一种航空障碍灯运行能耗动态评估方法与流程

本发明涉及信息，尤其涉及一种航空障碍灯运行能耗动态评估方法。

背景技术：

1、航空障碍灯作为保障飞行器安全起降的关键设施，其运行能耗的准确评估直接关系到机场运营成本控制和节能减排目标的实现。随着高空环境复杂性增加，这类灯具的能耗评估面临着前所未有的挑战。当前的评估方法通常基于实验室环境下测得的固定功率数值来推算实际运行能耗，这种做法忽略了高空安装环境的复杂性。实际场景中，灯具长期暴露于风速变化、温度波动的自然条件下，其内部led芯片的工作状态持续改变，而这种动态变化并未被现有评估体系纳入考量范围。更关键的是，这些评估方法将散热条件视为单向有利因素，默认风速越大散热越好，却未考察灯具本身的结构特性如何改变这一规律。问题的复杂性在于，当高空风速增大时，按照常规散热理论，芯片结温应该下降，此时维持相同发光强度所需的驱动电流会相应减小，能耗理应降低。然而航空障碍灯为达到防水防尘标准必须采用密闭外壳，这种密闭设计在某些风速条件下会阻隔气流流通，导致外壳内部形成热量积聚区域，使得芯片结温不降反升。此时若仍按照风速增大则能耗降低的假设进行评估，就会出现预测值与实际值严重偏离的情况。例如在安装高度150米、风速达到12米每秒时，某款密闭灯具的实测结温比理论预期高出18摄氏度，导致维持3200坎德拉光强所需的驱动电流比预期增加了22%，能耗评估误差超过20%。因此，如何在高空复杂风速条件下，准确识别密闭外壳对散热效果的实际影响，并据此动态调整led结温与驱动功率之间的关联关系，从而建立符合实际工况的能耗评估基准，成为航空障碍灯运行管理中亟待解决的关键问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种航空障碍灯运行能耗动态评估方法，包括：

2、获取航空障碍灯安装高度处的外部风速与密闭外壳内部的led结温，将外部风速与led结温按同一时间区间对齐处理，得到风速结温记录；

3、识别所述风速结温记录中外部风速升高但led结温未同步下降的时间段，整理外部风速与led结温数据，得到散热阻滞记录；

4、分析所述散热阻滞记录，确定发光模组在同一时间区间内的驱动电流，将驱动电流按时间先后顺序排列，得到电流变化记录；

5、对所述电流变化记录进行评估，将驱动电流超出预设电流范围的时段标记为散热失效时段；

6、获取发光模组在所述散热失效时段内实际采集的瞬时功率，获取该时段内驱动电流在散热正常时段的历史瞬时功率数据作为预测瞬时功率；

7、将所述预测瞬时功率与实际采集的瞬时功率相减得到瞬时功率差额，识别其中超出预设差额范围的时段；

8、根据该时段内的瞬时功率差额调整初始评估标准，对调整后的评估标准稳定化处理得到目标评估标准，获取发光模组的发光强度并与所述目标评估标准匹配评估，确定航空障碍灯的运行状态。

9、进一步的，所述获取航空障碍灯安装高度处的外部风速与密闭外壳内部的led结温，将外部风速与led结温按同一时间区间对齐处理，得到风速结温记录，包括：

10、通过安装在航空障碍灯支架顶端的风速探头获取所述安装高度处的外部风速，在密闭外壳内部的散热基板上布设温度探头采集所述led结温，得到风速采样序列与结温采样序列；

11、根据统一时标对所述风速采样序列与所述结温采样序列按同一时间区间对齐处理，剔除采样时刻缺失的空值点，将对齐后的外部风速与led结温逐点配对，得到风速结温记录。

12、进一步的，所述识别所述风速结温记录中外部风速升高但led结温未同步下降的时间段，整理外部风速与led结温数据，得到散热阻滞记录，包括：

13、根据所述风速结温记录中时间戳先后顺序对外部风速逐点差分，识别连续多个采样点风速单调升高的时窗，调出所述时窗内同一时间戳对应的led结温，对结温序列进行同向差分，得到风速升温段与结温走向的配对结果；

14、针对所述配对结果中风速持续升高而结温维持平稳或反向抬升的时窗，采用滑动窗口法逐段滑移，确定结温未同步下降的起始拐点与结束拐点，记录该时窗内结温实测值与按常规散热规律推算的下降预期值之间的差值作为迟滞幅度，得到候选阻滞时段集合；

15、从所述候选阻滞时段集合中调取每一时窗内的外部风速极值、结温均值与所述迟滞幅度，按时段编号、起止时刻、风速走势与结温走势排列汇总，得到散热阻滞记录。

16、进一步的，所述对结温序列进行同向差分，得到风速升温段与结温走向的配对结果，包括：

17、调取贴装于散热鳍片根部的温度探头与贴装于外壳进风口内侧的温度探头输出的分区温度值，比对同一灯具在洁净状态下的历史风速结温走向，鳍片根部温度值持续高出洁净状态对应值时判定为鳍片积尘增厚的滞留区间，进风口内侧温度值持续高出洁净状态对应值时判定为进风口局部遮挡的滞留区间，得到遮挡部位标识；

18、在所述遮挡部位标识指向的区间上，取结温偏离洁净状态历史下降走向的时刻作为阻滞起始时刻，取结温恢复随风速下降走向的时刻作为阻滞结束时刻，计算阻滞持续时长，将阻滞持续时长与所述遮挡部位标识按时段编号写入，得到散热阻滞记录。

19、进一步的，所述分析所述散热阻滞记录，确定发光模组在同一时间区间内的驱动电流，将驱动电流按时间先后顺序排列，得到电流变化记录，包括：

20、根据所述散热阻滞记录中标注的每一时段起止时刻，从发光模组驱动回路串联的电流采样电阻上调取同一时间区间内的驱动电流采样值，将所述驱动电流采样值与所述散热阻滞记录按同一时标对齐，得到与阻滞时段对应的驱动电流序列；

21、对所述驱动电流序列按时间先后顺序排列，逐条写入时间戳与驱动电流数值，剔除对齐过程中出现的采样中断点，得到电流变化记录。

22、进一步的，所述对所述电流变化记录进行评估，将驱动电流超出预设电流范围的时段标记为散热失效时段，包括：

23、遍历所述电流变化记录中每一时段编号下的驱动电流数值，将所述驱动电流数值与预设电流范围的上限值与下限值逐点比对，逐点标注越限判定标识，得到越限判定结果；

24、根据所述越限判定结果标注连续越出预设电流范围的采样点集合，连续越限采样点覆盖的时间跨度大于预设持续时长门限时，将所述采样点集合覆盖的时段编号标注为散热失效时段。

25、进一步的，所述获取发光模组在所述散热失效时段内实际采集的瞬时功率，获取该时段内驱动电流在散热正常时段的历史瞬时功率数据作为预测瞬时功率，包括：

26、通过所述散热失效时段的起止时间戳，从发光模组驱动端串接的功率采集模块调取同一时段内的实际瞬时功率采样值，按时间戳与散热失效时段编号挂接，得到实测瞬时功率序列；

27、根据所述散热失效时段内每一采样点的驱动电流数值，从散热正常时段历史库中检索驱动电流数值落入以该采样点电流数值为中心的预设匹配容差内的历史采样条目，所述散热正常时段历史库由散热阻滞记录未标注滞留区间的历史时段内驱动电流数值与同时刻瞬时功率采样值成对存储形成，读取所述历史采样条目对应的历史瞬时功率数据，得到历史瞬时功率序列；

28、将所述历史瞬时功率序列按散热失效时段内采样点的先后位序重新排列，逐条对齐至失效时段内相同位序的采样时刻，得到预测瞬时功率。

29、进一步的，所述将所述预测瞬时功率与实际采集的瞬时功率相减得到瞬时功率差额，识别其中超出预设差额范围的时段，包括：

30、通过所述实际采集的瞬时功率减去所述预测瞬时功率在散热失效时段内相同位序采样点上逐点相减，得到瞬时功率差额，按采样点位序汇总为差额序列；

31、根据预设差额范围的上限值与下限值对所述差额序列逐点比对，采样点瞬时功率差额越出预设差额范围且相邻越限采样点覆盖时间跨度大于预设持续时长门限时，将所述采样点覆盖的时段标注为超出预设差额范围的时段。

32、进一步的，所述根据该时段内的瞬时功率差额调整初始评估标准，对调整后的评估标准稳定化处理得到目标评估标准，获取发光模组的发光强度并与所述目标评估标准匹配评估，确定航空障碍灯的运行状态，包括：

33、读取所述超出预设差额范围的时段内的瞬时功率差额均值，将所述瞬时功率差额均值除以发光模组额定瞬时功率折算为对额定发光强度基准的调整比例，将调整比例乘以额定发光强度基准得到调整量并叠加至额定发光强度基准，得到调整后的评估标准，采用滑动平均法对相邻采样点数值取窗口平均，得到目标评估标准；

34、通过灯罩上方架设的光度传感器采集发光模组在同一时段的发光强度，将所述发光强度与所述目标评估标准逐点比对，发光强度落入允许波动区间内时判定为正常警示，持续低于允许波动区间时判定为散热受限降亮。

35、进一步的，所述通过灯罩上方架设的光度传感器采集发光模组在同一时段的发光强度，包括：

36、提取发光模组在所述目标评估标准逐点数值对应时间戳下的实际发光强度采样值，将所述实际发光强度采样值与目标发光强度数值逐点作差，得到低于目标评估标准的光强偏离采样点集合；

37、针对所述光强偏离采样点集合中的每一采样点，采用警示灯光有效照射距离与发光强度平方根成正比的换算关系，将实际发光强度采样值与目标发光强度数值代入得到实测照射距离与目标照射距离，取目标照射距离减实测照射距离再除以目标照射距离，得到照射距离缩减程度；

38、将缩减程度小于第一档门限的采样点标注为正常警示、介于第一档门限与第二档门限之间的采样点标注为散热受限降亮、大于第二档门限的采样点标注为需现场检修，按时段编号汇总，得到运行状态结果。

39、本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

40、本发明公开了一种航空障碍灯运行能耗动态评估方法，针对航空障碍灯安装于高空环境中，散热鳍片易因积尘增厚与外壳进风口遮挡导致热量滞留壳内、进而引发驱动电流异常与警示光衰减难以及时察觉的问题，通过采集安装高度处的外部风速与密闭外壳内led结温并按同一时间区间对齐，识别风速升高但结温未同步下降的散热阻滞时段，标注阻滞持续时长与鳍片遮挡部位，进而调取同期驱动电流排列成电流变化记录，将超出预设范围的时段标记为散热失效时段，再以该电流在散热正常时段的历史瞬时功率作为预测值，与实际瞬时功率相减得到功率差额，据此对初始评估标准进行调整并稳定化处理形成目标评估标准，结合实际发光强度匹配评估警示灯光有效照射距离的缩减程度，确定正常警示、散热受限降亮或需现场检修的运行状态，实现了对航空障碍灯散热失效与能耗异常的动态精准辨识，显著提升了高空警示的可靠性与运维时效性。