[发明专利]基于数据驱动-力学模型融合的道面结构性能分析方法及系统

说明书

本发明涉及基于数据驱动‑力学模型融合的道面结构性能分析方法及系统，该方法包括：建立基于感知信息的机场刚性道面力学模型，以及建立全尺寸飞机虚拟样机的模型；采集飞机起飞和降落过程中的对道面的作用力数据，将所述作用力数据输入所述机场刚性道面力学模型，通过所述飞机虚拟样机模型在机场刚性道面力学模型中模拟对道面的作用，获得模拟道面结构的变化数据；根据模拟道面结构的变化数据，得到道面的空间力学响应和结构性能指标参数，如道面的空间力学响应和结构性能指标参数达到安全阈值，则发出警报。本发明能够准确分析出机场道面的结构数据，并根据该结构数据研判出道面的安全状况。

技术领域

本发明涉及机场道面结构性能分析，具体地指基于数据驱动-力学模型融合的道面结构性能分析方法及系统。

背景技术

机场跑道的刚性道面是全球机场的主要道面形式，占我国机场道面总面积的90％以上，并将长期占据主导地位。开展可靠和准确的结构性能评价是保障飞行区运行安全和道面长效耐久的基础，目前，现有技术中对机场道路公开了以下技术方案：

公布号为CN109975139A的中国发明专利申请公开了一种机场跑道路面结构的抗冲击韧性检测装置及检测方法，该技术方案通过抗冲击韧性检测装置模拟对机场跑道路面产生的冲击力，并利用重力势能公式算出不同重力下对机场跑道路面产生的冲击力，从而实现对机场跑道路面结构的抗冲击韧性检测，该检测方案只能检测道路在模拟的冲击力作用下，从宏观视觉的角度观察地面造成的凹痕深度和损坏程度，然而无法从微观的角度检测判断道路的内部物理结构的性能变化情况。

公布号为CN107341455A的中国发明专利申请公开了一种对夜间机场跑道路面上外来物的区域多特征的检测方法及检测装置，该专利申请通过移动车载携带FOD检测装置、激光器和CCD相机，实现对夜间机场跑道路面上外来物的快速检测，可以有效的解决夜间机场跑道上光线不足、光线变化、光强不均所带来的噪声干扰和机场跑道路面出现的“突鼓”、“裂缝”所引起CCD相机和红色激光线的震动干扰，但是该方案只能判断道路的路况，例如道路上的异物、障碍物等，而无法检测检测道路主体结构的物理结构和性能状态。

公布号为CN101982835A的中国发明专利申请公开了一种SAR图像机场道路边缘检测水平集方法，该方法解决了SAR图像中斑点噪声对图像边缘检测的影响，通过该方法只能通过图像检测机场道路的边缘状况，无法获得机场道路主体结构的物理结构和性能状态。

公布号为CN111985324A的中国发明专利申请公开了一种结合全卷积回归神经网络和条件随机场的道路检测办法，该方案通过采集行车记录仪视频，对采集的视频结合全卷积回归神经网络和条件随机场实现对道路的检测，该方案只能解决因极端光照条件而造成的孔洞及边缘不平滑的问题，从而提高道路检测精度，无法获得机场道路主体结构的物理结构和性能状态。

此外，国内外还存在一些道路的评价方法多基于力学模型或室内外试验，受到模型简化、理想假设、室内外试验样本数量有限等因素的制约，难以应对现场复杂的运行环境及荷载特征，从而影响道面结构性能评价的准确性和可靠性。

因此，如何准确检测、分析和判断道面主体内部的物理结构，为保障机场道面的安全提供更为精准的数据成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足而提供基于数据驱动-力学模型融合的道面结构性能分析方法及系统，通过本方法能够准确分析出机场道面的结构数据，并根据该结构数据研判出道面的安全状况。

实现本发明目的采用的技术方案是一种基于数据驱动-力学模型融合的道面结构性能分析方法，该方法包括：

建立基于感知信息的机场刚性道面力学模型，以及建立全尺寸飞机虚拟样机的模型；

采集飞机起飞和降落过程中的对道面的作用力数据，将所述作用力数据输入所述机场刚性道面力学模型，通过所述飞机虚拟样机模型在机场刚性道面力学模型中模拟对道面的作用，获得模拟道面结构的变化数据；