媒体看二所： 民航二所航空安全技术：“三维”护盾保障起落平安
发布时间：2025-08-26
自1914年全球首个民航航班的商业运行开始，在110多年时间里，民航运输几乎都是围绕飞行器这个核心要素展开的。因此，飞行器的安全运行成为民航安全的关键要义。
专家指出，从风险可能性、危险性两个维度综合考虑，飞行安全风险主要集中在滑行、起飞、着陆及除巡航飞行之外3000米（10000英尺）以下的飞行阶段。也就是说，有效控制这四个飞行关键阶段的风险，就可以大幅提高民航运行的整体安全水平。除此以外，跑道条件、飞行秩序、净空管理等方面也不同程度影响着航班的安全运行。除了飞行器自身的持续改进，当代民航科技的发展无疑为民航安全保障水平的提高创造了无限价值。
机场跑道其实是有“洁癖”的，螺栓、石子等看似微不足道的物体一旦出现在跑道上，便会化身威胁航空安全的“杀手”。在民航领域，这些异物被称为FOD（跑道外来物）。数据显示，近年来，FOD导致的不安全事件在我国民航机场各类不安全事件中居第二位。放眼全球，15%的飞机事故与跑道外来物直接相关，每年造成的经济损失超过40亿美元。
因此，干净的跑道对于民航安全至关重要。传统人工目视巡查跑道的方式效率较低，而且需要占用跑道，无法实现全天候实时监控，已经无法满足机场进一步提升安全与效率的需要。
科技力量的加持，必然使跑道运行的安全水平和效率都得到提高。记者从中国民航局第二研究所电子公司（以下简称“民航二所电子公司”）了解到，现在跑道巡查早已有了自动化的手段。由民航二所电子公司研发的机场跑道外来物（FOD）检测系统，就是一款能够全天候自动监测跑道道面，实时准确预警跑道外来物，并将外来物报警信息发送给终端工作人员和清理回收人员的先进设备。
民航二所电子公司工程师刘培刚指着电脑系统中的一排黄色设备向记者介绍，边灯式FOD探测设备覆盖了整条跑道，设备高度只有42厘米，却集成了毫米波雷达、摄像头、补光灯等多种功能性部件，可以说是“小身躯承载了大能力”。据了解，该设备采用毫米波雷达和可见光、近红外同步检测的模式，并基于模糊算子及区域相关融合方法，实现了两种检测技术的优势互补，让探测精度达到1厘米~2厘米的粒径，不仅可识别小至螺栓的金属异物，还能在亚米级范围内实现外来物定位，使系统的低虚警和对各种外来物材质的广泛适应性得到了有效保障。
今年5月，该型号设备获得了中国民航局民用机场专用设备通告，这是自2024年11月1日机场道面外来物探测设备被纳入民用机场专用设备目录以来的国内首次通告。值得一提的是，民航二所在跑道外来物探测系统项目上的研发能力，除了实现国内大型枢纽机场7条跑道的工程验证，也获得了行业权威的专业技术认可。这个消息让像刘培刚这样的工程师纷纷感叹，10余年的辛勤耕耘终于见证了跑道外来物探测方案有了明确可行的国家标准。
民航运行安全是多维度、多层次的，除了保障旅客的安全，场面其他运行主体，如车辆、航空器的安全也是必须关注的红线问题。随着航班量持续攀升，机坪刮碰和跑道侵入事件在地面保障原因不安全事件中的占比高达20.1%，在事故征候中占比82.1%。记者采访了解到，在机场改扩建过程中，机场跑滑构型、机坪布局变得越来越复杂，已经超越了人工指挥调度的精力范围，亟须引入智能化系统对地面运行安全进行全方位管控。
从车辆管理来看，国内外飞行区车辆智能规划与安全导航方面的研究和应用较少，仍然停留在初级阶段，大多采用固定线路或静态路径规划，安全辅助功能少，智能化程度低。因此，为了保障航空器地面运行安全，在减少跑道入侵风险的同时，有效实现对飞行区内多种活动目标的监视和管控，民航二所联合西安咸阳国际机场通过机场车辆智能规划与安全导航技术，对机坪作业人员、车辆和设备、航空器进行智能路径规划与有效管理，提高机坪运行安全水平。
民航二所电子公司工程师王小康向记者介绍说，系统为了实现对活动目标的动态监视，首先要对场面进行实时孪生，通过对道面数据、业务数据及场面数据三个维度的运行环境进行孪生，有效构建起场面运行的实时情景。同时，基于构建的智能化告警模型和运行规则，面向车载端实时推送安全提示和冲突告警信息，通过安全播报和主动避障技术实现车辆智能规划和导航，保障车辆运行过程安全，有效减少场面的车辆活动风险。
从航空器安全来看，据不完全统计，当前人为因素导致的跑道侵入风险约占80%。以技术手段的应用，堵塞人员指令错误或误解、情景意识丧失、动态遗忘等可能造成重大损失的风险漏洞，已成为业界有一定共识的解决思路。
记者了解到，现阶段跑道防侵入系统的主要设计理念是多传感器融合、智能决策算法赋能以及分级响应机制建设。系统的运行逻辑是通过多种监视、通信手段、数据处理及应用显示技术，对航空器、车辆等场面运行目标进行实时位置感知，分析判断跑道侵入风险，发布告警，并根据需要将告警信息传递给空管管制和场面运行目标，从而有效减少跑道侵入风险。民航二所空管公司的系统研发工程师邓宇星向记者介绍说，“目前，民航二所主要采取跑道状态灯、智能视频监控、塔台自动化等多种手段实现防跑道侵入，并在全国多个机场得到推广应用”。从效果来看，防跑道侵入系统对于保障机场场面多种活动目标有序运行，减少跑道侵入事件发生起到了非常积极的作用。
民航安全还与机场净空环境息息相关。机场净空区保护涉及数公里范围内的电磁环境、建筑物高度、鸟类活动等多维因素，采用传统管理方式解决今天的民航问题必然面临巨大挑战。专业人士告诉记者，净空管理的难度首先在于活动主体多，除鸟类外，当前的无人机飞行也增大了管理压力；其次，区域动态性强加大了管理难度，除建筑物、电磁环境等相对静态的净空环境变化外，鸟类、空飘物及无人机的活动即时性很强，对航空运输的威胁可能即刻出现、即刻消失，管控难度巨大；最后，管控范围大，机场净空关注区域面积超过1000平方公里，且属于三维立体空间，仅依靠人工巡检和平面图纸的核对，不仅效率低，还存在数据管理混乱等问题。
“机场智慧净空管理一体化平台聚焦机场低空障碍物管理、净空区域巡查、障碍物审核与监测、空飘物及无人机等非合作目标管控等业务领域，保障机场净空区及航路安全”。民航二所技术人员坦言，民航二所净空管理的最大亮点就是通过雷达搜索定位、无线电频谱侦测、光电跟踪等技术的融合，有效实现净空范围内无人机目标的识别，同时通过接入民航局无人机综合管理平台（UOM），对非合作目标（未注册无人机）进行识别和查证，对机场净空范围内的运行态势进行准确的风险等级评估。
民航二所工程师曹立提到，无人机飞行是当前威胁机场净空安全和航班起降安全的关键问题，相应技术手段的应用可以在视野的全局化和管控的智能化方面为机场提供科技支撑。值得一提的是，民航二所的净空管理解决方案在西部地区某大型枢纽机场首次应用以来，通过雷达和无线电侦测系统24小时不间断运行，探测机场禁飞区、限飞区及净空巡视区域内的无人机运行情况，在光电探测系统范围内联动识别，累计侦测到小型无人机运行万余次。
可以这样描述，系统的应用就像是打开了“上帝视角”，有效提升了机场净空区域管理的精细化程度。按照未来的应用计划，民航二所净空管理平台将在实时监控机场净空范围内风险的同时，及时通知场务人员对危险等级高的鸟类、无人机进行驱离，从态势感知延伸到行动实践，切实增强净空区域的安全性。
科技守护民航安全，本质是将被动防御转化为主动预防的智慧革命。从探鸟雷达的8公里监控半径到毫米波雷达的亚米级定位，从无人机探测系统100%的空间覆盖率到车辆作业分配准确度10%、准时完成率6%的提升优化，这些看似冰冷的技术指标，共同构筑了旅客脚下坚实的安全基石。
当飞机腾空而起时，旅客或许看不到跑道边的雷达，感知不到光电系统发射探测电波，更不了解航空器、车辆、人员在场面如何安全流转——但正是这些隐匿在视线之外的技术网络，让每一次航班起降都成为值得托付的旅程。
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