[發明專利]基于多傳感器的地面飛機表面結冰預報裝置及方法

有效

• 申請號: 201010185778.6
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101866525A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 王立文;陳斌;于之靖;高建樹;許丹丹
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G08B19/02
• 分類號: G08B19/02
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

技術領域

本發明屬于民航技術領域，特別是涉及一種基于多傳感器的地面飛機表面結冰預報裝置及方法。

背景技術

目前，隨著我國民航運輸規模的迅速擴大，航班起降密度進一步提高。為了保證旅客的飛行安全及高效運輸，減少因為惡劣天氣(冰雪、凍雨)而造成的航班延誤或取消，惡劣天氣環境下的氣象預報對機場地面服務保障工作具有十分重要的意義。

機場范圍的氣象預報主要靠機場氣象部門提供，由于該預報的范圍大且時間長，而且只能針對大氣情況進行預報，而無法對局部區域地面飛機表面的結冰情況提供短時預報。例如2008年1月中下旬至2月初，我國中南方地區發生的大面積雨雪冰凍自然災害，致使該地區的一些樞紐機場曾一度關閉，結果造成大面積的航班延誤或者取消。因此單純依靠機場氣象部門提供的機場區域天氣預報不能準確地預報出地面飛機表面的結冰情況。

目前，機場地面服務部門仍采用人工目測的方法對地面飛機表面的結冰情況進行預報。由于這種預報方法人為因素較大，并且沒有科學依據，因此很容易出現誤報、漏報問題，結果極易引起飛行安全事故。另外，由于這種預報方法實際上屬于事后預報，因此不利于機場地面服務人員提前啟動除冰程序，管理部門也很難有效地組織人員、設備和材料等資源高效進行除冰。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種預報信息準確，并且實用性強的基于多傳感器的地面飛機表面結冰預報裝置。

本發明的另一個目的在于提供一種上述基于多傳感器的地面飛機表面結冰預報方法。

為了達到上述目的，本發明提供的基于多傳感器的地面飛機表面結冰預報裝置包括模擬飛機機翼、多個溫度傳感器、溫度信號調理板、濕度傳感器、濕度信號調理板、風速傳感器、RS-485串行通信接口和計算機系統；其中模擬飛機機翼設置在地面飛機表面結冰模擬現場，其采用與飛機機翼相同的材料制成；多個溫度傳感器相隔距離安裝在模擬飛機機翼的表面，并且同時通過溫度信號調理板與計算機系統相連；濕度傳感器和風速傳感器安裝在地面飛機表面結冰模擬現場，并分別通過濕度信號調理板和RS-485串行通信接口與計算機系統相接。

所述的基于多傳感器的地面飛機表面結冰預報裝置還包括一個遠程網絡服務器，計算機系統通過遠程網絡服務器與機場航班指揮調度系統相連。

所述的多個溫度傳感器安裝在模擬飛機機翼的迎風面上。

所述的計算機系統采用研華工業計算機，其上配備有RS-485接口卡、信號采集板卡、網絡遠程接口、人機交互界面和數據存儲模塊。

本發明提供的基于多傳感器的地面飛機表面結冰預報方法包括按順序進行的下列步驟：

1)在一個地面飛機表面結冰模擬現場設置一個模擬飛機機翼，并且在模擬飛機機翼的表面安裝多個溫度傳感器，同時在該模擬現場安裝一個濕度傳感器和一個風速傳感器，分別用于采集模擬現場的溫度、大氣濕度和風速；

2)利用計算機系統對上述傳感器采集的溫度、濕度及風速數據進行分析處理，以提取出結冰天氣環境下模擬現場的特征信息；

3)計算機系統結合機場冰雪天氣歷史數據，采用神經網絡建立起機場區域冰雪天氣預報數學模型；

4)計算機系統利用上述步驟2)得出的特征信息對上述機場區域冰雪天氣預報數學模型進行修正而得出地面飛機表面結冰預報數學模型，并將該預報數學模型投入到地面飛機表面結冰模擬現場，以進行實際的運行預報。

所述的神經網絡為BP神經網絡，其是一種多層前饋網絡。

本發明提供的基于多傳感器的地面飛機表面結冰預報裝置和方法是將機場區域冰雪天氣預報數據結合地面物體表面溫度、大氣濕度和風速等因素作為地面飛機表面結冰預報數學模型的輸入，通過神經網絡預報算法而得到當前乃至未來短時間內發生結冰的幾率，因此可以對機場小區域內地面飛機表面的結冰情況進行短時間預報，并且可以對停機坪過夜航班進行及時監測，以提前給出結冰預警信號，這樣便于機場地面服務部門提前展開除冰工作，并將結冰預警信號反饋給機場航班指揮調度系統。此外，本方法還具有預報信息準確且實用性強等優點。

附圖說明

圖1為本發明提供的基于多傳感器的地面飛機表面結冰預報裝置構成示意圖。

圖2為本發明提供的基于多傳感器的地面飛機表面結冰預報方法中使用的地面飛機表面結冰神經網絡預報數學模型框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的基于多傳感器的地面飛機表面結冰預報裝置及方法進行詳細說明。