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(jī)場跑道異物探測系統(tǒng)成功中標(biāo)成都天府國際機(jī)場項(xiàng)目。未來，該機(jī)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(jī)場跑道進(jìn)行異物排查的大型樞紐機(jī)場。機(jī)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(biāo)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(jī)場運(yùn)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(jī)場跑道異物探測系統(tǒng)。“球狀的是塔架式光學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)，黃色的是邊燈式光電復(fù)合監(jiān)測系統(tǒng)。”工作人員向記者介紹。

應(yīng)用高新技術(shù) 自動識別異物

所謂機(jī)場跑道異物，也就是我們常說的“FOD”( Foreign Object Debris )，泛指機(jī)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(jī)輪胎而引發(fā)的。由此可見，機(jī)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(jī)場跑道異物對航班起降的影響，長期以來，我國機(jī)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(shí)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(yùn)輸量逐年高速增長，機(jī)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(jī)場跑道異物排查效率、縮短跑道占用時(shí)間，就成為民航業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)問題。

“我們研發(fā)的機(jī)場跑道異物探測系統(tǒng)，是由光學(xué)傳感器、雷達(dá)傳感器、信息處理系統(tǒng)和人機(jī)交互終端等設(shè)備組成。光學(xué)傳感器主要負(fù)責(zé)跑道異物的光學(xué)探測和遠(yuǎn)程視頻異物確認(rèn)，雷達(dá)傳感器負(fù)責(zé)跑道異物的毫米波探測，信息處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)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(jī)交互終端負(fù)責(zé)與操作人員交互完成異物發(fā)現(xiàn)、確認(rèn)、清理、歸檔、統(tǒng)計(jì)及報(bào)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(jī)場跑道異物探測系統(tǒng)，能自動完成跑道異物的實(shí)時(shí)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(shí)候，置于跑道沿線的異物傳感器會對全跑道進(jìn)行光學(xué)、雷達(dá)掃描，在數(shù)據(jù)中心對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和融合。當(dāng)辨識出異物目標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)對目標(biāo)自動圖像取證并通過控制中心的控制臺向管理人員報(bào)警。這時(shí)候，管理人員就可以在控制臺對疑似跑道異物進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻鑒定和確認(rèn)。一旦有物體被確認(rèn)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(dǎo)，迅速到達(dá)異物出現(xiàn)的現(xiàn)場，完成取證和異物清理。

勇挑研發(fā)重?fù)?dān) 打破國際壟斷

在2000年協(xié)和號慘劇發(fā)生后，國外機(jī)構(gòu)開始了對機(jī)場跑道防范技術(shù)和機(jī)場跑道異物探測系統(tǒng)的研究，成功研制出了塔架式光學(xué)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(yīng)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(wù)和系統(tǒng)產(chǎn)品供應(yīng)商，在民航局領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，緊跟這一技術(shù)趨勢，搶抓機(jī)遇，勇挑重?fù)?dān)，于2011年開始了機(jī)場跑道異物探測系統(tǒng)研究。為完成這一重大任務(wù)，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(tuán)隊(duì)，勇敢扛起了機(jī)場跑道異物探測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的重?fù)?dān)。該研發(fā)團(tuán)隊(duì)平均年齡僅30歲，大家發(fā)揚(yáng)著“忠誠擔(dān)當(dāng)?shù)恼�治品格、�?yán)謹(jǐn)科學(xué)的專業(yè)精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)、敬業(yè)奉獻(xiàn)的職業(yè)操守”的當(dāng)代民航精神，經(jīng)常是一周7天、每天10多小時(shí)的工作時(shí)間，在團(tuán)隊(duì)的不懈努力和堅(jiān)持下，終于克服了一個(gè)個(gè)困難，攻下了一個(gè)個(gè)難關(guān)。

科研道路絕非一帆風(fēng)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(xiàng)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(jì)人員經(jīng)常在深夜、雨雪天氣下堅(jiān)持工作，獲取寶貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。有時(shí)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(jī)會。”為了能夠在某些天氣條件下進(jìn)行盡可能多的測試，曾經(jīng)就有設(shè)計(jì)人員連續(xù)戰(zhàn)斗了48個(gè)小時(shí)。每一次測試完成后，設(shè)計(jì)研發(fā)人員都會立刻進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、改進(jìn)設(shè)計(jì)，然后反復(fù)進(jìn)行測試。

正是這一次次的堅(jiān)持，一次次的改進(jìn)，短短幾年時(shí)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(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平。

項(xiàng)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(xiàng)目研發(fā)、系統(tǒng)試用到最后正式通過招投標(biāo)成功應(yīng)用，得到了四川機(jī)場集團(tuán)公司、甘肅機(jī)場集團(tuán)公司、民航飛行學(xué)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(jī)場、蘭州機(jī)場、達(dá)州機(jī)場、飛行學(xué)院新津分院機(jī)場、太平寺機(jī)場進(jìn)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(shí)現(xiàn)了在國內(nèi)大型樞紐機(jī)場的首臺套正式應(yīng)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(fù)合探測系統(tǒng)。

民航二所科研團(tuán)隊(duì)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(diǎn)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(tuán)隊(duì)針對塔架式和邊燈式的特點(diǎn)，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(shí)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(jī)場跑道異物監(jiān)測系統(tǒng)有獨(dú)特的優(yōu)勢，比如在技術(shù)上毫不遜色的基礎(chǔ)上，工程實(shí)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(yīng)各類機(jī)場的安裝部署條件，機(jī)場可以按照分層分區(qū)的思路進(jìn)行系統(tǒng)部署設(shè)計(jì)考慮，也可以結(jié)合自身運(yùn)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(jī)場安全保障需求和成本預(yù)算之間的矛盾，同時(shí)也解決了單一形式的系統(tǒng)可能受機(jī)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(jìn)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(shí)間，同時(shí)后期的維護(hù)更加方便，大大提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性。

龍柯宇說：“當(dāng)團(tuán)隊(duì)在蘭州中川機(jī)場和四川成都太平寺機(jī)場完成了真實(shí)環(huán)境中機(jī)場跑道異物監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)示范驗(yàn)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(biāo)成都天府國際機(jī)場跑道異物監(jiān)測項(xiàng)目，標(biāo)志著機(jī)場跑道異物自動監(jiān)測技術(shù)在我國即將開始廣泛應(yīng)用，將有效提高我國民航機(jī)場的跑道外來物防范水平，提高機(jī)場的運(yùn)行安全水平和運(yùn)行效率提供有力的技術(shù)支撐。

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