一种用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法及装置

摘要

本发明涉及一种用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法及装置，所述方法包括：获取敷设有光栅阵列光缆的机场场道的功能区域及工程结构，根据所述功能区域及工程结构，划分网格单元并确定待检测参量；根据所述功能区域、结构网格单元及待检测参量确定敷设光缆信息，根据所述敷设光缆信息得到测区信息；根据所述功能区域、结构网格单元、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对用于机场场道安全监测的光栅阵列光缆进行编码，得到编码后的光栅阵列。本发明公开的用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法，将机场场道工程结构网格单元与光栅阵列传感单元进行自动关联，用以实现光纤光栅阵列传感机场场道监测系统的各项智能化功能。

说明书

技术领域

本发明涉及机场飞行区场道安全监测技术领域，具体涉及一种用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法及装置。

背景技术

近年来，随着旅游出行和物流运输业务量的急剧增加，飞机起降架次增加、航班密度增大、机场运行时间延长。其直接影响是机场场道等基础设施损坏频次增加、使用年限减少的同时，检修养护的天窗时间缩短，使得机场的安全管理压力和运维成本急剧上升。因此，迫切需要采用先进的传感技术，对机场场道道面工程结构各项性能参数进行全面、实时监测，预测评估道面健康状况，为机场道面日常运行管理与高效科学养护提供科学依据，从而制定出智能化运维管理机制，有效控制风险，提高管理效率，降低养护作业强度，减少运营成本。

现有监测技术中，针对机场场道上的各种运载体(如飞机、车辆等)的监测，目前普遍采用视频、雷达和GPS等图像采集和定位技术，但这些技术只能获取运载体位置、速度等信息，无法获取运载体对道面结构的响应和道面内部信息；针对机场跑道起、降等重点区域的监测，目前多采用传统电类传感技术，近年来也有一些机场采用了光纤传感技术，尽管能够实现局部区域的多参数监测，但这些技术大多基于点式传感器，难以大规模组网，信号远距离传输困难，只能在机场场道局域、有限范围内进行监测，无法获取机场场道全面、多参数信息，难以实现机场场道状态的自动化监测和智能化管理，此外，由于机场场道面积大，结构复杂，监测参数多，如何将工程结构网格单元与传感网络的传感单元进行关联，是急待解决的技术问题。

因此，有必要提供一种基于光纤光栅阵列传感技术的机场场道安全监测编码方法，能够构建机场场道智能监测系统，实现机场场道全时、全域监测，既能实时获取飞机荷载信息，也能获取机场场道道面状态信息，同时还能够将工程结构网格单元与光纤光栅阵列传感网络的传感单元进行自动关联，从而实现该监测系统的各项智能监测功能。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法及装置，将机场场道工程结构网格单元与光栅阵列传感单元进行自动关联，用以实现基于光纤光栅阵列传感网络的机场场道安全监测系统的各项智能化功能。

本发明提供一种用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法，包括：

获取敷设有光栅阵列光缆的机场场道的功能区域及工程结构，根据所述功能区域及工程结构，划分结构网格单元并确定待检测参量；

根据所述功能区域、结构网格单元及待检测参量确定敷设光缆信息，根据所述敷设光缆信息得到测区信息；

根据所述功能区域、结构网格单元、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对所述光栅阵列光缆进行编码，得到编码后的光栅阵列。

进一步地，根据所述功能区域及工程结构确定待检测参量，包括：

利用所述功能区域、工程结构及第一预设规则确定待检测参量。

进一步地，所述敷设光缆信息包括光缆类型信息、光缆编号信息、光缆敷设位置信息。

进一步地，根据所述敷设光缆信息得到测区信息，包括：

利用所述敷设光缆信息和第二预设规则得到测区信息。

进一步地，所述测区信息包括温度测区信息、振动测区信息、应变测区信息及测区编号信息。

进一步地，根据所述功能区域、结构网格单元、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对所述光栅阵列光缆进行编码，包括：

按照预设编码规则和所述功能区域、结构网格单元、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对用于机场场道监测的光栅阵列光缆进行编码。

进一步地，还包括：

根据所述编码后的光栅阵列光缆对所述机场场道安全进行监测。

本发明还提供了一种用于机场场道安全监测的光栅阵列编码装置，包括信息获取模块、信息处理模块及编码模块；

所述信息获取模块，用于获取敷设有光栅阵列光缆的机场场道的功能区域及工程结构，根据所述功能区域及工程结构，划分结构网格单元并确定待检测参量；

所述信息处理模块，用于根据所述功能区域、结构网格单元及待检测参量确定敷设光缆信息，根据所述敷设光缆信息得到测区信息；

所述编码模块，用于根据所述功能区域、结构网格单元、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对所述光栅阵列光缆进行编码，得到编码后的光栅阵列。

本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的用于机场场道安全监测的光栅阵列编码。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的用于机场场道安全监测的光栅阵列编码。

采用上述实施例的有益效果是：本发明提供了一种用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法，通过获取敷设有光栅阵列光缆的机场场道的功能区域、工程结构、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对用于机场场道安全监测的光栅阵列光缆进行编码，将机场场道工程结构网格单元与光栅阵列传感单元进行自动关联，用以实现基于光纤光栅阵列传感网络的机场场道安全监测系统的各项智能化功能。

附图说明

图1为本发明提供的用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例中提供的机场场道工程结构网格单元划分示意图；

图3为本发明实施例中提供的机场跑道光缆敷设方式的示意图；

图4为本发明提供的用于机场场道安全监测的光栅阵列编码装置一实施例的结构框图；

图5为本发明提供的电子设备一实施例的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明提供了一种用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法、装置及计算机可读存储介质，以下分别进行详细说明。

本发明实施例提供了一种用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法，其流程示意图，如图1所示，所述用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法包括：

步骤S101、获取敷设有光栅阵列光缆的机场场道的功能区域及工程结构，根据所述功能区域及工程结构，划分结构网格单元并确定待检测参量；

步骤S102、根据所述功能区域、结构网格单元及待检测参量确定敷设光缆信息，根据所述敷设光缆信息得到测区信息；

步骤S103、根据所述功能区域、结构网格单元、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对所述光栅阵列光缆进行编码，得到编码后的光栅阵列。

本发明的实施例通过获取敷设有光栅阵列光缆的机场场道的功能区域、工程结构、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对用于机场场道安全监测的光栅阵列光缆进行编码，将机场场道工程结构网格单元与光栅阵列传感单元进行自动关联，用以实现基于光纤光栅阵列传感网络的机场场道安全监测系统的各项智能化功能。

本发明的一些实施例中，所述机场场道的功能区域是指所述机场场道内具有不同使用方式或者用途的区域，所述机场场道功能区域包含：机场跑道(Runway)、滑行道(Taxiway)、联络道(Taxiway)和停机坪(Parking apron)；

所述机场场道的工程结构是指所述机场场道具有不同结构要求和承载要求的道面结构。

一个具体的实施例中，机场场道结构网格单元划分示意图如图2所示。所述的结构网格单元是指机场场道道面的横向和纵向伸缩缝为网格线划分网格单元，所形成的结构网格单元编号用G

所述除机场跑道以外的其他功能区域，包括滑行道、联络道、机坪等功能区域，其道面结构网格单元划分方法与机场跑道类似。

作为一个优选的实施例，根据所述功能区域及工程结构确定待检测参量，包括：

利用所述功能区域、工程结构及第一预设规则确定待检测参量。

具体的，所述待检测参量是指由光栅阵列可测得的参量，所述待检测参量包括但不限于振动(Vibration)参量、应变参量(Strain)、温度(Temperature)参量等，振动参量通过振动光缆测得，应变参量通过应变光缆测得，温度参量通过温度光缆测得，所述振动光缆、应变光缆及温度光缆均为光栅阵列。

在这里先对光栅阵列进行介绍：光栅阵列指的是采用拉丝塔规模化制备的连续光栅串。

应当理解的是：光栅阵列并不仅仅限于该名称，只要是采用拉丝塔规模化制备的连续光栅串都为光栅阵列，在其他示例中，光栅阵列还可以称为连续光栅、连续光栅阵列、连续低反射率光栅、连续弱光栅、弱光栅阵列、低反射率光栅阵列、弱光栅阵列、低反射率光栅阵列等。

以上光栅一词可以换作“光纤光栅”。

其中，光栅阵列具备以下技术优势：

1.规模化优势：具有多测点、大容量、高灵敏度、长距离的优势。

2.多参量监测优势：可以组建大容量的光栅阵列温度传感网、光栅阵列振动传感网以及光栅阵列应变传感网。

3.安装施工简便和规模化成本低的优势：光栅阵列通过工业化成缆工艺和技术对光栅阵列进行保护，既能有效隔离外界破坏或异物损坏，又能保护传感能力不受影响，极大提高的光栅阵列对恶劣外部环境、工程施工、现场其他因素破坏的耐受能力。

4.成本优势：可实现大规模拉丝制备、工业化成缆，安装施工工艺简单，因此单测点分摊成本低，整体成本经济。

一个具体的实施例中，对机场的功能区域机场跑道进行敷设光缆分析从而确定待检测参量，机场跑道光缆敷设方式的示意图，如图3所示，图中“1”标识的区域为机场跑道两侧，由-于需监测雨雪天对机场跑道的路面湿滑程度的影响，则待检测参量为温度参量，所以在机场跑道两侧敷设光纤光栅阵列温度传感光缆即温度光缆，以感知机场跑道温度分布场；图中“2”标识的区域为机场跑道滑行区，由于需监测飞机是否沿设定轨迹正常行驶，则待检测参量为振动参量，所以在机场跑道滑行区敷设光纤光栅阵列振动传感光缆即振动光缆，以感知飞机的运动轨迹；图中“3”标识的区域为机场跑道的起降区，由于需监测飞机速度判断是否正常起飞、降落，则待检测参量为应变参量，所以在起停区敷设光纤光栅阵列应变传感光缆即应变光缆，以感知飞机的荷载。

作为一个优选的实施例，所述敷设光缆信息包括光缆类型信息、光缆编号信息、光缆敷设位置信息。

一个具体的实施例中，图3中机场跑道敷设光缆类型为温度光缆、振动光缆及应变光缆，温度光缆、振动光缆及应变光缆的位置分别对应图3中的“1”、“2”、“3”，并对光缆进行编号，编号可以是“00、01...”等形式。

作为一个优选的实施例，根据所述敷设光缆信息得到测区信息，包括：

利用所述敷设光缆信息和第二预设规则得到测区信息。

具体的，当光栅阵列为振动光缆时，光缆测区为相邻两个光栅之间的距离，测区长度一般为1m-10m；当光栅阵列为应变光缆或温度光缆时，光缆测区指的是以光栅为中心点所在区域，测区长度一般为0.5m-3m。

作为一个优选的实施例，所述测区信息包括温度测区信息、振动测区信息、应变测区信息及测区编号信息。

一个具体的实施例中，对测区进行编号，编号可以是“0000、0001...”等形式。

作为一个优选的实施例，根据所述功能区域、结构网格单元、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对所述光栅阵列进行编码，包括：

按照预设编码规则和所述功能区域、结构网格单元、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对所述光栅阵列进行编码。

一个具体的实施例中，针对用于机场场道安全监测的光栅阵列进行编码的举例，如下表1所示。

表1光栅阵列编码

其中，若编码为“RA-M

若编码为“TA-M

若编码为“BA-M

作为一个优选的实施例，还包括：

根据所述编码后的光栅阵列对所述机场场道安全进行监测。

本发明实施例还提供了一种用于机场场道安全监测的光栅阵列编码装置，其结构框图如图4所示，所述基于光栅阵列的机场场道智能编码装置包括信息获取模块401、信息处理模块402及编码模块403；

所述信息获取模块401，用于获取敷设有光栅阵列光缆的机场场道的功能区域及工程结构，根据所述功能区域及工程结构，划分结构网格单元并确定待检测参量；

所述信息处理模块402，用于根据所述功能区域、结构网格单元及待检测参量确定敷设光缆信息，根据所述敷设光缆信息得到测区信息；

所述编码模块403，用于根据所述功能区域、结构网格单元、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对所述光栅阵列光缆进行编码，得到编码后的光栅阵列。

如图5所示，上述用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法，本发明还相应提供了一种电子设备，该电子设备可以是移动终端、桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及服务器等计算设备。该电子设备包括处理器503、显示器502及存储器501。

存储器501在一些实施例中可以是计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。存储器501在另一些实施例中也可以是计算机设备的外部存储设备，例如计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器501还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器501用于存储安装于计算机设备的应用软件及各类数据，例如安装计算机设备的程序代码等。存储器501还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器501上存储有用于机场场道安全监测的光栅阵列编码程序504，该编码程序504可被处理器503所执行，从而实现本发明各实施例的用于机场场道安全监测的光栅阵列编码方法。

处理器503在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器501中存储的程序代码或处理数据，例如执行用于机场场道安全监测的光栅阵列编码程序等。

显示器502在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。显示器502用于显示在计算机设备的信息以及用于显示可视化的用户界面。计算机设备的部件501-503通过系统总线相互通信。

在一实施例中，当处理器503执行存储器501中光栅阵列编码程序504时实现以下步骤：

获取敷设有光栅阵列光缆的机场场道的功能区域及工程结构，根据所述功能区域及工程结构，划分结构网格单元并确定待检测参量；

根据所述功能区域、结构网格单元及待检测参量确定敷设光缆信息，根据所述敷设光缆信息得到测区信息；

根据所述功能区域、结构网格单元、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对所述光栅阵列光缆进行编码，得到编码后的光栅阵列。

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有用于机场场道监测的光栅阵列编码程序，该编码程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取敷设有光栅阵列光缆的机场场道的功能区域及工程结构，根据所述功能区域及工程结构，划分结构网格单元并确定待检测参量；

根据所述功能区域、结构网格单元及待检测参量确定敷设光缆信息，根据所述敷设光缆信息得到测区信息；

根据所述功能区域、结构网格单元、待检测参量、敷设光缆信息及测区信息对所述光栅阵列光缆进行编码，得到编码后的光栅阵列。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。