申请/专利权人：上海市建筑科学研究院有限公司

申请日：2024-03-28

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN117973081B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2024.05.21#实质审查的生效;2024.05.03#公开

摘要：本发明涉及机场智能感知领域，具体来说是一种机场跑道水膜厚度传感器的优化布设方法具体如下：S1获取机场跑道高程数据和模拟降雨数据，将跑道区域网格化，采用二维浅水方程求解跑道各网格点的水膜厚度时空演变;S2引入传感器误差分布数据，将计算结果作为传感器的测量值；S3计算跑道各网格点的信息总量；S4计算各网格点间相关系数与距离的关系并确定传感器的影响半径;S5确定布置的传感器数量;S6按照传感器的影响半径内无其他传感器。本发明同现有技术相比，其优点在于：采用本发明方法进行传感器布置，可有效提高机场跑道水膜厚度面域预估的精度，在不同的资金条件下，为机场管理单位水膜厚度感知系统设计提供科学的理论支撑。

主权项：1.一种机场跑道水膜厚度传感器的优化布设方法，其特征在于所述方法具体如下：S1.获取机场跑道高程数据和模拟降雨数据，将跑道区域网格化，采用二维浅水方程求解跑道各网格点的水膜厚度时空演变；S2.以S1的计算结果作为面域水膜厚度的真实值，在此基础上，引入传感器误差分布数据，并将计算结果作为传感器的测量值；S3.计算跑道各网格点的信息总量；S4.计算各网格点间相关系数与距离的关系并确定传感器的影响半径；S5.确定布置的传感器数量；S6.按照传感器的影响半径内无其他传感器，且各传感器布置点位信息总量之和最高的策略制定传感器布置方法；所述步骤S3中信息总量，其包括监测点位的信息熵加上该点位与机场跑道其他各点的互信息；信息总量的计算公式为： 式中，Xi为监测点i处传感器获取的时间序列数据，n为道路划分的网格点总数，o为分析监测点，HXo为分析监测点的信息熵，TXi,Xo为分析监测点与其他点位的互信息，TX1,X2,…,Xn；Xo为分析监测点的信息总量，其中i≠o,i＝1,2,…,n；信息熵的计算公式为： 式中，pi为数据出现的概率，n为数据分组数；数据分组数按以下公式进行计算：n＝1+3.322log10m；式中，n为分组数，m为样本数；互信息按下式进行计算：TX，Y＝HX+HY-HX，Y； 式中，m、n为时间序列X、Y的长度，pij为X、Y的联合分布概率；所述步骤S4中各网格点间相关系数与距离的关系，相关系数和距离采用如下公式进行计算： 式中，X和Y分别是不同监测点获取的时间序列数据，d为两个监测点间的距离，Ax为X处监测点的横坐标，Ay为Y处监测点的横坐标，Bx为X处监测点的纵坐标，By为Y处监测点的纵坐标，r为X和Y的相关系数的绝对值，且满足0≤r≤1，n为时间序列的长度；计算后绘制相关系数与距离的散点图，相关系数随距离的增大呈现下降趋势，选取曲线的最高值位置或斜率拐点所对应的距离，作为传感器的影响半径。

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