技术领域
[0001] 本
发明涉及一种自动升降埋地式声驱炮自动控制系统及方法，尤其涉及一种可根据机场驱
鸟应用需要远程遥控自动升降的埋地式驱鸟装置。
背景技术
[0002] 目前，公知的机场驱鸟设备包括仿真
机器人、仿真猛禽、
煤气炮、电抗鞭炮，这些设备均以独立运行为主，通过发出声音、模拟猛禽动作、叫声、发出较强
声波、冲击
波形式，用以驱赶机场内和周边的鸟类。
[0003] 作为机场保护
飞行器飞行安全的重要设备，现有驱鸟设备在使用过程，暴露出很多不足：现有设备由于体积较大、高度较高、材质较硬不具备易折性、安装于地面以上，所以不能安装在机场跑道较近的
位置，只能安装在机场草坪内距离跑道较远的位置。这种驱鸟方式对于距离驱鸟设备较近范围内的鸟类可起到一定的驱赶效果，但是跑道周边的鸟类对于飞行器起降的安全性的威胁最大，现有设备难以对跑道周边的鸟类有效驱离。
[0004] 现有驱鸟设备多采取随机驱鸟方式，该方式没有研究鸟类同飞机之间的
时空交叉关系。由于机场食物、空间因素对鸟类具有强烈的吸引
力，被暂时驱赶的鸟类会因为容易获得食物而随时重返机场，这是目前随机驱鸟难以解决的难点。
[0005] 现有驱鸟设备由于安装于地面以上，其设备长期暴露在较为恶劣的环境中，暴晒、雨淋、
风雪长期侵蚀设备表面和内部设备，设备完好率较低，维护成本大。
[0006] 现有驱鸟设备长期以固定形式安装于地面以上，使得鸟对该设备形成耐受性的时间大为缩短。随着使用时间的延长，驱鸟效果大为降低。
[0007] 现有驱鸟设备由于以独立运行为主，难以与机场内其他驱鸟设备和系统形成有效联动，难以实现及时、高效的鸟情发现、驱离及防范。
[0008] 现有驱鸟设备一旦出现故障，由于没有自检自测和网络通讯功能，只能再次使用时才能发现异常，由此产生的隐患，将直接影响到机场内飞行器的飞行安全。
发明内容
[0009] 本发明的目的就是为了解决上述问题，提供自动升降埋地式声驱炮自动控制系统及方法，它具可有效驱赶机场跑道两侧
指定距离内的各种鸟类，并在音频播放完毕后，降低地面以上设备，使之低于地面，以平面铺于地面，实现设备正常状态下的隐性化，不会对机场内飞行器的起降产生影响，符合机场对跑道两侧无障碍的要求。
[0010] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0011] 一种自动升降埋地式声驱炮自动控制系统，所述系统包含埋设在机场跑道两侧设定距离的多个驱鸟设备单元，所述驱鸟设备单元包括机械升降装置和控制装置，控制装置控制机械升降装置升起或下降，所述控制装置的通讯模
块与对应的网络基站通信，各网络基站与上位机通信，并将上位机控制指令下发到相应的驱鸟设备单元；在所述机械升降装置上还设有驱鸟音频播放设备，所述驱鸟音频播放设备与控制装置连接，在机械升降装置升起时控制装置控制驱鸟音频播放设备工作。
[0012] 所述控制装置还包括主控模块、控
制模块以及端接模块，主控模块与通讯模块连接，通讯模块与通过有线和/或无线方式与网络基站通信；所述主控模块连接
控制模块，控制模块连接端接模块；所述端接模块则与控制装置的
外围设备连接，所述外围设备包括驱动装置、电源装置、驱鸟音频播放
控制器以及环境监测装置连接，驱鸟音频播放控制器与驱鸟音频播放设备连接。
[0013] 所述环境监测装置为积
水探测器，它安装在阻水隔板下方。
[0014] 所述驱动装置为
电动机，它通过
变速器与机械升降装置连接。
[0015] 所述机械升降装置，通过变速器与电动机连接，机械升降装置通过
钢丝绳与上覆板一端连接，上覆板中部轴接在笼式安装固定
支架上，在上覆板另一端安装驱鸟音频播放设备。
[0016] 所述电动机、变速器安装在阻水隔板上。
[0017] 所述驱鸟音频播放控制器包括依次连接的音频信息
存储器、音频信息读取模块、音频播放解码模块、音频播放控制模块，音频播放控制模块与驱鸟音频播放设备连接。
[0018] 所述驱鸟设备单元的外部有防水防潮装置，所述防水防潮装置包括支架防水膜和阻水隔板。
[0019] 所述控制装置安装在防水密封装置内，所述电源装置包括市电供电电源、直流转换电源；所述驱鸟音频播放设备是扬声器、电控发声炮或其他电动发声设备。
[0020] 所述笼式安装固定支架采用金属支架连接，构成笼式立体
框架结构，金属支架上有安装孔，便于安装系统各设备。
[0021] 所述的一种自动升降埋地式声驱炮自动控制系统所采用的工作方法为，[0022] 步骤一：飞行前：由声驱炮系统发出飞机
起飞、降落时的声音，告知鸟类飞机
马上就要起飞或降落，以及起飞或降落的飞行方向；
[0023] 步骤二：飞行中：由飞机发出巨大声响，以告知鸟类飞机正在起飞或降落；
[0024] 步骤三：飞行后：由声驱炮发出飞行结束
信号，以告知鸟类飞行结束，危险取消；
[0025] 当鸟类形成条件反射并养成良好习惯时，鸟类就会在飞机准备起飞前离开机场跑道，飞行结束后返回机场觅食，如此鸟类对驱鸟设备的耐受性问题得到彻底解决。
[0026] 所述步骤一中，
[0027] 驱鸟设备单元的机械升降装置启动：机场驱鸟控制中心向驱鸟设备单元发出驱鸟信号，驱鸟设备单元的控制装置通过有线或无线通讯方式，传送驱鸟准备命令至控制装置的控制模块，该控制装置控制启动电动机，并控制电动机
转子向导致驱鸟音频播放设备上升的方向旋转，连接在转子上的变速器，完成转速力矩转换，形成足够的力矩拉动
钢丝绳下降，最终钢丝绳另一端的上覆板的一端被钢丝绳拉动，上覆板以旋转
主轴为中心，拉动端下降，安装有驱鸟音频播放设备的另一端翘起，探出地面，做好随时播放驱鸟音效的准备；
[0028] 驱鸟设备单元的音频播放装置启动：控制装置接收控制中心发来的信号，向各个驱鸟声音设备发送启动驱鸟的指令，各个驱鸟音频播放控制器在接收到该指令后，按照控制模块预先设定的延迟时间，沿飞机起飞方向依次播放驱鸟音效；所述驱鸟声音设备的发声顺序为飞机起飞前
滑行的方向，依次播放驱鸟音效，该音效仿真飞机轰鸣声，在飞机起飞之前形成沿跑道起飞方向的起飞声音效果将鸟驱离跑道，降低飞行
空域的交叉概率；
[0029] 驱鸟设备单元的机械升降装置归位：控制装置接收机场控制中心的信号，采用与启动驱鸟设备单元相反的步骤将驱鸟控制单元复位。
[0030] 飞机在起飞前滑行的过程中，飞机及轰鸣声也在告知鸟类，刚才的轰鸣声的确是存在，减低了鸟类对这种驱鸟形式的形成耐受性的几率。
[0031] 本发明的有益效果：
[0032] 具有埋地式结构，可自动升降，具有自检自测功能，并将设备自身与机场内其他驱鸟设备、鸟情监测设备、鸟情控制中心计算机连接在一起，使驱鸟管理人员可随时可掌握机场鸟情，最短时间内实现有效驱离。
附图说明
[0033] 图1是本发明的机场安装使用示意图；
[0034] 图2是本发明的安装示意图；
[0035] 图3为本发明的系统结构图；
[0037] 图5是本发明的驱鸟音频播放控制器结构框图；
[0038] 图6是本发明的电动机械装置结构图；
[0039] 图7是本发明的机场安装布线示意图。
[0040] 其中，1.控制装置，2.驱鸟音频播放控制器，3.电动机，4.机械升降装置，5.环境监测装置，6.驱鸟音频播放设备，7.音频信息存储器，8.音频信息读取模块，9.音频播放解码模块，10.音频播放控制模块，11.通讯模块，12.主控模块，13.控制模块，14.端接模块，15.电源装置，16.上覆板，17.变速器，18.阻水隔板，19.密封装置，20.钢丝绳，21.笼式安装固定支架，22.沙砾透水层。
具体实施方式
[0041] 下面结合附图与
实施例对本发明作进一步说明。
[0042] 如图1所示，通过本发明在某机场跑道两侧设置了多个地坑，并将本发明可升降式埋地声驱设备，安装在地坑内，该埋地声驱设备采用钢丝绳20作为机械升降装置4，上覆板16中间通过
轴承固定在笼式安装固定支架21设备固定孔，形成上覆板16的旋转主轴。
[0043] 在跑道两端外侧设置驱鸟设备单元，内置控制装置1，该控制装置1与各个驱鸟音频播放设备6通过电力线，双向传输电力载波信号；设备安装完毕后，各驱鸟音频播放设备6处于下降到位，地面无障碍状态。
[0044] 一旦机场工作人员启动飞机期间准备工作，机场驱鸟控制中心将向安装在声驱设备控制主机箱内的控制装置1发送“准备驱鸟”命令，该控制装置1通过电力载波通讯方式，传送驱鸟准备命令至各驱鸟音频播放控制器2，控制装置1控制启动电动机3，并控制电动机3的转子向可导致驱鸟音频播放设备6上升的方向旋转，连接在转子上的变速器17，完成转速力矩转换，形成足够的力矩拉动作为机械升降装置4的钢丝绳20下降，最终连接到钢丝绳20另一端的上覆板16一端被钢丝绳20拉动，上覆板16以旋转主轴为中心，拉动端下降，安装有驱鸟音频播放设备6的另一端翘起，探出地面，做好随时播放驱鸟音效的准备。
[0045] 飞机进入跑道转弯处，安装在转弯处跑道外侧的
风力、
温度复合探测器，判断飞机经过，向控制装置1传送信号，控制装置1接收该信号，向各个驱鸟音频播放控制器2发送启动驱鸟的指令，各个驱鸟音频播放控制器2在接收到该指令后，按照控制模块13预先设定的延迟时间，沿飞机起飞方向依次播放驱鸟音效。
[0046] 在该应用中，各个驱鸟声音设备的发声顺序为从A1至A8依次播放驱鸟音效，该音效仿真飞机轰鸣声，在飞机起飞之前形成沿跑道起飞方向的起飞声音效果将鸟驱离跑道，降低飞行空域的交叉概率，即可有效减少鸟撞。同时，随之而来的飞机及轰鸣声也在告知鸟类，刚才的轰鸣声的确是在，有效减低了鸟类对这种驱鸟形式的形成耐受性的几率。如此多个声驱炮联合动作的效果真实仿真飞机起飞轰鸣声，在飞机起飞之前将鸟驱离跑道，降低飞行空域的交叉概率，即可有效减少鸟撞。同时，随之而来的飞机及轰鸣声也在告知鸟类，刚才的轰鸣声的确是在警告危险马上来临，从鸟类行为学的
角度上看，可有效降低鸟类对设备的耐受性。
[0047] 每个埋地式声驱炮在完成播放任务后，控制装置1控制启动电动机3，并控制
电机转子向可导致驱鸟音频播放设备6下降方向旋转，连接在转子上的变速器17，完成转速力矩转换，形成足够的力矩拉动作为机械升降装置4的钢丝绳20上升，上覆板16一端受到所安装的驱鸟音频播放设备6的重力影响开始下降，最终上覆板16以旋转主轴为中心，拉动端上升，安装有驱鸟音频播放设备6的另一端下降，上覆板16保持与地面水平，设备完全埋入地下，实现设备正常状态下的隐性化，不会对机场内飞行器的起降产生影响，符合机场对跑道周边无障碍的要求。
[0048] 该驱鸟音效为飞机起飞时的轰鸣声，对机场内的飞鸟形成飞机起飞的声音驱离效果，当鸟情解除后，真正的飞机起飞，对鸟类形成真正的威胁。
[0049] 机场根据操作性条件反射原理，向鸟类发出“此时、此处飞行危险”的危险预警信号，长时间训练将会让鸟类熟悉机场的飞行规律。熟悉机场飞行环境和飞行规律的鸟类在得到危险信号后，会选择主动避让策略，或者撤离机场，或者藏匿不动。这样，飞机飞行空间同鸟类活动空间没有交叉，可大大降低鸟撞发生概率。而危险预警信号发出后，飞机将立即起飞，鸟类接收该信号且不断强化形成条件反射，从而同机场、飞机保持有效的安全距离。
[0050] 本发明采取的方式是，飞行前：由声驱炮系统发出飞机起飞、降落时的声音，以告知鸟类飞机马上就要起飞或降落，以及起飞或降落的飞行方向。
[0051] 飞行中：由飞机发出巨大声响，以告知鸟类飞机正在起飞或降落。
[0052] 飞行后：由声驱炮发出飞行结束信号，以告知鸟类飞行结束，危险取消。
[0053] 当鸟类形成条件反射并养成良好习惯时，鸟类（例如经常在机场附件活动的喜鹊）就会在飞机准备起飞前离开机场跑道，飞行结束后返回机场觅食，如此鸟类对驱鸟设备的耐受性问题得到解决。
[0054] 如图2所示，笼式安装固定支架21采用金属支架连接，构成笼式立体框架结构，金属支架上有安装孔，便于安装系统各设备；笼式安装固定支架21安装在预先挖好的地坑内，地坑底部铺设沙砾透水层22，保证坑内积水及时从底部排走，笼式安装固定支架21上安装有防水防潮装置，包括支架防水膜和阻水隔板18；支架防水膜安装在支架外侧，保持支架内设备密封，阻水隔板18安装在固定支架底部，位置略高于地坑底部，环境监测装置5安装于阻水隔板18下方，环境监测装置5通过线路连接通讯控制器1的端接模块14。
[0055] 如图3所示，一种自动升降埋地式声驱炮自动控制系统，包括控制装置1、驱鸟音频播放设备6、驱鸟音频播放控制器2、电动机3、机械升降装置4、环境监测装置5、防水防潮装置；控制装置1与驱鸟音频播放控制器2、电动机3、环境监测装置5连接；驱鸟音频播放控制器2与驱鸟音频播放设备6连接；电动机3与机械升降装置4连接。
[0056] 如图4所示，控制装置1包括安装在密封装置19机壳内的通讯模块11，该模块通过有线或无线信号与设备外的总控制器连接，实现双向通讯，控制装置1还包括主控模块12、控制模块13和端接模块14；控制模块13通过端接模块14控制驱鸟音频播放控制器2、电动机3、驱鸟音频播放设备6的启闭或升降；控制装置1通过通讯模块11接收机场驱鸟控制系统的指令，并将设备状态、自检信号通过有线或无线的形式，传递给机场驱鸟控制系统。
[0057] 端接模块14通过线路连接驱鸟音频播放控制器2、电动机3、电源装置15、环境监测装置5，端接模块14通过
电路与控制模块13连接，端接模块14通过电路与主控模块12连接。
[0058] 控制装置1与机场驱鸟控制系统的双向通讯，可以采用ZIGBEE、485、电力载波等多种形式。
[0059] 如图5所示，驱鸟音频播放控制器2包括音频信息存储器7、音频信息读取模块8、音频播放解码模块9、音频播放控制模块10；音频信息存储器7可采用可移动式存储卡、存储
硬盘等多种形式，存储内容可以是模拟飞机起飞效果或鸟类、猛禽等效果的音频信息，数据形式可以是MP3或其他高保真的音频文件格式。
[0060] 音频信息读取模块8，从音频信息存储器7读取音频文件数据，并传递给音频播放解码模块9，音频播放解码模块9将音频文件数据解码，转换成可播放的模拟
音频信号，并将
信号传输给音频播放控制模块10，音频播放控制模块10将输入的音频信号放大，转换为能
直接驱动驱鸟音频播放设备6的音频信号，并通过端接模块14将音频信号传输给驱鸟音频播放设备6。
[0061] 如图6所示，驱动装置包括电动机3、变速器17、机械升降装置4；机械升降装置4连接电动机3、变速器17和上覆板16，机械升降装置4可以是金属连接管及其传动装置或者是钢丝绳20及其传动装置；电动机3经过变速器17传动带动机械升降装置4执行指定的上下运动，带动上覆板16和安装在上覆板16之上的驱鸟音频播放设备6运动，实现驱鸟音频播放设备6的探出地面或下降到地面以下。驱鸟音频播放设备6固定在上覆板16下侧面，驱鸟音频播放设备6可以是扬声器、电控发声炮或其他电动发声设备；
[0062] 如图7所示，跑道东西两侧配电室内安装电控柜，各接入交流220V电源，单路电源输出要求>2000W；敷设
电缆时，应将屏蔽层两端可靠接地，并不使屏蔽层断裂或松散，否则会降低屏蔽效果；敷设线缆弯曲半径不应小于电缆外径的15-20倍，在电缆敷设前后，以1000V兆欧表测量电缆各导体之间的绝缘
电阻是否正常，并根据情况对进行修正，在电缆敷设后，必须进行线缆通断测量。电缆如采用直埋敷设方式，应做好防潮排
水处理，埋设深度不应小于0.7-1M，敷设线缆进入配电室和室内走线都应采用桥架内置布设，释放线缆前，应检查线缆外观及封头是否完好，释放时应注意线缆盘的释放方向，不要压扁或刮伤电缆外护套，切勿以摔打方式来校直电缆，以免造成绝缘护套开裂，管路连
接口和弯曲处，应采取保护电缆措施，保证电缆不会受损；电缆应具有较强的抗
电磁干扰、抗
雷击及均匀
电场，该项目电缆敷设在地下，电缆应即能承受机械外力作用，也能承受较大的拉力。额定
电压(Uo/U)：0.6/1KV，长期工作允许温度：<70℃，
短路最高温度：<160℃，阻抗要求：具有较低且均匀的正（逆）序和零序工作阻抗，有利于提高载波通讯与供电品质；电抗：采用同心导体在零序工作状态下减低阻抗，有利于短路自动保护装置及时可靠动作，从而保证相关设备与机场供
电网络的可靠安全运行；能经受GB12666.5(IEC332-3)规定的成束燃烧试验，适当考虑防白蚁和鼠害影响；导体电阻：符合GB3956；耐压要求：经受5min的3.5kV工频电压试验，护套厚度：2.8mm；线缆使用年限：7-15年。
[0063] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的
基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种
修改或
变形仍在本发明的保护范围以内。
