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應用高新技術 自動識別異物
近日，記者從中國民航局第二研究所獲悉，由他們自主研發的機場跑道異物探測系統成功中標成都天府國際機場項目。未來，成都天府機場將成為通過高度自動化技術監測手段、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的成功研制並走上產業化道路，標志著我國打破瞭國外在該領域的技術壟斷，是我國民航機場運行安全領域重大裝備國產化的又一次突破。
在2000年法國航空“協和號”慘劇發生後，國外機構開始瞭對機場跑道防范技術和機場跑道異物探測系統的研究，成功研制出瞭塔架式光學跑道異物探測系統和邊燈式跑道異物光電混合探測系統，並已開始推廣應用。
民航二所自主研發機場跑道異物探測系統中標成都天府新機場
為防范機場跑道異物對航班起降的影響，長期以來，我國機場采用定期開展跑道異物人工巡查的工作方式查找異物。在巡查時需要關閉跑道，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安全發展的迫切需求。用高度自動化技術監測手段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，成為民航業界關註的熱點和焦點問題之一。
勇挑研發重擔 打破國際壟斷
為此，記者專程前往民航二所，在辦公樓第15層展廳裡見到瞭這套機場跑道異物探測系統。“球狀的是塔架式光學監測系統，黃色的是邊燈式光電復合監測系統。”工作人員向記者介紹。
技術毫不遜色 部署更加靈活
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。民航二所科研開發中心跑道異物監測項目組組長龍柯宇對記者說：“跑道異物探測系統有著特殊要求，必須在白天、夜晚、雨雪、大霧等各種天氣條件下都能正常運行。為瞭獲得跑道異物探測系統在不同天氣的性能參數，設計人員經常在夜晚、雨雪天氣堅持工作，以獲取寶貴的試驗數據。有時面對突如其來的暴雨，我們會感到異常興奮，終於逮到瞭難得的測試機會。”為瞭在某些天氣條件下進行盡可能多的測試，有設計人員曾經連續“戰鬥”瞭48個小時。每一次測試完成後，設計人員都會立刻進行數據分析、改進設計，然後反復進行測試。
民航二所作為國內民航業最大的技術服務和系統產品供應商，在民航局領導的大力支持下，緊跟這一技術趨勢，搶抓機遇，勇挑重擔，從2011年開始瞭機場跑道異物探測系統研究。為完成這一重大任務，民航二所打破專業壁壘，迅速挑選20餘名科研人員組建研發團隊，勇敢挑起瞭機場跑道異物探測系統實現國產化的重擔。該研發團隊成員平均年齡僅有30歲，大傢發揚“忠誠擔當的政治品格、嚴謹科學的專業精神、團結協作的工作作風、敬業奉獻的職台中市滴雞精｜台中市滴雞精推薦業操守”這一當代民航精神，經常是一周7天、每天10多個小時連續工作。在團隊的不懈努力和堅持下，終於克服瞭一個個困難，攻克瞭一個個難關。
“我們研發的機場跑道異物探測系統，是由光學傳感器、雷達傳感器、信息處理系統和人機交互終端等設備組成的。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；信息處理系統負責傳感器探測數據的處理與融合，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現、確認、清理、歸檔、統計及報表等異物處置流程。”民航二所科研開發中心副主任黃忠濤向記者介紹。民航二所自主研發的機場跑道異物探測系統，能自動完成對跑道異物的實時監視、信息提取和自動取證。記者瞭解到，這套系統在運行時，置於跑道沿線的異物傳感器會對全跑道進行光學、雷達掃描，在數據中心對傳感器數據進行分析和融合。當辨識出異物目標時，系統會對目標圖像進行取證並通過控制中心的控制臺向管理人員報警。這時，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，其精確位置、圖像、威脅等級等信息就會通過無線網絡發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，迅速到達異物所在位置，完成取證和異物清理。
正是一次次堅持、一次次改進，短短幾年時間，民航二所就成功研制出瞭跑道異物探測系統，而且達到瞭國外同類產品的水平。
項目的成功離不開用戶單位對自主創新成果的理解、信任和支持。從項目研發、系統試用到最後通過招投標成功應用，系統得到瞭四川機場集團公司、甘肅機場集團公司、民航飛行學院等有關方面的高度重視和鼎力支持，先後在成都雙流機場、蘭州機場、達州機場、飛行學院新津分院機場、成都太平寺機場進行瞭多年試用。結果顯示，該系統性能穩定可靠，最終成功實現瞭在國內大型樞紐機場的正式應用。
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、碎屑或物體，如金屬零件、碎石塊、道面材料、飛行物品、冰碴、紙屑等。機場跑道異物對飛行安全有著無法忽視的威脅，一不留神就可能造成巨大的直接損失。
機場運行安全裝備國產化再獲突破
民航二所科研團隊在跑道異物探測的研發過程中發現，上述兩類典型系統在系統架構上具有較大的相似性，重點在於部署的傳感器技術制式不同。因此，在完成傳感器技術制式和跑道異物探測系統的基礎研制後，研發團隊針對塔架式和邊燈式探測系統的特點，率先提出瞭“混合制式跑道異物探測系統”概念。由此一來，民航二所成為業內唯一同時擁有多制式跑道異物探測系統部署能力的系統廠商。
與國外同類產品相比，民航二所的混合制式跑道異物探測系統有獨特的優勢，如在技術毫不遜色，在工程實施更加靈活等。記者瞭解到，混合制式跑道異物探測系統可以適用於各類機場。機場可以按照分層分區的思路進行考慮，也可以結合自身運行情況選擇單一制式的系統部署方案。這樣就化解瞭單一制式跑道異物探測系統在機場安全保障需求和成本預算之間的矛盾，同時也解決瞭單一制式跑道異物探測系統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，民航二所研發的這套跑道異物探測系統對邊燈式跑道異物光電混合探測系統中的傳感器進行瞭優化，使其集成度大幅提高，所有組件集成於地面設備內，降低瞭施工難度，同時後期的維護更加方便，大大提高瞭系統的可維護性。
龍柯宇說：“當團隊在蘭州機場和成都太平寺機場完成瞭真實環境中機場跑道異物探測系統的技術示范驗證後，我們發現，不論采用哪種監測方式的設備，都能夠檢測出2厘米粒徑甚至更小的跑道異物。”
隨著系統中標成都天府國際機場跑道異物監測項目，機場跑道異物自動監測技術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，為提高機場的運行安全水平和效率提供有力的技術支撐。（《中國民航報》、中國民航網 記者郝蒙 通訊員 邵建州）
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