[發明專利]一種機場跑道飛機起降監測系統

有效

• 申請號: 201410279802.0
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104071351A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 張積洪;王陽;費春國;陳維興;李龍順;侯啟真;孫毅剛;李宗帥;黃哲理
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: B64F1/36
• 分類號: B64F1/36
• 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

本發明屬于地面振動檢測技術和圖像處理技術領域，特別是涉及一種機場跑道飛機起降監測系統。

背景技術

隨著我國經濟水平的提高和民航業的發展，越來越多的人選擇乘坐飛機出行，因此全國各機場的航班數量不斷增長。由于機場跑道數量有限，航班數量的增加必然會帶來航班起降管理問題，落后的管理必然導致機場不能合理調度飛機的起降，造成航班延誤。目前國內機場通過場監雷達監測飛機起降過程，但無法獲知飛機的準確起飛和落地時間。由于缺乏飛機準確的起降時間信息，機場也就無從對飛機的起降計劃進行精細化管理。

另一方面，由于飛機在起飛和降落過程中極易發生安全事故，為了保障飛機起降安全，對機場跑道的工況提出了很高的要求。跑道工況的一個重要指標就是摩擦系數，摩擦系數過低則會造成飛機側滑，偏離跑道。影響跑道摩擦系數的因素有很多，主要包括跑道膠質物的累積厚度、積水或積雪量等。其中，跑道累積膠質物的主要原因是：飛機著陸過程中起落架輪胎與跑道劇烈摩擦會將輪胎橡膠附著在跑道上形成膠質物累積，飛機接地瞬間的沖擊載荷越大，則附著在跑道上的膠質物越多，膠質物的累積會降低跑道的摩擦系數。同時，飛機接地沖擊載荷過大還會加速道面的變形和過沉降，從而導致道面壽命縮短。而目前對跑道工況的檢測只能定期通過特種設備來完成，因此道面維護具有一定的滯后性，無法提前確定維護作業的時間。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種機場跑道飛機起降監測系統。

為了達到上述目的，本發明提供的機場跑道飛機起降監測系統包括：振動檢測系統、機號檢測系統、環境檢測系統、聲檢測系統、局域網設備、主控制器、內網安全隔離設備和設備管理服務器；其中，振動檢測系統與局域網設備通過有線或無線以太網連接，用于采集飛機著陸沖擊載荷產生的地面振動；振動檢測系統同時與機號檢測系統通過標準總線相連接，用于向機號檢測系統發送準備信號；機號檢測系統與局域網設備通過有線或無線以太網連接，用于采集飛機機翼下方機號圖像，并進行圖像識別；環境檢測系統與局域網設備通過有線或無線以太網連接，用于檢測降雨量、降雪量數據；聲檢測系統與局域網設備通過有線或無線以太網連接，用于采集飛機起飛過程中的發動機噪聲；聲檢測系統同時與機號檢測系統通過標準總線相連接，用于向機號檢測系統發送準備信號；局域網設備與主控制器通過以太網連接；主控制器是本系統的控制核心，通過內網安全隔離設備與空管場監雷達系統和機場生產內網相連接，用于接收空管場監雷達系統中的飛機進近信息，以及機場生產內網中的時鐘數據；設備管理服務器與主控制器相連接。

所述的機場跑道飛機起降監測系統還包括時鐘系統、存儲系統和顯示設備；主控制器分別與時鐘系統、存儲系統和顯示設備相連接。

所述的振動檢測系統、機號檢測系統、環境檢測系統、聲檢測系統和主控制器均屬控制系統，采用微控制器、微處理器、FPGA或PLC作為核心控制器。

所述的振動檢測系統包括：振動傳感器陣列、多個變送器、信號采集模塊、振動檢測系統控制器、以太網傳輸模塊和標準總線模塊；其中，振動傳感器陣列包含多個振動傳感器，每個振動傳感器通過一個變送器與信號采集模塊連接；信號采集模塊與振動檢測系統控制器連接；振動檢測系統控制器分別與以太網傳輸模塊和標準總線模塊連接；振動傳感器陣列中的振動傳感器為力傳感器、速度傳感器或加速度傳感器；以太網傳輸模塊具有有線或無線以太網接口。

所述的機號檢測系統包括：可見光圖像傳感器、圖像采集卡、距離傳感器、機號檢測系統控制器、以太網傳輸模塊和標準總線模塊；其中，可見光圖像傳感器與圖像采集卡連接；圖像采集卡與機號檢測系統控制器連接；同時，機號檢測系統控制器也與可見光圖像傳感器連接；距離傳感器與機號檢測系統控制器連接；機號檢測系統控制器同時與以太網傳輸模塊和標準總線模塊連接。

所述的可見光圖像傳感器為CCD攝像頭、CMOS攝像頭、云臺攝像頭或高速照相機，用于采集飛機機翼下機號標識的可見光圖像；每套機號檢測系統包含2個可見光圖像傳感器；距離傳感器為激光傳感器、紅外傳感器或超聲傳感器，用于探測飛機機翼是否經過可見光圖像傳感器上方。

所述的環境檢測系統包括：降雨量傳感器、降雪量傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、環境檢測系統控制器和以太網傳輸模塊；其中，降雨量傳感器、降雪量傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器均與環境檢測系統控制器連接；環境檢測系統控制器與以太網傳輸模塊連接。