基于三维GIS的机场飞行区运行数字化管理系统

基于地理信息系统软件平台,利用空间信息显 示与数据管理技术,研究了由机场净空评价管理,机场道面评价管理和飞行区地下管线管理 3个子系统组成的机场飞行区运行数字化管理系统。净空评价管理系统通过坐标变换、净空 限制面三维场景建模、障碍物评价算法研究等,实现了基于地理信息的障碍物三维可视化管 理与评价及基于飞行程序的飞机进、离场动态仿真。道面评价管理系统进行了机场道面三维 场景及道面属性信息数字化、属性信息数据库分析、道面各项性能指标和功能模块的算法研 究。实现了机场道面信息的三维场景显示与属性信息查询、基于现场调查和测试数据的场道 PCN、PCI计算;场道剩余使用寿命预测;根据评价结果智能提供维修建议及辅助决策等功能 ,并据此提出了基于空间数据的道面综合评价管理理念。地下管线管理系统研究了基于管线 地理信息数据的三维可视化管理模型,实现了地下管线的三维数字化查询与管理。本系统 整合了机场飞行区运行管理的各项功能,使管理工作数字化、智能化,为机场高效运行提 供了有力保障。     

大空隙透水铺装基层碎石抗压碎性能的试验和计算

为满足高渗透性透水铺装基层的应用需求,设计了3种大空隙率的碎石与砂石基层连续级配以及3种不同单粒级级配,试验测试了不同级配集料的压碎值,分析了相应的影响机理和压碎前后的粒径含量变化。试验结果表明：饱水后压碎值的升高幅度与细集料含量成正相关;混掺7.1%的砂可提高碎石的抗压碎能力;大粒径碎石对压碎值的减小效果随粒径的增大而降低。提出了压碎值的临界粒径理论及其推论,发现将9.5 mm以上粒径含量控制在59.6%以上,最大粒径控制在19～26.5 mm,可有效改善大空隙碎石的压碎值;提出了压碎值的分界粒径假设、等价粒径含量折减转化概念以及系列压碎值计算模型,57个算例的平均误差小于2.4%,该模型可进一步用于具有无单一粒径特征的连续级配、间断级配和单粒级级配且最小粒径不小于2.36 mm的不同材料大空隙碎石的压碎值估算,显著提高了透水铺装道路基层大空隙碎石级配的设计效率。     

湿滑道面飞机着陆滑水风险量化分析

基于飞机机载记录仪数据和临界滑水速度提出滑水风险量化指标,将飞机接地滑行全过程纳入滑水分析范围;建立着陆阶段飞机轮胎-积水道面流固耦合仿真模型,考察道面积水分布及接地位置横向漂移影响,以空客A320为代表机型开展案例分析。结果表明,着陆阶段飞机轮胎临界滑水速度较起飞阶段低12%～18%,滑水事故风险更高;道面横坡引起积水不均匀分布,跑道边缘滑水风险高于中线区域;临界滑水速度及滑水风险指标均为关于接地位置横坐标的函数;同等降雨强度条件下滑水风险概率随飞机接地横向分布标准差增大而减小;增大横坡度可加快道面积水排除,2 0%横坡度工况较1 5%时滑水风险降低5 1%～5 6%;降雨强度与飞机滑水风险正相关,由0 8 mm/min增大至2 5 mm/min时滑水风险指标增加约13 1%;该滑水风险量化分析方法可定量描述飞机着陆环境变化影响,滑水判定方式有明显改进。     

机场道面剩余使用寿命计算方法改进

根据现行民用机场道面设计规范和Miner定律对机场刚性道面剩余使用寿命计算方法进行了改进。改进后,从计算结果中易于看出各机型对道面剩余寿命的影响,当飞机运行架次变化时可方便地对道面剩余寿命进行调整计算或根据预期道面使用寿命确定飞机运行架次。     

民用机场沥青混凝土道面设计方法综述

在大量调研国内外机场沥青道面设计方法的基础上，介绍了国内外典型的机场沥青道面设计原理和方法：结合中国现有民用机场沥青道面设计规范，综合分析了各种设计方法的指标体系，探讨了现有设计方法中存在的问题，并对今后中国的机场道面设计方法研究与发展进行了讨论，提出了一些规范修订的改进建议，为中国民用机场沥青混凝土道面设计理论的完善和修订提供一些理论参考     

现行刚性道面计算方法的局限性及其改进

介绍了中国民航现行机场水泥混凝土道面的设计计算方法。指出了道面应力计算方法的局限性。对现行飞机运行次数换算方法进行了详细分析,发现该方法具有不能实现不同飞机运行架次间等效疲劳换算的缺陷。针对这一问题,提出了根据等效疲劳原理确定道面面层厚度的计算方法。     

环境行为学视角下大学校园步行道路系统分析

应用环境行为学理论,以西北工业大学与陕西师范大学新校区为例,对其步行道路设计进行分析,并通过现状调研发现实际使用过程中存在的问题,建议规划校园平面布局时充分考虑人的行为特征,以人为本构思步行道路.     

机场刚性道面接缝弯沉测试的非零截距问题

采用HWD对1126个机场刚性道面板接缝进行弯沉测试,研究了机场刚性道面板接缝两侧弯沉随荷载级位变化的规律,结果表明：道面板两侧弯沉-荷载之间存在良好的线性关系;但接缝两侧弯沉-荷载回归直线在弯沉轴均存在非零截距,对于受荷板一侧此值在-136.82～＋75.23μm范围内,未受荷板一侧此值在-52.95～＋97.98μm范围内,此非零截距对于弯沉比传递系数的影响最大可达130%。分析指出弯沉-荷载曲线的非零截距为HWD车架及轮胎回弹和道面板回弹综合作用的结果,在弯沉比传递系数计算中应予以修正,提出了修正的弯沉比传递系数计算公式及根据接缝两侧弯沉-荷载回归直线斜率之比定义弯沉比传递系数的方法,可以彻底消除荷载级位对于道面传荷能力测试结果的影响。     

基于改进层次分析法的机场道面综合评价

以机场道面的损坏状况、平整性能、抗滑能力和承载能力四个方面作为机场道面的使用性能评价指标,较为系统地建立了机场道面使用性能的评价体系：提出了基于改进层次分析方法和模糊理论的机场道面综合评价模型,对机场道面的使用性能从整体上进行综合评判,结合实例验证了模型的准确性和可行性。     

湿滑跑道飞机着陆轮胎-水膜-道面相互作用

基于飞机在湿滑跑道着陆时轮胎-水膜-道面相互作用流体力学平衡,得到道面积水水膜厚度、飞机行驶速度和轮胎花纹沟槽深度为动水压强的主要影响因素。以波音737-800的主轮胎为主要研究对象,建立轮胎-水膜-道面相互作用三维模型,基于Fluent软件建立三者相互作用有限元分析模型,采用流体体积函数(VOF)法获得轮胎迎水面水流分布情况和平均动水压强,利用上述有限元模型对动水压强影响因素进行规律性分析,得出动水压强的显著影响因素为道面积水水膜厚度和飞机行驶速度,动水压强与水膜厚度及行驶速度呈正相关,水膜厚度大于3 mm时水膜产生的动水压强增长较快,等于12 mm时动水压强达到并超过胎压(1.47 MPa),存在滑水风险。行驶速度小于100 km/h时,动水压强值小于胎压,不存在滑水风险。基于上述分析结果建立动水压强与水膜厚度、行驶速度和轮胎花纹沟槽深度之间的相关关系式,考虑着陆升力的影响,获得不同降雨条件下波音737-800临界滑水速度及着陆距离延长值,为飞机着陆安全行驶提供重要理论依据。