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(shè)需求 3
1.3 智能跑道發(fā)展歷程 4
參考文獻(xiàn) 8
第2章 機(jī)場(chǎng)智能跑道的內(nèi)涵與架構(gòu) 10
2.1 智能跑道的定義與目標(biāo) 10
2.2 智能跑道的組成要素 11
2.3 智能跑道的體系架構(gòu) 13
2.3.1 組織模式 13
2.3.2 運(yùn)行模式 14
2.3.3 系統(tǒng)架構(gòu) 15
2.4 智能跑道的數(shù)據(jù)流 17
2.5 智能跑道的功能應(yīng)用 18
2.6 智能跑道的平臺(tái)搭建 19
2.6.1 系統(tǒng)平臺(tái)框架 19
2.6.2 二維GIS 20
2.6.3 三維BIM可視化 22
第3章 機(jī)場(chǎng)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(dòng)力學(xué)理論 26
3.3 智能跑道的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)-動(dòng)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論 33
參考文獻(xiàn) 35
第4章 機(jī)場(chǎng)智能跑道設(shè)計(jì) 36
4.1 設(shè)計(jì)理念 36
4.1.1 適配性 36
4.1.2 定制化 37
4.1.3 實(shí)用性 38
4.1.4 一體化 38
4.2 功能模塊設(shè)計(jì) 39
4.3 傳感器壽命設(shè)計(jì) 42
4.4 傳感器布設(shè)與道面施工協(xié)同設(shè)計(jì) 43
4.5 組網(wǎng)設(shè)計(jì) 45
4.6 系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì) 47
第5章 跑道性狀主動(dòng)感知 49
5.1 道基沉降 49
5.1.1 單點(diǎn)絕對(duì)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(jié)構(gòu) 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(lèi)等級(jí) 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(jié)冰 65
5.4 跑道環(huán)境 67
5.4.1 道基濕度 67
5.4.2 基質(zhì)吸力 68
5.4.3 地下水位 69
5.4.4 道面溫度 71
5.5 飛機(jī)荷載 72
5.5.1 滑跑行為 72
5.5.2 飛機(jī)動(dòng)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)的表觀病害識(shí)別 76
5.7 跑道高邊坡 78
參考文獻(xiàn) 79
第6章 跑道性狀在線評(píng)價(jià) 80
6.1 結(jié)構(gòu)性狀在線評(píng)價(jià) 80
6.1.1 板底脫空評(píng)價(jià) 80
6.1.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)-動(dòng)力模型融合的機(jī)場(chǎng)剛性道面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法 97
6.1.3 道面板的翹曲變形 107
6.1.4 基于振動(dòng)響應(yīng)的道面結(jié)構(gòu)在線評(píng)價(jià) 120
6.2 功能性狀在線評(píng)價(jià) 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(cè)與預(yù)測(cè)分析 135
6.3 飛機(jī)滑跑行為智能解析 145
6.3.1 智能解析算法 145
6.3.2 實(shí)施案例 148
參考文獻(xiàn) 153
第7章 跑道風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)預(yù)警 154
7.1 跑道結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn) 154
7.1.1 結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型 155
7.1.2 基于層次分析法的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo) 156
7.1.3 基于感知信息的道面結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 159
7.2 跑道運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn) 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(jī)輪滑水風(fēng)險(xiǎn)量化模型 168
7.2.3 面向飛機(jī)沖/偏出跑道的著陸制動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)量化模型 169
7.2.4 跑道抗滑失效風(fēng)險(xiǎn)及其變化規(guī)律 173
7.2.5 道面抗滑失效風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程 175
7.3 多源數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)方法 177
7.3.1 跑道安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)框架 177
7.3.2 跑道安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo) 178
7.3.3 上海虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)道面安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià) 181
參考文獻(xiàn) 188
第8章 跑道態(tài)勢(shì)精準(zhǔn)預(yù)測(cè) 190
8.1 基于非線性混合效應(yīng)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(yù)測(cè)的非線性混合效應(yīng)模型 197
8.1.4 道面使用性能預(yù)測(cè)模型在上海虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用 202
8.2 數(shù)據(jù)-機(jī)理融合的道面水冰狀況預(yù)測(cè)方法 208
8.2.1 道面溫度場(chǎng)與水冰狀況模型 208
8.2.2 道面狀況模擬結(jié)冰艙 213
8.2.3 熱學(xué)參數(shù)反演與模型優(yōu)化 215
8.2.4 道面水冰狀況預(yù)測(cè)方法 224
參考文獻(xiàn) 228
第9章 跑道運(yùn)維智能決策 229
9.1 機(jī)場(chǎng)道面維護(hù)決策框架 229
9.1.1 維護(hù)計(jì)劃及制定 229
9.1.2 維護(hù)決策影響因素 230
9.1.3 道面維修措施 233
9.2 面向即時(shí)養(yǎng)護(hù)的智能決策指標(biāo)體系和閾值 235
9.2.1 面向即時(shí)養(yǎng)護(hù)的智能決策指標(biāo)體系 235
9.2.2 智能決策指標(biāo)的閾值確定方法 237
9.3 面向長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)的智能決策多目標(biāo)優(yōu)化方法 243
9.3.1 多目標(biāo)決策優(yōu)化方法的選取 243
9.3.2 基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的優(yōu)化模型構(gòu)建 244
9.3.3 基于改進(jìn)增量動(dòng)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(hù)決策優(yōu)化 251
9.4.1 道面日常維護(hù)年度計(jì)劃決策模型 251
9.4.2 決策模型的求解 255
9.5 基于聚類(lèi)的多層級(jí)智能決策算法流程 256
9.5.1 區(qū)域養(yǎng)護(hù)決策 256
9.5.2 單元養(yǎng)護(hù)決策 258
9.5.3 板塊養(yǎng)護(hù)決策 259
參考文獻(xiàn) 266
第10章 智能跑道全壽命周期保障系統(tǒng)平臺(tái) 267
10.1 系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu) 267
10.1.1 技術(shù)架構(gòu) 267
10.1.2 部署架構(gòu) 267
10.1.3 系統(tǒng)功能 268
10.2 系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 270
10.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理 271
10.3.1 數(shù)據(jù)集成 271
10.3.2 數(shù)據(jù)清洗 272
10.3.3 數(shù)據(jù)特征提取 273
10.3.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 274
10.4 GIS+BIM數(shù)字底圖 276
10.4.1 GIS數(shù)字底圖制作 277
10.4.2 BIM制作 278
10.5 系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行環(huán)境配置 279
10.5.1 系統(tǒng)環(huán)境配置 279
10.5.2 移動(dòng)終端運(yùn)行環(huán)境配置 280
10.6 系統(tǒng)外部對(duì)接接口 281
10.6.1 智能跑道API發(fā)布 281
10.6.2 API調(diào)用 282
10.7 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全 283
10.7.1 虛擬私有云網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 283
10.7.2 系統(tǒng)安全防護(hù) 284
10.8 系統(tǒng)部署方案 285
10.9 系統(tǒng)測(cè)試 286
參考文獻(xiàn) 288
第11章 智能跑道與巡檢機(jī)器人的技術(shù)融合 289
11.1 巡檢機(jī)器人技術(shù) 289
11.2 智能跑道與巡檢機(jī)器人的數(shù)據(jù)融合 290
11.2.1 數(shù)據(jù)時(shí)空配準(zhǔn) 290
11.2.2 數(shù)據(jù)的混合組網(wǎng)與融合 296
11.2.3 數(shù)據(jù)的協(xié)同調(diào)用和快速分發(fā) 299
11.2.4 數(shù)據(jù)融合方法 300
11.3 智能跑道與巡檢機(jī)器人技術(shù)融合應(yīng)用案例 302
11.3.1 基于感知數(shù)據(jù)的板底脫空病害判定 302
11.3.2 巡檢機(jī)器人的板底脫空病害判定 309
11.3.3 融合監(jiān)測(cè)和檢測(cè)數(shù)據(jù)的板底脫空病害判定 311
參考文獻(xiàn) 316
第12章 智能跑道的實(shí)踐與典型應(yīng)用 318
12.1 高負(fù)荷機(jī)場(chǎng)典型案例：成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng) 318
12.1.1 建設(shè)背景 318
12.1.2 主動(dòng)感知方案 318
12.1.3 智能跑道系統(tǒng)平臺(tái) 324
12.1.4 智能跑道數(shù)據(jù)分析 325
12.2 高高原機(jī)場(chǎng)典型案例：日喀則定日機(jī)場(chǎng) 333
12.2.1 建設(shè)需求 333
12.2.2 主動(dòng)感知方案 334
12.2.3 智能跑道系統(tǒng)平臺(tái) 337
12.2.4 智能跑道數(shù)據(jù)分析 339
12.3 改擴(kuò)建機(jī)場(chǎng)典型案例：北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng) 350
12.3.1 建設(shè)需求 350
12.3.2 傳感器布設(shè)方案 351
12.3.3 智能跑道系統(tǒng)平臺(tái) 352
12.3.4 智能跑道數(shù)據(jù)分析 353
12.4 極寒/嚴(yán)寒地區(qū)機(jī)場(chǎng)典型案例：漠河古蓮機(jī)場(chǎng)和哈爾濱太平國(guó)際機(jī)場(chǎng) 359
12.4.1 建設(shè)背景 359
12.4.2 主動(dòng)感知方案 360
12.4.3 智能跑道系統(tǒng)平臺(tái) 361
12.4.4 智能跑道數(shù)據(jù)分析 363