一种智能感知的机场保障能力实时评估系统及评估方法
阅读：323发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种智能感知的机场保障能力实时评估系统及评估方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种智能 感知 的机场保障能 力 实时评估系统，采用以BIM+GIS融合技术集成系统，包括 数据采集 层、监控评估层、规划决策层，数据采集层包括对油料、通导、气象、助航、油料、消防、四站及场务信息的采集；监控评估层包括对数据采集层对应设置的监控中心、保障能力评估、保障容量评估监控中心；规划决策层包括设施设备信息数据监控台、战勤参谋值班室终端及外场指挥监控室终端，数据采集层建立可量化的飞行保障方案 数据库 ；系统还包括数据采集终端、机场保障能力实时评估系统及机场保障能力实时评估数据管理平台；本发明的优点是，信息采集自动化、物资管理 可视化 、保障监控全程化。，下面是一种智能感知的机场保障能力实时评估系统及评估方法专利的具体信息内容。
1.一种智能感知的机场保障能力实时评估系统，其特征在于，采用以BIM+GIS融合技术集成系统，包括数据采集层、监控评估层、规划决策层，所述数据采集层包括对油料、通导、气象、助航、油料、消防、四站及场务信息的采集；所述监控评估层包括对数据采集层对应设置的监控中心、保障能力评估、保障容量评估监控中心；所述规划决策层包括设施设备信息数据监控台、战勤参谋值班室终端及外场指挥监控室终端；
所述数据采集层建立可量化的飞行保障方案数据库，所述数据库的结构分为五部分：
数据源、数据处理、综合管理数据库、数据分析提取及数据可视化；
系统还包括数据采集终端若干套、机场保障能力实时评估系统及机场保障能力实时评估数据管理平台。
2.根据权利要求1所述的一种智能感知的机场保障能力实时评估系统，其特征在于，所述机场保障能力实时评估数据管理平台包括设施设备信息数据监控台1套、战勤参谋值班室终端1套、外场指挥监控室终端1套；
所述设施设备信息数据监控台包括：综合显示系统、应用服务器、多媒体软件；
所述战勤参谋值班室终端包括：综合显示系统、控制系统、应用服务器、数据库服务器、多媒体软件、显示终端；
所述外场指挥监控室终端包括：综合显示系统、控制系统、应用服务器、数据库服务器、多媒体软件、显示终端。
3.根据权利要求1所述的一种智能感知的机场保障能力实时评估系统，其特征在于，所述数据库的的数据源层涉及机场同行保障中多方面的数据，分为历史数据及实时运行数据，将他们存储在不同区域不同部门的异构数据库中；
所述数据处理是对一个存储区、装载维度和事实表，为输出到数据集市做准备；
所述综合管理数据库为：实现对预测主题和信息的存储与综合，预测执行完成后的结果存储在数据仓库中，形成决策数据库；
所述数据分析提取为：经过数据处理后的数据可以通过联机分析处理技术OLAP来支撑复杂的决策分析过程；OLAP与模型库、方法库、知识库进行信息交互，与图形用户界面进行多次对话完成预测分析过程；
所述数据可视化为：采用人工智能、视觉智能等技术改变数据处理和知识提炼方式，通过辅助图像分析以及人机推理技术，开发面向各种任务的处理快速、可定制的视觉分析软件，通过视觉分析软件的应用，让分布在不同部门的决策者可以根据具体需求进行数据分析，得到有价值的可视化信息。
4.一种智能感知的机场保障能力实时评估方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
1)基于多机种演练及改扩建要求，研究机场通行保障能力需求及量化参数；
2)针对各种机场设施设备的感知需求及感知参数，构建机场保障能力评估需求参数及体系架构；
3)研究设施设备运行状态自主感知传感器布设方案、采样要求相关的关键技术方案；
4)基于自主感知数据，研究设施设备故障及损伤模式类型与等级的判别体系及技术；
5)基于设施设备实时系统状态参数，研究保障能力综合评估方法及分析技术；
6)针对设施设备实时运行状态，研究基于飞行区运行流程仿真的设施设备运行管理优化技术；
7)研发机场保障能力实时评估系统；
8)研发机场保障能力实时评估数据管理平台；
所述机场保障能力包括飞行场地保障能力及导航助航设施保障能力；所述机场保障能力评估需求参数及体系包括：组合评估模型、机场保障能力评估指标体系、机场保障能力综合评估权重；
所述设施设备运行状态自主感知传感器布设方案：系统通过相应的传感器采集现场数据并把数据上传至控制器；控制器对数据进行分析处理后利用显示单元进行显示；通过系统数据接入方式采集机场现有数据，并把数据上传至信息管理平台；
所述设施设备故障及损伤模式类型与等级的判别体系为：
①根据设施设备的系统组成、功能与故障的逻辑关系建立故障树；
②故障树的转化，便于故障树知识在数据库中的存储
③专家数据库：数据库的基本功能由数据库引擎提供，数据库引擎是一种管理数据存储和检索的软件系统；
所述保障能力综合评估方法采用线性加权综合法；
所述基于飞行区运行流程仿真的设施设备运行管理优化技术：
①优化目标，合理分配地面保障设施设备的资源调配；
②仿真优化：结合BIM+GIS仿真平台对地面保障进行优化；
所述机场保障能力实时评估系统包括：
1)基于BIM的GIS软件技术方案，通过BIM模型和GIS模型对机场实施远程控制，利用数字地图技术对机场地形、地景、地物以及各机种、地面部队与后勤部队相关设施进行实时仿真和数据管理的模拟仿真平台；
2)综合信息展示模块；
3)综合信息统计分析模块；
4)保障能力评估系统软件技术方案；
5)故障预测与健康管理PHM技术方案；
所述机场保障能力实时评估数据管理平台：
机场保障设施通用数据采集智能终端首先将机场保障设施作业过程主要参数传感器的模拟量进行预处理，然后进行A/D转换送至中央处理单元；超限两位制报警等数字信息则直接通过接口送至中央处理单元；中央处理单元按照制定好的格式要求，对数据进行组态变换，通过机场局域网络将数据实时回传至机场保障能力实时评估系统进行存储和实时显示。
5.根据权利要求4所述的一种智能感知的机场保障能力实时评估方法，其特征在于，所述机场保障能力实时评估系统包括：
1)基于BIM的GIS软件技术方案：
①系统架构：
地理信息数据库、地理信息数据建库与管理平台、工程数据建库与管理平台、实时信息接入平台、工程地理信息共享与服务平台、工程地理信息共享与服务平台、工程地理信息应用服务系统、标准规范体系；
②管理平台功能模块划分：
实时GIS地图区、环境检测数据区、BIM漫游视频区、报警提示区、子系统菜单区、交接提示区、值班监督区；
2)综合信息展示模块：
①模块将能展示全空军机场、仓库等单位的地理分布情况，并可以直接由上而下查询某单位的具体信息，信息包含单位概况、保障机型、物资库存情况、编制人员情况以及单位内的设施情况；
②实现技术：
包括地图显示模块、态势数据处理模块、态势数据显示模块；
3)综合信息统计分析模块；
4)保障能力评估系统软件技术方案：
评估指标体系；
基本保障能力评估；
机场保障；
油料保障；
持续保障能力评估；
5)PHM(故障预测与健康管理)技术方案：
传感器数据采集；
数据处理及特征提取；
健康评估与故障预测；
信息资源管理与决策；
PHM验证技术。
6.根据权利要求5所述的一种智能感知的机场保障能力实时评估方法，其特征在于，所述地图显示模块：主要基于OpenLayers3实现；所述态势数据处理模块的研究包括三个步骤：
第一步，定义态势显示模块需要的中间数据结构；
第二步，研究如何从数据源读取全部数据，转换到中间数据结构；
第三步，研究如何从数据源实时获取数据，实时推送到客户端中；由于涉及到从数据源直接读取，因此这部分主要通过服务端完成；
所述态势数据显示模块：其最终工作是根据中间数据结构，调用OpenLayers相应的API，将数据显示到二维地图上；态势数据显示模块的研究包括以下几个部分：
1)对OpenLayers相应绘图函数的研究，并对其API进行封装；
2)将中间数据结构表示的静态数据绘制到地图上；
3)研究播放组件，使得地图中能够显示动态态势。
7.根据权利要求4所述的一种智能感知的机场保障能力实时评估系统及评估方法，其特征在于，所述机场保障能力实时评估数据管理平台的显示及控制系统主要由：投影弧幕、边缘融合、视频矩阵、投影设备构成，以完成图像、声音、视频、动画的显示和控制功能。
8.根据权利要求4所述的一种智能感知的机场保障能力实时评估方法，其特征在于，所述仿真优化的流程为：以当前的状况为基础，选择当前最为满足目标的地面保障配置，在飞行任务量由低到高，再由高到低的过程中，协调各场站设施设备随飞行任务量进行高、低的动态调配。
9.根据权利要求4所述的一种智能感知的机场保障能力实时评估系统及评估方法，其特征在于，所述飞行区运行流程包括：从飞机进入机场终端区开始，经过进场航线，在跑道降落，最后滑行到停机位的进场过程；以及飞机从停靠机位开始，经过地面滑行，到达跑道头对准跑道并起飞，最后沿离场航线飞离机场终端区为止的离场过程。
10.根据权利要求4至9任一项所述的一种智能感知的机场保障能力实时评估方法，其特征在于，所述故障树按节点分支数分为七种：单分支逻辑关系和多分支逻辑关系。
一种智能感知的机场保障能力实时评估系统及评估方法
技术领域
[0001] 本发明属于机场保障服务技术领域，具体涉及一种智能感知的机场保障能 力实时评估系统及评估方法。
背景技术
[0002] 为提高场站指挥控制能力和信息化建设水平，为空军各场站配备了飞行保 障指挥监控台，建设了场站局域网络、电话程控、无线对讲等基础设施，配套 了飞行保障指挥控制系统、综合信息显示系统、远距离多路图像监视系统等软 件，实现了飞行保障计划辅助生成、保障任务下达、保障实力查询、保障预案 调阅、勤务资料查询、保障质量评定等管理功能。根据新时代强军队建设的要 求，飞行保障任务日益繁重，飞行保障效能亟待提高，在用的飞行保障指挥监 控台暴露出与工作需求和技术发展不相适应的几点问题：
[0003] 1.信息综合利用率低
[0004] 与指挥保障业务相关的各专业保障信息管理系统种类繁多，开发设计上存 在较大差异，加之，各专业保障信息管理系统都部署在网络隔离的单机上，网 络不联通，导致形成了众多的信息孤岛，各专业保障信息管理系统之间几乎没 有信息交互能力，难以实现专业保障信息的共享，信息的综合利用率低，缺乏 数据深度挖掘和综合利用的手段；
[0006] 由于很多信息需要人工录入，信息采集工作量大，统计分析和信息综合显 示功能不全，用户界面设计不够友好等造成了飞行保障指挥监控台使用效率不 高。另外，部分功能设计存在缺陷，例如：保障方案制定功能，只是根据机型、 数量等要素，通过简单的累加运算得出保障方案，缺乏合理性和可操作性。
[0007] 3.设施设备状态和保障能力数据信息缺失
[0008] 机场各系统各设备的工作状态可能会出现故障，当正常工作设备小于一定 值时，必然会对整个机场的运作带来一定的影响。当这些设施设备状态数据信 息缺失时，难以准确及时的发现故障设施设备，进行排障排险。
[0009] 4.信息与飞行保障工作融合度低
[0010] 在用的，众多信息系统的关注点主要集中在本专业的管理和业务需求，对 如何使用信息服务与飞行保障管理，如何实现信息与保障模式、机制有机关联， 如何使信息流、指挥流、保障流有机融合，研究不够深入，导致了信息与飞行 保障工作融合度不高。
[0011] 以上问题严重制约了空军场站在当前以及未来作战、训练任务中指挥中心、 信息枢纽、后勤基地等基础职能的充分履行，影响了场站飞行保障效能的充分 发挥。
发明内容
[0012] 本发明的目的是解决上述问题，提供一种信息采集自动化、物资管理可视 化、保障监控全程化的基于设备状态智能感知的机场保障能力实时评估系统。
[0013] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0014] 一种智能感知的机场保障能力实时评估系统，采用以BIM+GIS融合技术集 成系统，包括数据采集层、监控评估层、规划决策层，所述数据采集层包括对 油料、通导、气象、助航、油料、消防、四站及场务信息的采集；所述监控评 估层包括对数据采集层对应设置的监控中心、保障能力评估、保障容量评估监 控中心；所述规划决策层包括设施设备信息数据监控台、战勤参谋值班室终端 及外场指挥监控室终端；
[0016] 系统还包括数据采集终端若干套、机场保障能力实时评估系统及机场保障 能力实时评估数据管理平台。
[0017] 进一步的，所述机场保障能力实时评估数据管理平台包括设施设备信息数 据监控台1套、战勤参谋值班室终端1套、外场指挥监控室终端1套；
[0019] 所述战勤参谋值班室终端包括：综合显示系统、控制系统、应用服务器、 数据库服务器、多媒体软件、显示终端；
[0020] 所述外场指挥监控室终端包括：综合显示系统、控制系统、应用服务器、 数据库服务器、多媒体软件、显示终端。
[0021] 进一步的，所述数据库的的数据源层涉及机场同行保障中多方面的数据， 分为历史数据及实时运行数据，将他们存储在不同区域不同部门的异构数据库 中；如飞机的种类数据、架次数据、可用度数据、服务车辆数据、场道数据、 气象数据、雷达数据、导航数据等；
[0022] 所述数据处理是对一个存储区、装载维度和事实表，为输出到数据集市做 准备；
[0024] 所述数据分析提取为：经过数据处理后的数据可以通过联机分析处理技术 OLAP来支撑复杂的决策分析过程；OLAP与模型库、方法库、知识库进行信息 交互，与图形用户界面进行多次对话完成预测分析过程；
[0025] 所述数据可视化为：采用人工智能、视觉智能等技术改变数据处理和知识 提炼方式，通过辅助图像分析以及人机推理技术，开发面向各种任务的处理快 速、可定制的视觉分析软件，通过视觉分析软件的应用，让分布在不同部门的 决策者可以根据具体需求进行数据分析，得到有价值的可视化信息。
[0026] 上述智能感知的机场保障能力实时评估方法，主要包括以下步骤：
[0027] 1)基于多机种演练及改扩建要求，研究机场通行保障能力需求及量化参数；
[0028] 2)针对各种机场设施设备的感知需求及感知参数，构建机场保障能力评估 需求参数及体系架构；
[0030] 4)基于自主感知数据，研究设施设备故障及损伤模式类型与等级的判别体 系及技术；
[0031] 5)基于设施设备实时系统状态参数，研究保障能力综合评估方法及分析技 术；
[0032] 6)针对设施设备实时运行状态，研究基于飞行区运行流程仿真的设施设备 运行管理优化技术；
[0033] 7)研发机场保障能力实时评估系统；
[0034] 8)研发机场保障能力实时评估数据管理平台；
[0035] 所述机场保障能力包括飞行场地保障能力及导航助航设施保障能力；所述 机场保障能力评估需求参数及体系包括：组合评估模型、机场保障能力评估指 标体系、机场保障能力综合评估权重；
[0036] 所述设施设备运行状态自主感知传感器布设方案：系统通过相应的传感器 采集现场数据并把数据上传至控制器；控制器对数据进行分析处理后利用显示 单元进行显示；通过系统数据接入方式采集机场现有数据，并把数据上传至信 息管理平台；
[0037] 所述设施设备故障及损伤模式类型与等级的判别体系为：
[0038] ①根据设施设备的系统组成、功能与故障的逻辑关系建立故障树；
[0039] ②故障树的转化，便于故障树知识在数据库中的存储
[0040] ③专家数据库：数据库的基本功能由数据库引擎提供，数据库引擎是一种 管理数据存储和检索的软件系统；
[0041] 所述保障能力综合评估方法采用线性加权综合法；
[0042] 所述基于飞行区运行流程仿真的设施设备运行管理优化技术：
[0043] ①优化目标，合理分配地面保障设施设备的资源调配；优化目标函数可以 为：
[0044] 延误的航班最小总数
[0045] min∑ι,j∈Α(Ni-Nj)地面保障设施设备最小负荷差
[0046] 其中：
[0047] Tdi：表示第i个航班由于地面保障造成的延误时间；
[0048] sign(Tdi)是一个符号函数，其表示为：
[0049] Ni、Nj：分别表示第地面保障车辆i和地面保障车辆j保障的航班数量， 且Ni>Nj；
[0050] ②仿真优化：结合BIM+GIS仿真平台对地面保障进行优化；
[0051] 所述机场保障能力实时评估系统包括：
[0052] 1)基于BIM的GIS软件技术方案，通过BIM模型和GIS模型对机场实施 远程控制，利用数字地图技术对机场地形、地景、地物以及各机种、地面部队 与后勤部队相关设施进行实时仿真和数据管理的模拟仿真平台；
[0053] 2)综合信息展示模块；
[0054] 3)综合信息统计分析模块；
[0055] 4)保障能力评估系统软件技术方案；
[0056] 5)故障预测与健康管理PHM技术方案；
[0057] 所述机场保障能力实时评估数据管理平台：
[0058] 机场保障设施通用数据采集智能终端首先将机场保障设施作业过程主要参 数传感器的模拟量进行预处理，然后进行A/D转换送至中央处理单元；超限两 位制报警等数字信息则直接通过接口送至中央处理单元；中央处理单元按照制 定好的格式要求，对数据进行组态变换，通过机场局域网络将数据实时回传至 机场保障能力实时评估系统进行存储和实时显示。
[0059] 进一步的，所述机场保障能力实时评估系统包括：
[0060] 1)基于BIM的GIS软件技术方案：
[0061] ①系统架构：
[0062] 地理信息数据库、地理信息数据建库与管理平台、工程数据建库与管理平 台、实时信息接入平台、工程地理信息共享与服务平台、工程地理信息共享与 服务平台、工程地理信息应用服务系统、标准规范体系；
[0063] ②管理平台功能模块划分：
[0064] 实时GIS地图区、环境检测数据区、BIM漫游视频区、报警提示区、子系 统菜单区、交接提示区、值班监督区；
[0065] 2)综合信息展示模块：
[0066] ①模块将能展示全空军机场、仓库等单位的地理分布情况，并可以直接由 上而下查询某单位的具体信息，信息包含单位概况、保障机型、物资库存情况、 编制人员情况以及单位内的设施情况；
[0067] ②实现技术：
[0068] 包括地图显示模块、态势数据处理模块、态势数据显示模块；
[0069] 3)综合信息统计分析模块；
[0070] 4)保障能力评估系统软件技术方案：
[0071] 评估指标体系；
[0072] 基本保障能力评估；
[0073] 机场保障；
[0074] 油料保障；
[0075] 持续保障能力评估；
[0076] 5)PHM(故障预测与健康管理)技术方案：
[0077] 传感器数据采集；
[0078] 数据处理及特征提取；
[0079] 健康评估与故障预测；
[0080] 信息资源管理与决策；
[0081] PHM验证技术。
[0082] 进一步的，所述地图显示模块：主要基于OpenLayers3实现；所述态势数据 处理模块的研究包括三个步骤：
[0083] 第一步，定义态势显示模块需要的中间数据结构；
[0084] 第二步，研究如何从数据源读取全部数据，转换到中间数据结构；
[0085] 第三步，研究如何从数据源实时获取数据，实时推送到客户端中；由于涉 及到从数据源直接读取，因此这部分主要通过服务端完成；
[0086] 所述态势数据显示模块：其最终工作是根据中间数据结构，调用OpenLayers 相应的API，将数据显示到二维地图上；态势数据显示模块的研究包括以下几个 部分：
[0087] 1)对OpenLayers相应绘图函数的研究，并对其API进行封装；
[0088] 2)将中间数据结构表示的静态数据绘制到地图上；
[0089] 3)研究播放组件，使得地图中能够显示动态态势。
[0090] 进一步的，所述机场保障能力实时评估数据管理平台的显示及控制系统主 要由：投影弧幕、边缘融合、视频矩阵、投影设备构成，以完成图像、声音、 视频、动画的显示和控制功能。
[0091] 进一步的，所述仿真优化的流程为：以当前的状况为基础，选择当前最为 满足目标的地面保障配置，在飞行任务量由低到高，再由高到低的过程中，协 调各场站设施设备随飞行任务量进行高、低的动态调配。
[0092] 进一步的，所述飞行区运行流程包括：从飞机进入机场终端区开始，经过 进场航线，在跑道降落，最后滑行到停机位的进场过程；以及飞机从停靠机位 开始，经过地面滑行，到达跑道头对准跑道并起飞，最后沿离场航线飞离机场 终端区为止的离场过程。
[0093] 进一步的，所述故障树按节点分支数分为七种：单分支逻辑关系和多分支 逻辑关系。
[0094] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0095] 本发明结合机场地面保障设备的现状和发展趋势，采用一种机场保障能力 风险综合评估方法，包含通导、气象、助航、油料、消防、四站及场务等多方 面设施设备的风险评估。该方法采用多种综合评价方法对机场综合保障问题进 行研究，通过合理的组合算法将内容的评价方法进行集成，从而获得一种更加 有效的组合评价方法，对整个机场的综合保障效能问题实施科学全面的评估。
[0096] 本发明是机场信息化建设的有效拓展，可使我军航空兵场站首次形成基于 设施设备状态智能感知的机场保障能力实时评估能力，可达到军内此类技术的 领先水平。本发明在以下方面有所创新：
[0097] 1)构建基于数据采集、可视化、定位等技术，简洁、高效、透明的飞行保 障指挥控制体系；
[0098] 2)为建立全流程信息化、智能化、体系化场站提供实用技术支撑，构建新 一代简洁、高效、透明的飞行保障指挥控制体系；
[0100] 为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是为了更清楚 地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0101] 图1为本发明数据管理平台拓扑图；
[0102] 图2为本发明技术路线图；
[0103] 图3为本发明机场通用保障能力监控系统架构图；
[0104] 图4为本发明机场保障能力评估需求参数及体系的组合评估模型图；
[0105] 图5为本发明设施设备故障及损伤模式类型及等级的判别体系单分支逻辑 关系的故障诊断流程图；
[0106] 图6为本发明设施设备故障及损伤模式类型及等级的判别体系单分支的逻 辑关系图；
[0107] 图7为本发明设施设备故障及损伤模式类型及等级的判别体系逻辑关系流 程名称表；
[0108] 图8为本发明基于飞行区运行流程仿真的设施设备运行管理优化技术的仿 真优化流程图；
[0109] 图9为本发明机场保障能力实时评估数据管理平台架构图；
[0110] 图10为本发明机场保障能力实时评估数据管理平台设备连接图；
[0111] 图11为本发明机场保障能力实时评估系统标准规范体系图；
[0112] 图12为本发明机场保障能力实时评估系统PHM系统功能图。
具体实施方式
[0113] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结 合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例只作为对本发明的说明， 不作为对本发明的限定。
[0114] 如图1-12所示的一种智能感知的机场保障能力实时评估系统，研究内容与 技术路线包括：
[0115] (一)研究内容
[0116] 1.主要研究内容
[0117] (1)基于多机种演练及改扩建要求，研究机场通行保障能力需求及量化参 数；
[0118] (2)构建机场保障能力评估需求参数及体系架构，针对各种机场设施设备 的感知需求及感知参数；
[0119] (3)研究设施设备运行状态自主感知传感器布设方案、采样要求等关键技 术方案；
[0120] (4)基于自主感知数据，研究设施设备故障及损伤模式类型及等级的判别 体系及技术；
[0121] (5)基于设施设备实时系统状态参数，研究保障能力综合评估方法及分析 技术；
[0122] (6)针对设施设备实时运行状态，研究基于飞行区运行流程仿真的设施设 备运行管理优化技术；
[0123] (7)研发机场保障能力实时评估系统；
[0124] (8)研发机场保障能力实时评估数据管理平台。
[0125] 2.系统功能
[0126] (1)动态监测通导保障设施设备状态；
[0127] (2)动态监测气象保障设施设备状态；
[0128] (3)动态监测助航保障设施设备状态；
[0129] (4)动态监测油料保障设施设备状态；
[0130] (5)动态监测消防保障设施设备状态；
[0131] (6)动态监测四站保障设施设备状态；
[0132] (7)动态监测场务保障设施设备状态；
[0133] (8)定量评估不同机型的适应性保障能力；
[0134] (9)定量评估机场保障容量；
[0135] (10)动态引接飞行任务、气象条件和道面监测评估数据；
[0136] (11)可视化管理机场设施设备状态信息；
[0137] (12)保障任务的快速自动评估。
[0138] 3.可预期的系统组成及系统性能指标
[0139] (1)系统组成，如图1所示：
[0140] 机场保障能力实时评估系统是以BIM+GIS融合技术集成系统，将终端采集 的信息数据连接到系统中，使机场保障能力实时评估数据管理平台在物理上、 逻辑上和功能上连接在一起，在统一的硬件和软件平台上实现各相关系统实时 数据监控、自动评估和动态可视化管理，达到管理的智能化，从而实现智能管 理。
[0141] ①数据采集层：
[0142] 通过对保障设施设备所在场地的分析，结合主要设施和主要保障装备作业 状态监控指标。定义数据类型、标准参数、动态参数、作业参数、限位参数等， 以便预警和异常监控。研制通用型数据采集终端，在数据上传或获取到后，能 够自动完成数据的收集，确保数据完整和及时性。
[0143] ②监控评估层：
[0144] 平台实时展现，根据系统集成层的数据内容，进行计划与实际的差异分析， 进行保障任务评估并对评估结果进行辅助修正后汇报。
[0145] ③规划决策层：
[0146] 分为三个管理机构，分别起到监控、评估、规划等作用，研制设施设备信 息数据监控台安装在航空兵场站内场值班室监控数据采集层数据收集的完整和 及时性；设置战勤参谋值班室终端结合数据与计划需求的变化，向下层下达需 求或调配指令，向上层汇报处理意见或结果；在规划决策层对机场保障能力和 保障容量进行优化；设置外场指挥监控室终端，可实现场站保障指挥全方位管 理，可将系统生成的应急保障任务方案及时下达到外场各个保障分队。
[0147] (2)预期系统性能指标
[0148] 全系统包括各场站传感单元10套、数据采集终端10套、设施设备信息数 据监控台1套、战勤参谋值班室终端1套、外场指挥监控室终端1套及机场保 障能力实时评估系统1套。
[0149] ①机场保障设施通用数据采集智能终端技术要求
[0150] 能对通导、气象、助航、油料、消防、四站及场务等技术保障设施设备 状态进行动态监测或实时感知。
[0151] 信息输入/输出：模拟量输入8路，包括供电、供油、安全及环境参数等；
[0153] 视频输入4路，包括可见光摄像、红外摄像等，
[0154] 数字量输出8路，包括各类报警声光驱动信号；
[0155] 现场总线：基于CAN总线的数据采集与控制接口；
[0156] 控制器微程序：基于保障设施功能，智能化数据组态变换；
[0157] 数据网络：机场局域网；
[0158] 防护等级：IP65；
[0159] 环境适应性：-41℃至+46℃；
[0160] 存储量：采集信息存储量≥8G；
[0161] 感应指标：采样间隔≤5秒，感应时延≤15秒。
[0162] ②研发机场保障能力实时评估系统
[0163] 功能要求：能对不同机型的适应性保障能力和机场保障容量进行定量评估， 保障能力实施评估平台可动态引接飞行任务、气象条件和道面检测评估数据， 基于BIM+GIS融合技术，对机场设施设备状态信息动态可视化管理，飞行保障 能力快速自动评估。
[0164] 性能要求：
[0165] 对临时应急保障任务评估时间≦1h；
[0166] 可对数据量≧100G/天的海量数据进行长时间有效存储管理、快速调用分 析。
[0167] ③机场保障能力实时评估数据管理平台：包括设施设备信息数据监控台1 套、战勤参谋值班室终端1套、外场指挥监控室终端1套。
[0168] 设施设备信息数据监控台：包括综合显示系统、应用服务器、多媒体软件；
[0169] 战勤参谋值班室终端：包括综合显示系统、控制系统、应用服务器、数据 库服务器、多媒体软件、显示终端；
[0170] 外场指挥监控室终端：包括综合显示系统、控制系统、应用服务器、数据 库服务器、多媒体软件、显示终端；
[0171] (二)技术路线
[0172] 1.基本思路与方法
[0173] 机场作为承载各类飞机起降、驻停、维护、补充给养及组织飞行保障活动 的重要军事设施，随着航空装备技术的飞速发展，特别是新一代飞机的大量装 备，导致部队作战训练模式的调整，对飞机地面保障设备提出了新的要求。
[0174] 本报告以机场保障飞机起降业务流程为牵引，围绕机场保障飞机起降能力， 从机场设施角度出发构建评价指标体系。
[0175] 为达到在设施设备管理中，信息采集自动化、物资管理可视化、保障监控 全程化的目的。实现过程可视化、方式精确化、手段智能化和资源集约化；实 现在复杂的信息化战场环境中，场站飞行保障工作能够为作战行动和各类参战 人员提供及时、精准的保障信息；实现对保障物资的全程跟踪、指挥、控制和 协调，达到飞行保障管理工作的全流程、全资源可视化精确管理的目标。我们 将按照以下的技术路线开展研制工作，见图2。
[0176] 2.机场通行保障能力需求及量化方案
[0177] (1)调研机场通行保障能力需求。
[0178] 基于多机种演练及改扩建要求，系统调研不同机种、不同飞行任务下场站 在飞行准备、飞行保障、飞行结束总结三个阶段中通导、气象、助航、油料、 消防、四站及场务各个部门对保障能力的需求。
[0179] (2)研究提出建立可量化的飞行保障方案数据库。
[0180] 数据库的结构初步考虑分为五部分：数据源、数据处理、综合管理数据库、 数据分析提取及数据可视化。
[0181] 数据源层涉及到机场同行保障中多方面的数据，如飞机的种类数据、架次 数据、可用度数据、服务车辆数据、场道数据、气象数据、雷达数据、导航数 据等。这些数据有些是历史数据，有些是实时运行数据，将他们存储在不同区 域不同部门的异构数据库中。
[0182] 数据处理：数据处理是对一个存储区、装载维度和事实表，为输出到数据 集市做准备。
[0183] 综合管理数据库：实现对预测主题和信息的存储与综合，预测执行完成后 的结果存储在数据仓库中，形成决策数据库。
[0184] 数据分析提取：经过数据处理后的数据可以通过联机分析处理技术(OLAP) 来支撑复杂的决策分析过程。OLAP与模型库、方法库、知识库进行信息交互， 与图形用户界面进行多次对话完成预测分析过程。
[0185] 数据可视化：采用人工智能、视觉智能等技术改变数据处理和知识提炼方 式，通过辅助图像分析以及人机推理技术，开发面向各种任务的处理快速、可 定制的视觉分析软件，通过视觉分析软件的应用，让分布在不同部门的决策者 可以根据具体需求进行数据分析，得到有价值的可视化信息。
[0186] (3)机场通用保障能力监控系统体系设计
[0188] 3.机场保障能力评估需求参数及体系架构方案
[0189] 结合机场地面保障设备的现状和发展趋势，采用一种机场保障能力风险综 合评估方法，包含通导、气象、助航、油料、消防、四站及场务等多方面设施 设备的风险评估。该方法采用多种综合评价方法对机场综合保障问题进行研究， 通过合理的组合算法将内容的评价方法进行集成，从而获得一种更加有效的组 合评价方法，对整个机场的综合保障效能问题实施科学全面的评估。
[0190] (1)组合评估模型
[0191] 通过建立机场保障能力评估指标体系，明确评估对象，通过多种评价方法 对指标体系进行独立评估，将评估结果进行组合，运用一定的组合算法，对机 场保障能力进行组合评价，组合评估模型见图4。
[0192] (2)机场保障能力评估指标体系
[0193] 评价指标的建立必须遵循系统、客观和独立的指标建立原则，由于影响机 场综合保障能力的因素很多，各因素又相互影响、相互制约，需结合整个机场 的实际情况，构建机场的保障能力评价指标体系。
[0194] (3)机场保障能力综合评估权重
[0195] 在对机场综合保障能力指标体系进行综合评估过程中，采用主成分分析法、 理想解法、灰色评价法、模糊综合评价法以及可拓综合评价方法。
[0196] (4)案例分析
[0197] 以四站保障效能评估为案例进行分析：
[0198] ①评估数据和评估等级处理
[0199] 分值区间为[0,100],划分评价等级为{优秀，良好，一般，较差，差}，其中分值 为[90,100]的指标为优秀，[80，90]的指标为良好，[70，80]的指标为一般，[60，70] 的指标为较差，[0,60]的指标为差，选取10组机场进行打分，分值如下表1：
[0200] 序号 X1 X2 X3 X11 X12 X13 X14 X21 X22 X23 X24 X31 X32 X331 85 84 90 72 78 86 76 86 85 75 91 86 87 90
2 80 85 86 92 83 85 87 77 89 78 88 90 93 88
3 78 85 84 86 82 91 79 78 82 83 85 84 89 87
4 83 86 85 87 89 90 95 86 84 82 83 79 80 82
5 90 85 87 86 88 83 79 80 86 85 84 90 92 95
6 86 85 84 86 85 80 90 77 85 74 93 95 83 82
7 82 86 85 85 86 86 84 83 82 95 94 79 82 86
8 86 83 79 76 82 86 94 90 82 86 87 86 95 87
9 80 76 78 70 86 89 87 82 84 90 97 87 85 86
10 87 86 92 97 93 84 87 80 82 83 78 87 75 90
2 80 85 86 92 83 85 87 77 89 78 88 90 93 88
3 78 85 84 86 82 91 79 78 82 83 85 84 89 87
4 83 86 85 87 89 90 95 86 84 82 83 79 80 82
5 90 85 87 86 88 83 79 80 86 85 84 90 92 95
6 86 85 84 86 85 80 90 77 85 74 93 95 83 82
7 82 86 85 85 86 86 84 83 82 95 94 79 82 86
8 86 83 79 76 82 86 94 90 82 86 87 86 95 87
9 80 76 78 70 86 89 87 82 84 90 97 87 85 86
10 87 86 92 97 93 84 87 80 82 83 78 87 75 90
[0201] ②组合权重计算
[0202] 首先经过专家的反复磋商讨论，得到AHP主观权重和一致性检验情况，第一 层主管权重为：
[0203] θ＝(0.3216，0.4458，0.2305)
[0204] 第二层各指标权重为：
[0205] θ1＝(0.1921，0.2869，0.2365，0.2912)
[0206] θ2＝(0.2489，0.2754，0.2146，0.2701)
[0207] θ3＝(0.3290，0.1802，0.4896)
[0208] ……………………………………………
[0209] 综合单一方法综合评价，得出10个机场的保障效能排序：
[0210] PXZ＝(1,9,5,4,10,3,2,6,8,7,)
[0211] ……………………………………………
[0212] 基于理想解法、灰色评价法、模糊综合评价法以及可拓综合评价的综合计算排 序得出最终的排序值为：
[0213] ……………………………………………
[0214] PXZ＝(4,2,6,10,7,9,8,1,5,3)
[0215] 综合各单一方法对四站保障效能综合评估问题进行综合分析，得出最终评估名 次：
[0216] ……………………………………………
[0217] PXZ＝(1,9,6,5,10,4,2,3,8,7)
[0218] 该方法解决了目前在该工作领域效能评估单一方法出现偏差的问题，为综合保 障能力评估带来实质性的进展。
[0219] 4.保障能力综合评估方法及分析技术
[0220] 综合评估方法的种类非常多，同时不同的评估方法有着不同的特点和一定 的适用性，从某些方面来说，不能笼统的说某一种综合评估方法就比其他评估 方法好，某种评估方法就一定适合评估某一类问题，关键是需要选择适合所需 要评估对象特点的评估方法。目前常用的一些多指标综合评估方法大多为多方 案或者横向的静态排序评估方法，比较适用于多决策性评估，但是对于地面保 障能力的评估并不使用。从机场地面保障能力的评估结果来看，地面保障能力 评估主要是判断地面保障能力属于哪一个等级状态，评估的结果是一个综合评 估值。
[0221] 机场地面保障服务具有层次性关系，地面保障服务是由若干子服务组成， 机场地面保障能力的评估就应该逐层分解，从它的最底层的子系统开始着手， 即从表征地面保障能力的各个侧面着眼，综合各子系统关于地面保障运行所提 供的“信息”，才能得到比较合理、公正的评估结论。
[0222] 一般来说，选择一种指标赋权即遵循了一种评估原则，得到的权数都是反 映了某种性能(或性质)，通过指标信息与权数信息的融合，就是将评估原则 贯彻到评估结论中，评估过程中，考虑到贴近“指标综合”的本质含义以及易于解 释的优点，对于多指标评估，大家都会优先选择基于指标性能的集结方式—— 线性加权综合法。
[0223] 线性加权综合法，又名加权算术平均(WAA)算子或者“加法”(SAW)合 成法，是指运用线性模型： 来进行综合评估的。
[0224] 式中：
[0225] y：表示为被评估对象(系统)的综合评估值；
[0226] wj：示评估指标xj的权重系数，
[0227] 基于状态分类的多层次评估模型具有如下特点：
[0228] (1)在总体上可以削弱权重系数的作用，但是能在局部中突出权重系数的 作用。
[0229] (2)避免由于过分强调某些(或者某个)指标权重系数的作用而导致系统 向“畸形”方向发展的危险倾向。
[0230] (3)在客观上可以起到促进系统协调发展的积极作用。
[0231] (4)既注重地面保障系统的整体效益，又突出地面保障系统的局部效益。
[0232] (5)从最底层的子系统开始着手，综合各子系统关于地面保障运行所提供 的“信息”。
[0233] 5.设施设备故障及损伤模式类型及等级的判别体系
[0234] 由于机场设施设备系统繁多、种类复杂，其故障及损伤模式的诊断具有特 殊性和不确定性，故针对机场设施设备的结构特点，开发基于故障树方法的故 障诊断专家系统，以解决快速检测、定位故障和及时维修的问题。
[0235] (1)根据设施设备的系统组成、功能与故障的逻辑关系建立故障树。
[0236] 按节点分支数分为七种：单分支(二叉树)逻辑关系和多分支(多叉树) 逻辑关系，前者层与层间的推理关系都是“OK”或“NO”的逻辑关系；后者的特征 是并行出现多分支的推理判断。
[0237] 单分支逻辑关系的故障诊断流程图见图5。
[0238] (2)故障树的转化
[0239] 对于多分支的情况，实际故障的诊断推理可以是一个分支接一个分支，因 此可将多分支转化为单分支的逻辑关系，关系图见图6。
[0240] 故障树转化的目的主要是便于故障树知识在数据库中的存储。
[0241] (3)专家数据库
[0242] 数据库的基本功能由数据库引擎提供，数据库引擎是一种管理数据存储和 检索的软件系统。
[0243] 将故障树流程图中分解的结果保存到数据库中，对应的是数据库表中的一 条记录，而整个故障树推理流程图对应的是数据库中的一张表，表结构中的字 段、数据类型要根据软件编程及专家要求的内容来决定。
[0244] 根据实际故障诊断的具体情形，还应包括监测点实物位置图、故障所属原 理图或结构图、图片注释、检测方法视频文件起始、终止时间。由于设备的故 障诊断流程图有多个，而各流程图的名称又各不相同，因此在设计好的流程图 对应表后增加一个包含流程图的名称表，逻辑关系见图7。如此，根据流程图及 新增的相关资料，可形成一个内容丰富、功能完善的数据库。
[0245] 6.基于飞行区运行流程仿真的设施设备运行管理优化技术；
[0246] 飞行区的运行流程包括：从飞机进入机场终端区开始，经过进场航线，在 跑道降落，最后滑行到停机位的进场过程；以及飞机从停靠机位开始，经过地 面滑行，到达跑道头对准跑道并起飞，最后沿离场航线飞离机场终端区为止的 离场过程。影响飞行区运行的影响因素有很多，如：塔台指挥、终端区的空域 结构、地面保障、跑道条数及布局、停机位个数及布局、起降飞机比例等。
[0247] 上述的机场设施情况统计无法为应急战时飞机遂行作战任务的保障提供有 力、准确的支撑。而保障飞机起降相关的设施众多。有油料库、军械库、航材 库等仓库，地下指挥所、塔台、飞行管制室、气象台等指挥通信设施，也有飞 机修理厂、定检厂、四站、较靶场等飞机维护设施等等，这其中有许多设施的 状态与飞机的起降紧密相关，如阻拦网的有无就直接决定机场能否起降歼击机， 也有一些设备如定检厂、较靶场的有无对应急战时环境下飞机起降保障工作并 无太大关系。
[0248] (1)优化目标
[0249] 地面保障服务延误是飞行任务延误的原因之一，且具有一定的传播性。因 此，地面保障的目标就是合理的分配地面保障设施设备的资源调配，避免由于 地面保障造成飞行任务延误，减少延误时长。同时，从地面保障设施设备的最 大利用效率出发，需要平衡地面保障工作能力，有效的利用地面保障设施设备。
[0250] 则优化目标函数可以为：
[0251] 延误的航班最小总数
[0252] min∑ι,j∈Α(Ni-Nj)地面保障设施设备最小负荷差
[0253] 其中：
[0254] Tdi：表示第i个航班由于地面保障造成的延误时间；
[0255] sign(Tdi)是一个符号函数，其表示为：
[0256] Ni、Nj：分别表示第地面保障车辆i和地面保障车辆j保障的航班数量， 且Ni>Nj。
[0257] (2)仿真优化
[0258] 结合BIM+GIS仿真平台对地面保障进行优化，仿真优化流程(流程图见图 8所示)，以当前的状况为基础，选择当前最为满足目标的地面保障配置，在飞 行任务量由低到高，再由高到低的过程中，协调各场站设施设备随飞行任务量 进行高、低的动态调配，这对提高机场地面保障能力具有重要的意义。
[0259] 7.研究提出设施设备运行状态自主感知传感器布设方案
[0260] 系统通过相应的传感器采集现场数据并把数据上传至控制器；控制器对数 据进行分析处理后利用显示单元进行显示；通过系统数据接入方式采集机场现 有数据，并把数据上传至信息管理平台。
[0261] (1)油料库、四站的布设设计
[0262] ①罐(液体、气体容器)区监控
[0263] 可在线监测下列罐区数据：
[0264] 储罐液位温度；
[0265] 储罐气体压力；
[0266] 可燃气体浓度；
[0267] 静电接地状态；
[0268] 储罐泄漏状态；
[0269] 火灾探测器状态；
[0270] ②工作区监控
[0271] 可在线监测下列工作区数据：
[0272] 可燃气体浓度数据；
[0273] 安保用红外对射报警器数据；
[0274] ③周界安保
[0275] 使用红外对射报警器监控重点位置的安保状况防止外来人员的非法进入。
[0276] ④视频监控
[0277] 可监控多个位置的视频图像。
[0278] (2)通导、气象站、助航、布设设计
[0279] ①通讯系统接入
[0280] 对接机场现有通讯系统，采集数据汇聚到数据管理平台
[0281] ②导航系统接入
[0282] 对接机场现有导航系统，采集数据汇聚到数据管理平台
[0283] ③气象系统接入
[0284] 对接系统现有气象系统，采集数据汇聚到数据管理平台
[0285] ④助航灯光系统接入
[0286] 对接机场现有灯光、定位系统，采集数据汇聚到数据管理平台
[0287] ⑤航材系统接入
[0288] 对接机场现有航材系统，采集数据汇聚到数据管理平台
[0289] ⑥工作区监控
[0290] 可在线监测下列工作区数据：
[0291] 可燃气体浓度数据；
[0292] 安保用红外对射报警器数据；
[0293] 火灾探测器数据。
[0294] ⑦周界安保
[0295] 使用红外对射报警器监控重点位置的安保状况防止外来人员的非法进入。
[0296] ⑧视频监控
[0297] 可监控多个位置的视频图像。
[0298] (3)消防站布设设计
[0300] 可在线监测下列罐区数据：
[0301] 储罐液位温度；
[0302] 储罐气体压力；
[0303] 静电接地状态；
[0304] 储罐泄漏状态；
[0305] 火灾探测器状态；
[0306] ②管道监控
[0307] 可在线监测下列管道数据：
[0308] 消防管道压力；
[0309] 储罐泄漏状态；
[0310] ③电源监控
[0311] 可在线监测下列电源数据：
[0313] 电流状态；
[0314] ④视频监控
[0315] 可监控多个位置的视频图像。
[0316] ⑤后勤设备全寿命质量追溯系统
[0317] 管理消防器基本信息，维护信息，使用信息，寿命信息。
[0318] 近年来伴随物联网技术的不断发展，传感器技术已经日臻完善，很多产品 都已经从从模拟信号输入和输出，过度到了模拟信号输入数字信号输出，测量 精度越来越高，尤其在温湿度、定位传感方面国内厂家的产品已经能够比肩国 外产品，并且具有较高的性价比。
[0319] 8.机场保障能力实时评估数据管理平台
[0320] (1)系统体系框架
[0321] 机场保障设施通用数据采集智能终端首先将机场保障设施作业过程主要参 数传感器的模拟量进行预处理，然后进行A/D转换送至中央处理单元；超限两 位制报警等数字信息则直接通过接口送至中央处理单元；中央处理单元按照制 定好的格式要求，对数据进行组态变换，通过机场局域网络将数据实时回传至 机场保障能力实时评估系统进行存储和实时显示。
[0322] 机场地面保障设施设备通用数据智能终端首先将机场保障装备的主要参数 传感器的模拟量进行预处理，然后进行A/D转换送至中央处理单元；运行状态 等数字信息则直接通过接口送至中央处理单元；中央处理单元按照制定好的格 式要求，对数据进行组态变换，通过机场专用4G或者有线网络将数据实时回传 至飞行保障全流程可视化智能管理系统进行存储和实时显示。
[0323] 机场保障能力实时评估数据管理平台(平台见图9)承载飞行保障全流程可 视化智能管理系统，在接收到回传的数据后，根据身份信息对数据进行分组处 理，提取出各终端中各传感器的实时数据信息，对数据信息进行解译和判断， 并把结果实时显示，使值班人员能够实时掌握每个设施设备和后勤装备的保障 状态、安全状态和环境状态等信息；同时按照要求，对数据进行存储和数据库 管理，方便后期各采集数据导出、统计和查询。
[0324] 显示及控制系统主要由投影弧幕、边缘融合、视频矩阵、投影设备(流明 标清投影仪)等软硬件设备构成，完成图像、声音、视频、动画的显示和控制 功能。
[0325] (2)机场保障能力实时评估数据管理平台(平台图见图10)
[0326] 通过系统管理员的操控完成保障指挥相关工作，由局域网中的服务器完成 对数据的接收、转发和存取，通过弧幕和电子沙盘对保障态势、保障场景、保 障数据等工作进行环型显示，实现机场设施设备保障的指挥推演与评估。系统 可根据飞行任务计划，领受保障任务，确定参与保障人员、设备，开展保障过 程指挥推演等功能。融合投影界面展示设施整体战场态势、资源部署、设备分 布等信息，可联合显示终端系统进行多维度推演仿真，实现更直观，更科学并 增强可视化、动态化，以提高训练教学功能。
[0327] 9.机场保障能力实时评估系统
[0328] (1)基于BIM的GIS软件技术方案
[0329] 充分利用BIM的直观性、可分析性、可共享性及可管理性等特性，实现对 机场保障能力的实时评估管理。
[0330] 整体解决思路为参照BIM的多层次4D模型，设计平台功能模块架构，搭 建模拟平台交互界面，在理论上和设计思路上采用先进的信息化管理手段，将 机场保障运维中的每个事件及每一步操作与BIM模型和GIS模型关联，通过 BIM模型和GIS模型对机场实施远程控制，并对运维中产生的数据利用云计算 技术进行大数据分析处理，对后续运维起到指引和预防作用，真正做到信息化、 标准化、精细化的全生命周期闭环式流程管理。
[0331] 利用数字地图技术对机场地形、地景、地物以及各机种、地面部队与后勤 部队相关设施进行实时仿真和数据管理的模拟仿真平台，是一个能够按当前空 军建制组织结构展示机场和后勤部队的仿真系统。实时仿真系统与动态数据联 动，数据实时交互，可以更直观的展示。
[0332] ①系统架构
[0333] 地理信息数据库
[0335] 地理信息数据建库与管理平台
[0336] 实现对所有地理信息数据的改造、整合、入库、性能优化、安全管理等， 其是整个系统的数据管理员。包括工程数据转换、数据规范化处理、数据建库、 数据管理等。
[0337] 工程数据建库与管理平台
[0338] 实现对所有过程工程文档数据的编目、归档、入库、安全管理、版本管理。 包括工程数据采集、工程数据编目、工程数据建库、工程数据管理等。
[0339] 实时信息接入平台
[0340] 实现与多种实时技术系统消息通信，将各种实时信息接入到系统中。采用 消息服务中间件产品接入的实时信息可以是GPS、AODB、短信、地面雷达 等信息。
[0341] 工程地理信息共享与服务平台
[0342] 实现面向不同应用提供统一的系统集成接口、图层共享和服务系统、地图 服务接口等，为开展业务GIS应用提供各种支撑。
[0343] 工程地理信息应用服务系统
[0344] 面向不同的业务单位提供丰富多样的业务GIS应用功能。
[0345] 标准规范体系(见图11)
[0346] 保证系统数据有效整合和统一，包括数据标准、技术标准和管理标准等。
[0347] ②管理平台功能模块划分
[0348] 实时GIS地图区
[0349] 利用GIS地图技术概览全局，快速浏览任意位置、任意设备实时运行状态， 实时显示机场内任意位置以及BIM漫游录像。
[0350] 环境检测数据区
[0351] 实时显示BIM漫游路线机场内环境监测传感器上的数据。
[0352] BIM漫游视频区
[0353] 提前设置BIM漫游路线，系统自动漫游并且显示相应区域画面。
[0354] 报警提示区
[0355] 环境监测异常或者发生非法入侵，系统提示报警，电击相应按钮提示详情， 并通过弹出BIM模型界面，进行相应操作。
[0356] 子系统菜单区
[0357] 机场内设施设备、监控界面、报警信息、管理系统、阈值设置、视频设置 等子系统入口。
[0358] 交接提示区
[0359] 该区域显示交接班时的未尽事宜或重要通知。
[0360] 值班监督区
[0361] 通过系统按钮每隔三分钟点击与否判断值班人员是否在岗，作为值班人员 考核依据。
[0362] (2)综合信息展示模块
[0363] 功能总体说明
[0364] 系统提供地理信息系统功能，可以实现部队、保障资源和部署可视化，可 以在电子地图上非常直观的展示设施保障流程以及所需要的各种资源和部署情 况再现。模块将能展示全空军机场、仓库等单位的地理分布情况，并可以直接 由上而下查询某单位的具体信息，信息包含单位概况、保障机型、物资库存情 况、编制人员情况以及单位内的设施情况。
[0365] ①实现技术
[0366] 地图显示模块：地图显示模块主要基于OpenLayers3实现。这个态势显示系 统为二维地图显示，包括地图缩放、平移的联动和态势显示的联动。
[0367] 态势数据处理模块：数据处理模块包括数据获取和数据转换。主要研究如 何从其他数据源中获取数据，并转化成为态势显示模块需要的数据。态势数据 处理模块的研究包括三个步骤：
[0368] 第一步，定义态势显示模块需要的中间数据结构；
[0369] 第二步，研究如何从数据源读取全部数据，转换到中间数据结构；
[0370] 第三步，研究如何从数据源实时获取数据，实时推送到客户端中。由于涉 及到从数据源直接读取，因此这部分主要通过服务端完成。
[0371] 态势数据显示模块：态势显示模块的最终工作是根据中间数据结构，调用 OpenLayers相应的API，将数据显示到二维地图上。态势数据显示模块的研究 包括以下几个部分：
[0372] 对OpenLayers相应绘图函数的研究，并对其API进行封装
[0373] 将中间数据结构表示的静态数据绘制到地图上
[0374] 研究播放组件，使得地图中能够显示动态态势
[0375] 模块功能：模块将能展示全空军机场、仓库等单位的地理分布情况，并可 以直接由上而下查询某单位的具体信息，信息包含单位概况、保障机型、物资 库存情况、先编制人员情况以及单位内的设施情况。
[0376] 此外，还能够在全局范围内对物资、人员、机型的分布情况机型查询，查 询方式提供多个接入点，如名称，册序号，型号等关键信息，且可以针对某具 体物资统计汇总在空军范围的分布情况，包括库存量与库存地区。
[0377] 组件系统：组件框架是为方便编写和使用组件为目的构建出的一个编程框 架。组件系统提供一套完整的方法来编写和调用组件。由于HTML原本只是用 于设计为网页呈现的平台而不是像桌面语言那样的应用程序开发平台，因此原 生不提供组件系统。如果要使用原生JavaScript构造一个可以交互的界面，则需 要频繁地操作DOM，并且组件本身的逻辑和应用逻辑相互交叉，使得代码的编 写和维护都比较困难。
[0378] 在网页中引入组件系统意义重大。首先，组件系统能够支持一些常用的控 件的组件化，组件可以被复用，能够在需要时动态地引入组件。其次，每个组 件在JavaScript中都表现为一个实例，在这个示例中将对这个组件的操作封装起 来，方便了用户在脚本中对于该组件的操控。另外，组件系统本身将组建的定 义和组建的使用分离开，降低了系统的耦合，提高了可维护性。
[0379] 组件系统由组件框架和各类组件构成。其中，每一个组件都由组件逻辑和 组件模板构成。组件模板即在组件实例化时，需要向原网页中插入的内容。组 件模板放在一个外部文件中。组件逻辑即通过组件框架创建的组件。
[0380] 组件框架就是将组件模板和组件定义函数用以上逻辑封装起来，形成一个 新的组件构造函数。用户通过调用组件构造函数即可以进行插入组件的操作。
[0381] 在用户调用组件构造函数时，组件构造函数做如下几件事情：
[0383] 调用组件的定义函数以初始化组件，同时取得组件的自定义操作接口；
[0384] 返回该组件的自定义操作接口。将这些接口写入组件模板。
[0385] ②功能规则
[0386] 机型查询用下树形拉框，分飞机系列和具体机型，选择系列默认进行模糊 查询，选择机型默认精确查询，查询后直接在地图显示相应机型分布、数量、 点击图标查看该机场本飞机状况。
[0387] 机型、物资、设备的分布展示结果，应该按柱状图高度区分数量的不同物 资展示按图层级别展示不同内容，分为三级展示，战区分布总览、机场可用物 资总览以及一级品二级品总览。
[0388] (3)综合信息统计分析模块
[0389] 系统在展示地理信息，态势综合信息系统功能外，还可以实现部队、保障 资源和部署力量等多维度的统计分析，可以在电子地图上非常直观的展示设施 设备、仓库等信息分布情况饱和情况等。
[0390] 模块将能展示全空军机场、仓库等单位的地理分布情况，并可以直接由上 而下查询某单位的具体信息，信息包含单位概况、保障机型、物资库存情况、 编制人员情况以及单位内的设施情况。并且可以针对某具体物资统计汇总在空 军范围的分布情况。
[0391] (4)保障能力评估系统软件技术方案
[0392] ①系统功能
[0393] 提供静态保障能力评估，持续保障能力评估和再生保障能力评估，针对设 定的评估项目分别给出评估数据。
[0394] ②组件功能
[0395] 评估指标体系
[0397] 按评估种类可以进行指标的增删查改，如机场保障，油料保障，卫勤保障， 机场保障等。
[0398] 若要新增指标，先选择左侧菜单树的指标种类，点击新增指标，填入指标 名称，数量单位和具体的评估算法，确定后保存。修改的方式和新增类似，选 中要修改的项目，点击修改或双击条目即可。
[0399] 基本保障能力评估
[0400] 本评估模块对机场的静态保障能力进行评估，例如:机场保障，油料保障。
[0401] ③机场保障
[0402] 机场保障方面会统计参战机场的静态容纳能力，如停机坪个数、面积、规 格、跑道规格、洞窟个数等，进行一个静态的展示，之后会对容纳能力进行评 估。点击某机场信息，右侧表格自动计算出二代机、三代机、轰炸机与预警机 的容纳数量，对各种机型分别计算，从而对想定的制定提供参考。
[0403] ④油料保障
[0404] 油料保障方面会统计参战机场的油料容纳能力，如油品种类，油库容量、 储备定额，现存油量等，进行一个静态的展示，之后会对保障能力进行评估。 对各种机型分别计算可保障架次，从而对想定的制定提供参考。
[0405] ⑤持续保障能力评估
[0406] 本模块主要针对机场的持续保障能力进行评估，大类可分为军需保障，财 务保障，卫勤保障，油料保障，军交运输保障，机场保障，营房阵地保障，航 材保障，航弹保障和设施保障，及其每个大类下面的小分类，如军交运输保障 分为运量预计和运力满足程度的评估。
[0407] 以油料库为例，在油料满足程度评估中，将会针对参战机场的油料容量和 作战任务飞行架次进行综合评定，详细计算出每天的油料消耗程度，以及根据 作战计划能够保障的作战天数。
[0408] 左侧菜单树为油料满足程度，中间的表格会自动根据机场油料、作战计划 安排架次计算出当前机场油库的可保障天数，同时会显示出在保障模型中配置 的保障油库。
[0409] 右侧的表格会按天显示油料消耗的详细信息，以飞行型号分类，展示当天 该型号飞机的飞行架次和消耗油量，同步展示当前油库的剩余油量和剩余的百 分比。
[0410] (5)PHM(故障预测与健康管理)技术方案
[0411] PHM是对未来健康状态的预测，变被动式的维修活动为先导性的维护保障 活动，大大提高了装备的战备完好性。当前PHM技术已经成为现代武器装备实 现自主式后勤、降低全寿命周期费用的关键技术。PHM系统常见功能(见图12)， 系统设计过程中涉及到的关键技术一般有下面几个方面：
[0412] ①传感器数据采集
[0413] 传感器作为最底层的数据获取元素，感受被测对象的相应参数(振动、温 度、光强、电压等)变化，并将测到的物理量按照一定转换规则转换为便于后 续传输与处理的电信号，其直接关系到故障诊断、故障预测的有效性，而传感 器种类的选取、传感器的优化布局等关键技术也越来越受到关注。
[0414] ②数据处理及特征提取
[0415] 通常PHM系统不会将传感器采集到的数据直接用于故障的诊断和预测，而 是经过一系列的预处理、特征提取、同类或异类数据的信息融合等处理之后加 以判断。随着人工智能、大数据等新兴技术的不断兴起，运用这些技术的数据 处理、特征提取技术也成为当前研究的一大热点。
[0416] ③健康评估与故障预测
[0417] 健康评估与故障预测就是基于数据处理、特征提取的结果运用失效模型、 智能的推理算法评估系统的运行状态，预测系统发生故障的部位、时间及使用 寿命，并给出合理的维修保障建议。失效模型的建立一般有两种方式：一种是 基于失效物理的方法，从材料的组成、变化及系统各部分之间的相互影响进行 分析，需要非常完善的相关基础理论，这在当前是很难实现的，所以一般采用 这种方式建立的失效模型精度不高，导致健康评估与故障预测的准确度不高； 另一种方式是基于大数据驱动的建模，在当前大数据热潮背景下得到了一定的 发展，具有比较大的潜在研究价值。智能推理是运用各种先进的分析、预测算 法及失效模型，评估系统状态，预测系统健康状况的变化趋势。
[0418] ④信息资源管理与决策
[0419] PHM系统运用系统健康状况趋势信息、历史状态信息、任务信息等，结合 当前的维修、维护、保养资源及成本，决策得到系统的维修保障方案，便传统 被动的事后维修或周期性检修为主动的针对性维护，可以辅助后勤保障系统的 设计，改善效率的同时降低了成本。
[0420] ⑤PHM验证技术
[0421] 随着科学技术的飞速发展，武器装备的集成度、复杂度及智能化程度急剧 增加，传统的故障诊断、维修保障技术逐渐难以适应新的要求。为了满足信息 化战争对武器装备作战快捷、可靠、精准的要求，在上世纪末PHM(Prognostics and Health Management)技术应运而生，并迅速得到了以美国为代表的西方各军 事强国的高度重视，当前该技术已被视为提高系统“六性”和降低全寿命周期费用 的关键技术。
[0422] 本发明研究的必要性：
[0423] 根据新时代强军建设的要求，飞行保障任务日益繁重，提高装备保障能力， 适应未来战场复杂性、不确定性和环境变化等因素，是提升保障、可持续保障 能力和部队战斗力的重要举措。构建基于数据采集、可视化、定位等技术，简 洁、高效、透明的飞行保障指挥控制体系，奠定建立信息化、体系化场站的基 础。
[0424] 针对目前场站飞行保障不能实时获取重要保障设施与装备作业状态信息的 现状，迫切需要开展基于设施设备状态智能感知的机场保障能力实时评估体系 及关键技术研究。以拓展目前场站外场指挥监控台的指挥管理效能，拓展场站 内场综合值班室的监控管理能力。为建立全流程信息化、智能化、体系化场站 提供实用技术支撑；作为不可缺少的重要部分，构建新一代简洁、高效、透明 的飞行保障指挥控制体系、军事效益十分显著。
[0425] BIM+GIS融合技术在民航机场的成功应用，具备了在机场拓展应用的技术 基础。在智能感知的基础上，可实现对机场整体设施设备的动态管理，可随时 查看各设施设备的工作状态、维护记录，当出现应急情况，可以通过BIM模型 快速、准确的进行三维定位，识别危险因素，针对不同级别和类型的突发事件， 采取与之相对应的应急保障方案，并调配与其层次匹配的联动力量，提高了机 场设施设备的快速响应能力。通过全面性、多层次性、可重组性、高聚合性的 保障体系，达到安全性持续性的精细化保障体系。
[0426] BIM：建筑信息模型(Building Information Modeling)技术是一种应用于工 程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合， 在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人 员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营 单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和 缩短工期方面发挥重要作用。
[0427] GIS：地理信息系统(Geographic Information System或Geo－Information system)有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。 它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空 间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的 技术系统。
[0428] BIM+GIS技术：充分利用BIM的可视化、协调性、模拟性及可管理性，结 合GIS对整个机场空间中的有关分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析， 将微观领域的BIM信息和宏观领域的GIS信息进行交换和相互操作，实现对机 场设施设备状态信息动态可视化管理。
[0429] 本发明中未做详细描述的内容均为现有技术。
[0430] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。
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