罗晃
（长沙黄花国际机场运行控制中心湖南长沙410000）
摘要：随着我国航空运输事业的不断发展进步，民用机场运输量不断增加，越来越多机场的不停航施工、改扩建以及多跑道运行，让跑道安全面临着严峻的挑战。在这一情况下需要健全跑道安全管理体系，加强跑道安全运行管理方面的研究，才能持续有效保证航空运输的可靠性和安全性。本文对民用机场跑道安全预警系统进行了分析和探讨，为不断提高民用机场的跑道安全管理水平提供理论依据和技术支持。
关键词：跑道侵入；跑道安全；预警
引言
随着全球民航业务的迅速发展，飞行流量不断增长，航空器在空中和地面的冲突事件也日益频繁，尤其机场地面跑道安全问题日趋严重，跑道侵入和外来物侵入等不安全事件逐年增加。机场跑道作为提供航空器起飞和降落的场所,其安全保障对机场安全以及整个航空运输系统安全有着十分重要的意义。针对日益严重的跑道侵入事件，许多研究机构都已投入大量的精力研究和开发防止跑道侵入的技术设备。研究的重点主要集中在两个方面：一是及时为空中交通管制员提供跑道侵入告警的报警设备；二是为飞行员提供位置信息的特定设备。设计应用一套跑道安全预警系统，及时掌握跑道状态，为跑道侵入提供一种经济实用、灵活可靠的解决方案势在必行，这对减少由跑道侵入引起的事故，提高我国航班运行的安全性，具有十分重要的意义。
1国内外关于跑道防侵入研究现状
ICAO制定的一种基于场面监视雷达的高级场面活动运动引导控制系统A-SMGCS，可以在不改变机场现有布局的前提下，结合先进的技术手段，例如地面监视雷达(SMR)、多点定位系统(MLAT)、广播式自动相关监视(ADS-B)等设备来实现对航空器的有效监控。A-SMGCS系统可以为各种机场场面移动管理提供高效且全天候的管理方案，欧美很多国家都已先后将其作为机场配置的重要组成部分，如慕尼黑机场、亚特兰大机场等已经采用A-SMGCS进行运营。
虽然以上几种基于场面监视雷达的机场场面管理系统对防跑道侵入可以起到一些作用，但缺陷在于，场面监视雷达覆盖能力较小，由地物反射而产生的假目标较多，存在盲区，且对天气比较敏感，刮风下雨时会产生大量杂波，容易产生错误的警报。即便结合多种监视数据源，机场跑道及各联络道、滑行道的人员、车辆和航空器多重潜在冲突探测不能达到理想的效果。
2跑道安全预警系统的设计原理
跑道安全预警系统包括传感器网络、数据转换单元、数据接口单元、交换机、数据处理服务器、人机交互单元和声光报警单元。传感器网络依次经数据转换单元和数据接口单元与交换机相连；交换机和数据库管理服务器连接；传感器网络的检测信号依次经数据转换单元、数据接口单元和交换机传送至数据库管理服务器；人机交互单元和声光报警单元均与数据库管理服务器相连。
塔台管制员发布管制指令，并通过塔台运行管理系统（TOMS）更新航空器动态；数据处理服务器通过网络经防火墙获取塔台运行管理系统（TOMS）上的实时操作航空器动态数据，通过人机交互单元控制传感器网络中各传感器的告警抑制或者使能开关。同时，各区域告警使能的传感器监测到非法物体侵入，将即时提供告警位置给数据处理服务器，触发操作终端提供声光告警信息，及时提示塔台管制员发生跑道侵入或者外来物侵入的相关信息
图1跑道安全预警系统结构
3跑道安全预警系统的应用
根据塔台运行管理系统（TOMS）上的航空器实时动态数据，若该跑道上航空器是落地状态，则控制第四传感器（如图2中对应36号跑道与G、F道口的传感器6、7，以及对应18号跑道与E、D道口的传感器8、9）告警激活，第三传感器（如图2中对应18号跑道的传感器5，以及对应36号跑道的传感器10）告警抑制；第四传感器检测到航空器通过时，则触发航空器未从相应道口脱离的提醒信息；航空器第五和第六传感器（如图2中的传感器11、12、13、14、15、16）先后检测到航空器通过时，则触发航空器已从该道口脱离提醒信息；当航空器未脱离时（即第五和第六传感器未监控到航空器从各道口脱离），此时发布离港航空器起飞指令，即塔台运行管理系统（TOMS）操作航空器起飞状态，则触发告警信息。若第二传感器和第一传感器的光路先后被阻断（即图2中的传感器2或1由内到外），触发提醒信息；若第一传感器和第二传感器的光路先后被阻断（即图2中的传感器2或1由外到内），说明有物体进入跑道，触发声光报警单元产生告警信息；第一传感器被阻断到第二传感器被阻断之前不告警，第二传感器被阻断到第一传感器被阻断之前也不告警，即单个被阻断不告警。
数据处理服务器可以与空管多雷达自动化系统通过数据接口连接，从空管多雷达自动化系统实时获取落地航班高度信息，落地航班在距离跑道头10公里、高度610米的空中位置时，相应跑道等待位置禁止航班或者外来物侵入跑道，无论是否得到管制许可，第一传感器和第二传感器检测到航空器、车辆或人员进入跑道时，都会触发告警信息。当在跑道两头设置的4个单向发射探头感应到落地航班飞过时，触发声光告警单元产生提醒信息，告知管制员落地航空器即将接地。
图2航空器探测传感器布置示意图
4结束语
国际民航组织(ICAO)相关统计表明，由于跑道侵入及其他与跑道安全相关事故占到整个航空事故的30%以上。航空发达国家在努力采取措施提高跑道安全管理水平，推动新产品新技术在跑道安全管理中的应用。本文对民用机场跑道安全预警系统进行了探讨和分析，为防止跑道侵入提供一种实用、实时、可靠的技术解决方案，为不断提高民用机场的跑道安全管理水平提供理论依据和技术支持。
参考文献：
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[2]王洁宁，基于通信设备因素的跑道入侵风险仿真分析[J],计算机仿真,2018(9)：70-73
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