[发明专利]一种机场道面变形与开裂模式人工智能分析方法

说明书

本发明属于机场道面分析技术领域，公开了一种机场道面变形与开裂模式人工智能分析方法，运用元胞自动机模型考察机场道面破坏模式的边界传递效应、尺寸效应及变异效应和道面厚度对机场道面破坏模式的影响；通过机器学习方法构建机场跑道横断面不可见部分变形的动态演变过程，同时做变厚度、幅值参数分析；通过有限元分析对机场道面两种典型破坏模式的预测进行检验分析。本发明提高了机场道面使用质量，为道面养护和维修提供必要的参考，为机场安全、顺畅、快捷运行提供保证，提高航空运输能力，促进经济的快速发展；延长机场跑道使用寿命，节省大量维修、养护费用。

技术领域

本发明属于机场道面分析技术领域，尤其涉及一种机场道面变形与开裂模式人工智能分析方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：飞机大型化和航空交通量的快速增长，导致机场道面结构的破损更加明显的呈现在我们面前。从目前国内外的机场营运状况来看，相当多的机场道面在未达到设计使用年限前，路面结构就过早的出现裂缝、形变而失去使用价值，常常会带来巨大的维修压力和经济负担。1992年波音公司开始致力于开发大飞机，而当时的机场道面状况面临着能否承受大飞机荷载等技术难题，在此背景下，美国FAA和波音公司建立了一个合作研究和开发的协议，成立了美国机场道面试验中心NAPTF，主要进行不同路面结构的足尺试验研究。

综上所述，现有技术存在的问题是：

飞机大型化和航空交通量的快速增长，导致机场道面结构的破损更加明显的呈现在面前，现有的机场道面在未达到设计使用年限前，路面结构会出现裂缝、形变而失去使用价值，而现有技术不能进行提前预测，会带来巨大的维修压力和经济负担。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种机场道面变形与开裂模式人工智能分析方法。

本发明是这样实现的，一种机场道面变形与开裂模式人工智能分析方法，所述机场道面变形与开裂模式人工智能分析方法为：

运用元胞自动机模型分析机场道面破坏模式的边界传递效应、尺寸效应及变异效应和道面厚度对机场道面破坏模式的影响；

通过机器学习方法构建机场跑道横断面不可见部分变形的动态演变过程模型，同时进行变厚度、幅值参数分析；

通过有限元分析对机场道面破坏模式进行检验。

进一步，所述元胞自动机模型由若干小单元构成的动态阵列，其中每一个单元具有有限个状态，在离散步序中，每一小单元按一致的法则，由原状态及邻域单元的状态决定新的状态。

进一步，通过机器学习方法构建机场跑道横断面不可见部分变形的动态演变过程模型，同时进行变厚度、幅值参数分析包括：

步骤一、建立物理模型及控制方程：根据机场跑道横断面建立三层板物理模型，之后根据Lamb波波动方程与边界条件得到关于上下机场跑道横断面层厚、频率和波速的控制方程f(h₁，h₂，f，c)＝0，利用Matlab数值计算软件分析控制方程；

步骤二、计算得出A0模态相速度只与机场跑道横断面厚层的层厚值有关的区间:利用控制方程和Matlab求出在固定max(h₁，h₂)时，每一个频率f下，min(h₁，h₂)变化时所得到的A0模态相速度值c，找出使得c的最大值与最小值之差小于等于ε₀时对应的频率值；再连续改变max(h₁，h₂)，找出每个max(h₁，h₂)值时满足上述条件的频率值与对应的c；所有找到的点的集合即为所求区间；

步骤三、利用处于上述区间内的Lamb波频率与相应的A0模态相速度值，代入控制方程确定机场跑道横断面厚层的层厚值；