一种无人值守通勤机场道面净空管理系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机场工程技术领域，特别是涉及一种无人值守通勤机场道面净空管理系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]通用航空是民航发展的方向，也是国家发展战略的重点。随着通用航空的不断发展，也出现了很多问题。例如，目前的通航飞机主要起降于现有的民航机场中，因此在增加了民航机场的运行和维护的压力的同时，也给原本为了方便、高效、便捷的通航航线带来了诸多不方便的因素，如民航机场的设置远离市区也远离通航的目的地，而地面交通线路设置的落后给乘机人造成了中转的困难。
[0003]因此，越来越多的通用航空公司开始着眼于建设自己的通航机场，而根据国家的发展规划，近百座通航机场的兴建已经进行了规划方案的可行性研宄。然而，通航机场的运行和维护标准同普通民用机场相同，需要投入大量的人力、物力，从而给机场的投资人增加了投资风险。
[0004]因此，如果能根据民航总局对机场的管理要求，尤其是道面和净空的管理要求，实现智能化、自动化的道面和净空管理，降低工作人员的投入，甚至是实现通航机场的无人值守，将大大降低通航机场的运行维护成本，推动通航的进一步发展。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种无人值守通勤机场道面净空管理系统及控制方法。
[0006]为了达到上述目的，本发明提供的无人值守通勤机场道面净空管理系统包括中央控制模块、道面管理模块和净空管理模块；其中，中央控制模块为设置在塔台内且内部装有控制程序的计算机；道面管理模块包括自行式机器人、多个高清摄像头、多个机器人充电粧和多个可升降式避难箱；其中自行式机器人位于机场跑道上；多个摄像头安装在自行式机器人上，多个可升降式避难箱间隔距离设置在机场跑道两侧的草面区上，每个可升降式避难箱内至少设置一个机器人充电粧，并且自行式机器人、高清摄像头、机器人充电粧和可升降式避难箱均与中央控制模块无线连接；净空管理模块包括无人机、多个高清摄像头、空气压力盒测高计、无人机充电粧和无人机机库；其中多个高清摄像头和空气压力盒测高计安装在无人机上，无人机机库设置在机场跑道侧面的道肩上，其内至少设置一个无人机充电粧，并且无人机、高清摄像头、空气压力盒测高计和无人机充电粧均与中央控制模块无线连接。
[0007]所述的自行式机器人上安装的高清摄像头的数量为4个，并且这些高清摄像头的镜头分别朝向自行式机器人的前方、后方、左方和右方。
[0008]所述的机器人充电粧采用易折、易碎材料制成，设置在可升降式避难箱内的边缘部位。
[0009]所述的可升降式避难箱为正方体形结构，其上面向机场跑道的侧面留有自行式机器人出入的开口。
[0010]所述的无人机上安装的高清摄像头的数量为3个，其中一个镜头朝向无人机正下方，一个朝向无人机左翼，另一个朝向无人机右翼。
[0011]所述的无人机充电粧采用易折、易碎材料制成，设置在无人机机库内的边缘部位。
[0012]所述的自行式机器人、机器人充电粧、可升降式避难箱、无人机、无人机充电粧和无人机机库上均设有GPS定位装置，因此分布式基站的信号覆盖通勤机场全部区域。
[0013]本发明提供的无人值守通勤机场道面净空管理系统的控制方法包括按顺序执行的下列步骤:
[0014]I)系统上电自检的SI阶段:在此阶段中，中央控制模块分别同道面管理模块和净空管理模块进行数据交换，判断系统是否正确连接，然后进入S2阶段；
[0015]2)等待用户指令的S2阶段:在此阶段中，系统等待用户指令，当用户在中央控制模块上输入“开始道面巡查”的指令时，在中央控制模块的控制下自行式机器人启动，然后进入S3阶段；当用户在中央控制模块上输入“开始净空巡查”的指令时，在中央控制模块的控制下位于无人机机库内的无人机启动，然后进入S4阶段；
[0016]3)判断是否有航班起降的S3阶段:在此阶段中，根据塔台信号，自行式机器人内的控制程序将判断是否有航班起降，如果判断结果为“是”，则进入S5阶段；否则进入S6阶段;
[0017]4)判断是否需要充电的S4阶段:在此阶段中，无人机内的控制程序将根据电池电量及回程距离判断是否需要充电，如果判断结果为“是”，则进入S7阶段；否则进入S8阶段;
[0018]5)紧急避险的S5阶段:在此阶段中，自行式机器人将搜索最近的可升降式避难箱，并通过中央控制模块控制该可升降式避难箱抬升至地面之上，然后自行式机器人进入该抬升的可升降式避难箱内并通过中央控制模块控制其下降至地面之下，并与机器人充电粧连接而进行充电，然后进入S9阶段；
[0019]6)进行道面巡查管理的S6阶段:在此阶段中，自行式机器人将按照设定的程序和规定路径在跑道上行驶，同时利用安装在其上的多个高清摄像头拍摄道面图像，以对道面损伤状况进行调查和外来物(FOD)进行巡查，并利用内置的图像识别软件记录道面损伤状况和FOD巡查结果，如果发现有FOD，则清除FOD，并将清除FOD后的道面图像上传至中央控制模块，该阶段将持续60秒，然后进入SlO阶段；
[0020]7)无人机充电的S7阶段:在此阶段中，无人机将移动到无人机充电粧的位置并与充电粧连接而进行充电，当电池电量达到100%时，进入S8阶段的入口 ；
[0021]8)进行净空巡查管理的S8阶段:在此阶段中，无人机将离开无人机机库并起飞以开始进行净空巡查管理，同时通过中央控制模块获得净空巡查管理的飞行路线及潜在目标障碍物的GPS坐标，并通过空气压力盒测高计按规定净空最大允许值进行飞行，通过多个高清摄像头拍摄潜在目标障碍物周边的图像信息，然后传输给中央控制模块，并利用其内的图像处理软件判断潜在目标障碍物是否超出规定净空最大允许值，然后进入Sll阶段入P ;
[0022]9)判断巡查是否结束的S9阶段:在此阶段中，自行式机器人将根据中央控制模块的指令判断道面巡查是否结束，如果判断结果为“是”，则结束道面巡查过程，否则在紧急避险指令结束后进入S6阶段的入口 ；
[0023]10)判断是否继续进行道面巡查管理的SlO阶段:在此阶段中，自行式机器人通过中央控制模块获取最近航班的起降时间，然后判断是否继续进行道面巡查管理，如果判断结果为“是”，则进入S3阶段的入口，否则进入S5阶段的入口 ；
[0024]11)判断是否继续进行净空巡查管理的Sll阶段:在此阶段中，无人机将根据中央控制模块的指令来判断净空巡查是否结束，如果判断结果为“否”，则结束净空巡查过程，否则返回S8阶段的入口。
[0025]本发明提供的无人值守通勤机场道面净空管理系统及控制方法具有如下优点:1)智能化。道面管理和净空管理完全实现机器人和无人机的自动巡查、分析和管理，降低工作人员的劳动压力，减少工作人员数量。2)可靠性高。利用机器人和无人机的可持续工作的特点，能实现机场道面和净空的不间断高效管理，可靠性高。
【附图说明】
[0026]图1为本发明提供的无人值守通勤机场道面净空管理系统中道面管理模块布置图。
[0027]图2为本发明提供的无人值守通勤机场道面净空管理系统的道面管理模块中自行式机器人及其上高清摄像头布置图。
[0028]图3为本发明提供的无人值守通勤机场道面净空管理系统中净空管理模块布置图。
[0029]图4为本发明提供的无人值守通勤机场道面净空管理系统组成图。