近日，記者從中國民航局第二研究所獲悉，由他們自主研發(fā)的機場跑道異物探測系統(tǒng)成功中標成都天府國際機場項目。未來，該機場將成為通過高度自動化技術(shù)監(jiān)測手段、輔助或代替人工巡查的方式對機場跑道進行異物排查的大型樞紐機場。機場跑道異物探測系統(tǒng)的成功研制并走上產(chǎn)業(yè)化道路，標志著我國打破了國外在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，是我國民航機場運行安全領(lǐng)域重大裝備國產(chǎn)化的又一次突破。

為此，記者專程前往民航二所，在辦公樓第15層展廳里見到了這套機場跑道異物探測系統(tǒng)。“球狀的是塔架式光學監(jiān)測系統(tǒng)，黃色的是邊燈式光電復合監(jiān)測系統(tǒng)。”工作人員向記者介紹。

應用高新技術(shù) 自動識別異物

所謂機場跑道異物，也就是我們常說的“FOD”( Foreign Object Debris )，泛指機場跑道上可能損傷航空器的某種外來物質(zhì)、碎屑或物體，如金屬零件、碎石塊、道面材料、飛行物品、冰渣、紙屑等。2000年7月25日發(fā)生的“協(xié)和空難”，就是由于跑道上掉落的金屬片扎破了飛機輪胎而引發(fā)的。由此可見，機場跑道異物對飛行安全有著無法忽視的威脅，一不留神就可能會造成巨大的直接損失。

為防范機場跑道異物對航班起降的影響，長期以來，我國機場采取定期開展跑道異物人工巡查的工作方式來查找異物。巡查時需要關(guān)閉跑道，因此，航班通行能力必然會降低。近年來，隨著中國民航客貨運輸量逐年高速增長，機場跑道異物人工處理方式已不能滿足行業(yè)安全發(fā)展的迫切需求，通過高度自動化技術(shù)監(jiān)測手段、以輔助或替代人工巡檢方式、提高機場跑道異物排查效率、縮短跑道占用時間，就成為民航業(yè)界關(guān)注的熱點和焦點問題。

“我們研發(fā)的機場跑道異物探測系統(tǒng)，是由光學傳感器、雷達傳感器、信息處理系統(tǒng)和人機交互終端等設(shè)備組成。光學傳感器主要負責跑道異物的光學探測和遠程視頻異物確認，雷達傳感器負責跑道異物的毫米波探測，信息處理系統(tǒng)負責傳感器探測數(shù)據(jù)的處理和融合，提取和管理異物信息，人機交互終端負責與操作人員交互完成異物發(fā)現(xiàn)、確認、清理、歸檔、統(tǒng)計及報表等異物處置流程。”民航二所科研開發(fā)中心副主任黃忠濤向記者介紹。民航二所自主研發(fā)的機場跑道異物探測系統(tǒng)，能自動完成跑道異物的實時監(jiān)視、異物信息提取和自動取證。記者了解到，這套系統(tǒng)在工作的時候，置于跑道沿線的異物傳感器會對全跑道進行光學、雷達掃描，在數(shù)據(jù)中心對傳感器數(shù)據(jù)進行分析和融合。當辨識出異物目標時，系統(tǒng)對目標自動圖像取證并通過控制中心的控制臺向管理人員報警。這時候，管理人員就可以在控制臺對疑似跑道異物進行遠程視頻鑒定和確認。一旦有物體被確認為跑道異物，該物件的精確跑道位置、圖像、威脅等級等信息就會通過無線網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送到清理人員的手持終端上;清理人員可以通過手持終端的引導，迅速到達異物出現(xiàn)的現(xiàn)場，完成取證和異物清理。

勇挑研發(fā)重擔 打破國際壟斷

在2000年協(xié)和號慘劇發(fā)生后，國外機構(gòu)開始了對機場跑道防范技術(shù)和機場跑道異物探測系統(tǒng)的研究，成功研制出了塔架式光學跑道異物探測系統(tǒng)和邊燈式跑道異物光電混合探測系統(tǒng)兩類，并已開始推廣應用。

中國民航局第二研究所作為國內(nèi)民航業(yè)最大的技術(shù)服務和系統(tǒng)產(chǎn)品供應商，在民航局領(lǐng)導的大力支持下，緊跟這一技術(shù)趨勢，搶抓機遇，勇挑重擔，于2011年開始了機場跑道異物探測系統(tǒng)研究。為完成這一重大任務，民航二所打破專業(yè)壁壘、迅速選配20余名科研人員組建研發(fā)團隊，勇敢扛起了機場跑道異物探測系統(tǒng)實現(xiàn)國產(chǎn)化的重擔。該研發(fā)團隊平均年齡僅30歲，大家發(fā)揚著“忠誠擔當?shù)恼�治品格、嚴謹科學的專業(yè)精神、團結(jié)協(xié)作的工作作風、敬業(yè)奉獻的職業(yè)操守”的當代民航精神，經(jīng)常是一周7天、每天10多小時的工作時間，在團隊的不懈努力和堅持下，終于克服了一個個困難，攻下了一個個難關(guān)。

科研道路絕非一帆風順，隨著研制工作的不斷深入，各種問題也接踵而至。民航二所科研開發(fā)中心跑道異物監(jiān)測項目組組長龍柯宇對記者說：“跑道異物探測系統(tǒng)有著特殊要求，必須在白天、夜晚、雨雪、大霧等各種天氣條件下都能正常工作。為了獲得跑道異物探測系統(tǒng)在不同天氣下的性能參數(shù)，設(shè)計人員經(jīng)常在深夜、雨雪天氣下堅持工作，獲取寶貴的試驗數(shù)據(jù)。有時候，面對突如其來的暴雨，我們會感到異常興奮，終于逮到了難得的測試機會。”為了能夠在某些天氣條件下進行盡可能多的測試，曾經(jīng)就有設(shè)計人員連續(xù)戰(zhàn)斗了48個小時。每一次測試完成后，設(shè)計研發(fā)人員都會立刻進行數(shù)據(jù)分析、改進設(shè)計，然后反復進行測試。

正是這一次次的堅持，一次次的改進，短短幾年時間，民航二所就成功自主研制了跑道異物探測系統(tǒng)，而且達到了國外同類產(chǎn)品的水平。

項目的成功離不開用戶單位對自主創(chuàng)新成果的理解、信任和支持。從項目研發(fā)、系統(tǒng)試用到最后正式通過招投標成功應用，得到了四川機場集團公司、甘肅機場集團公司、民航飛行學院、軍方等有關(guān)方面的高度重視、鼎力支持，系統(tǒng)先后在雙流機場、蘭州機場、達州機場、飛行學院新津分院機場、太平寺機場進行了多年試用，結(jié)果顯示，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠。最終成功實現(xiàn)了在國內(nèi)大型樞紐機場的首臺套正式應用。

技術(shù)毫不遜色 部署更加靈活

目前，國外已部署的滿足FAA咨詢通告性能要求的四類跑道異物探測系統(tǒng)中，最為典型的有兩類系統(tǒng)：一類為塔架式探測系統(tǒng)，另一類為邊燈式光電復合探測系統(tǒng)。

民航二所科研團隊在跑道異物探測系統(tǒng)的研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，上述兩類典型系統(tǒng)在系統(tǒng)架構(gòu)上具有較大的相似性，重點在于部署的傳感器技術(shù)制式的不同，因此，在完成了多種技術(shù)制式傳感器和跑道異物信息處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)研制后，研發(fā)團隊針對塔架式和邊燈式的特點，率先提出了混合制式跑道異物探測系統(tǒng)概念。由此一來，民航二所成為目前業(yè)內(nèi)唯一同時擁有多制式跑道異物探測系統(tǒng)部署能力的系統(tǒng)廠商。

相比國外同類產(chǎn)品，民航二所的混合制式機場跑道異物監(jiān)測系統(tǒng)有獨特的優(yōu)勢，比如在技術(shù)上毫不遜色的基礎(chǔ)上，工程實施上更加靈活等。記者了解到，混合制式的跑道異物探測系統(tǒng)可以適應各類機場的安裝部署條件，機場可以按照分層分區(qū)的思路進行系統(tǒng)部署設(shè)計考慮，也可以結(jié)合自身運行情況選擇單一制式的系統(tǒng)部署方案，這樣就解決了單一制式跑道異物探測系統(tǒng)對于機場安全保障需求和成本預算之間的矛盾，同時也解決了單一形式的系統(tǒng)可能受機場凈空或交叉道口的影響，部署困難或不能全覆蓋的問題。此外，民航二所研發(fā)的這套跑道異物探測系統(tǒng)，對邊燈式跑道異物光電混合探測系統(tǒng)中的傳感器進行了優(yōu)化，使其集成度大幅提高，所有組件集成于地面設(shè)備內(nèi)，降低了施工難度和部署時間，同時后期的維護更加方便，大大提高了系統(tǒng)的可維護性。

龍柯宇說：“當團隊在蘭州中川機場和四川成都太平寺機場完成了真實環(huán)境中機場跑道異物監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)示范驗證后，我們發(fā)現(xiàn)，不論采用哪種監(jiān)測方式的設(shè)備，都能夠檢測出2厘米粒徑甚至更小的跑道異物。”

隨著系統(tǒng)中標成都天府國際機場跑道異物監(jiān)測項目，標志著機場跑道異物自動監(jiān)測技術(shù)在我國即將開始廣泛應用，將有效提高我國民航機場的跑道外來物防范水平，提高機場的運行安全水平和運行效率提供有力的技術(shù)支撐。

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