
机场跑道是飞机起飞、降落和滑跑使用的特定区域,是地空交汇的关键节点。作为机场最关键的设施,跑道安全直接关系到航班的飞行安全,也影响着机场的运行品质和效率。而跑道安全的一大核心,就是跑道外来物(FOD)的防范。
FOD,是Foreign Object Debris 的简称,飞行区内无运行或航空功能并可能对航空器运行构成危险的无生命物体,均属FOD。
随着机场航班量的提升,对跑道的运行和管理也提出了越来越高的要求。
2023年,广州白云国际机场以45.61万架次起降量成为国内起降架次最高、全球起降架次排名14的机场。
45.61万架次,意味着假设白云机场三条跑道每天24小时不间断运行,每条跑道每小时平均需起降17架次飞机,每3.5分钟就有一架飞机要在一条跑道上完成起降,跑道的使用频率非常高。而实际上,除开跑道每天例行的检查巡检,跑道实际开放时间内的起降间隔时间必然低于3.5分钟。
在这么短的时间内,如果依赖传统的人防、物防手段观察,那么跑道道面的安全状态,就会陷入实际上的“黑盒”状态。
采用技防手段实时监控道面安全,提高巡检间隔时间内对跑道FOD风险的防范水平,已成为越来越多机场的选择。跑道外来物(FOD)检测系统的应用,是当前最为主流的技防手段。
无论是以边灯、塔架还是移动车载的形态出现,当前主流的跑道外来物检测系统,采用的探测体制大致分为光学探测、雷达探测和光学雷达复合探测三类。
光学技术利用视频与图像处理实现探测,对目标的细节和特征有很好的分辨能力,但容易受到天气与光照的影响;毫米波雷达探测距离长,环境适应能力强,但对非金属的小目标探测能力较弱。因此,将光学和雷达结合起来的光电复合探测技术可以结合两种不同技术的优点,优势互补,更能有效实现跑道外来物的探测和识别。
2024年11月,西安咸阳国际机场三期扩建工程新修建的北二跑道上安装的跑道外来物(FOD)探测系统通过竣工及行业验收,这些身高不足50公分,不停地来回旋转的黄色钢铁材质边灯状设备,就是实时探测跑道道面外来物状态的“铁甲卫士”。它们将在跑道正式启用后,像它们那些服役于成都天府机场、北京大兴机场的伙伴们一样,承担起守护每一次航班起降的使命。
这些“铁甲卫士”是机场跑道外来物(FOD)检测系统的探测设备,也是整个系统的“眼睛”,通过7*24小时不间断地对跑道道面情况进行扫描,时刻关注跑道上是否多出了影响飞机起降的物体,随时准备进行报警提示。
与人类的眼睛相比,这些“眼睛”不仅可通过可见光进行识别,还因为叠加了电磁波buff,可以在夜晚、阴天等低光照条件下正常工作,减轻工作环境的制约,降低对目视水平的依赖。
“眼睛”看到的信息,将回传到“大脑”进行处置。系统配置的专用处理软件就是完成信息分析、处理及存储的“大脑”。危险等级辅助分类功能,将对照局方标准及本机场制定的外来物防范管理办法,对报警信息进行分析、分类,根据警示程度将报警信息分别发送给终端工作人员和清理回收人员,做到风险分类管理,在确认外来物等级后即可启动对应的风险处置程序。
针对外来物处置的“反馈”需求,工作人员根据报警信息及位置引导,采取对应措施进行处理,及时清除风险隐患,而事件统计和溯源分析可对外来物来源进行排查辨认,便于联系机组及落地机场做好应急准备,系统做好风险预警。
“眼睛”的出现,让外来物检测的实时性实现了约90倍的提升。从当前成都天府机场、北京大兴机场收集到的数十万条数据样本来看,针对标准样件的检测率达到100%,实物样件检测率达到98%,最小检测粒径2cm。
“大脑”的存在,让跑道外来物的处置更加智慧、更贴合机场“个性”,在局方规范和机场针对跑道外来物的处置管理方案之外,随着不同天气、不同机场、不同场景下数据样本持续积累,与叠加了先进算法的“大脑”深度融合,在判断外来物属性、判断风险等级、给出解决指引甚至方案指导方面,会随着经验的积累和深度学习,越来越准确、清晰、智能。
“火眼金睛”和“智慧大脑”高度协同,推动系统持续升级,在时间洗礼下,这个系统的核心功能将持续加强。
效果│“铁甲卫士”在实践应用中屡建奇功
民航二所电子公司的跑道外来物(FOD)检测系统,当前已在国内7条跑道得到实际应用,以应用经验最丰富、检测效果最优、环境适应力最好获得用户信任。
应用跑道外来物(FOD)检测系统,机场可以实时掌控跑道安全状态,面对突发情况能够及时启动处置程序,有效减少甚至杜绝因外来物风险导致的航空器损伤及航班安全运行风险,让跑道运行更加安全,飞机起降更加安心。
前几年,某机场跑道外来物(FOD)检测系统发出报警信号,显示在西二跑道北端有小型金属FOD,经视频确认后为飞机掉落的气门芯帽,机场及时按照危险等级Ⅰ级的应对措施进行了处置。
今年,某机场跑道外来物探测系统发现跑道上存在外来物,机场立即启动应急处置程序,协调空管进入跑道处置,防止了航空器事故的发生。某单位对此次事件明文通报,充分认可了外来物探测系统在及时报警、提示,为及时处置提供有效信息支撑方面发挥的重要作用。
“铁甲卫士”,正以坚毅的身姿,在每一个日升月沉之中,守护着每一次的归来与启程。