268
10.2 系統(tǒng)平臺數據標準 270
10.3 系統(tǒng)數據處理 271
10.3.1 數據集成 271
10.3.2 數據清洗 272
10.3.3 數據特征提取 273
10.3.4 數據存儲 274
10.4 GIS+BIM數字底圖 276
10.4.1 GIS數字底圖制作 277
10.4.2 BIM制作 278
10.5 系統(tǒng)平臺運行環(huán)境配置 279
10.5.1 系統(tǒng)環(huán)境配置 279
10.5.2 移動終端運行環(huán)境配置 280
10.6 系統(tǒng)外部對接接口 281
10.6.1 智能跑道API發(fā)布 281
10.6.2 API調用 282
10.7 系統(tǒng)網絡安全 283
10.7.1 虛擬私有云網絡規(guī)劃 283
10.7.2 系統(tǒng)安全防護 284
10.8 系統(tǒng)部署方案 285
10.9 系統(tǒng)測試 286
參考文獻 288
第11章 智能跑道與巡檢機器人的技術融合 289
11.1 巡檢機器人技術 289
11.2 智能跑道與巡檢機器人的數據融合 290
11.2.1 數據時空配準 290
11.2.2 數據的混合組網與融合 296
11.2.3 數據的協(xié)同調用和快速分發(fā) 299
11.2.4 數據融合方法 300
11.3 智能跑道與巡檢機器人技術融合應用案例 302
11.3.1 基于感知數據的板底脫空病害判定 302
11.3.2 巡檢機器人的板底脫空病害判定 309
11.3.3 融合監(jiān)測和檢測數據的板底脫空病害判定 311
參考文獻 316
第12章 智能跑道的實踐與典型應用 318
12.1 高負荷機場典型案例：成都天府國際機場 318
12.1.1 建設背景 318
12.1.2 主動感知方案 318
12.1.3 智能跑道系統(tǒng)平臺 324
12.1.4 智能跑道數據分析 325
12.2 高高原機場典型案例：日喀則定日機場 333
12.2.1 建設需求 333
12.2.2 主動感知方案 334
12.2.3 智能跑道系統(tǒng)平臺 337
12.2.4 智能跑道數據分析 339
12.3 改擴建機場典型案例：北京首都國際機場 350
12.3.1 建設需求 350
12.3.2 傳感器布設方案 351
12.3.3 智能跑道系統(tǒng)平臺 352
12.3.4 智能跑道數據分析 353
12.4 極寒/嚴寒地區(qū)機場典型案例：漠河古蓮機場和哈爾濱太平國際機場 359
12.4.1 建設背景 359
12.4.2 主動感知方案 360
12.4.3 智能跑道系統(tǒng)平臺 361
12.4.4 智能跑道數據分析 363