摘要：随着HUD、PBN等航行新技术的推广应用，航空器在特殊天气下的安全运行能力及客运保障能力得到了明显提升。低能见度运行不仅提升了旅客出行体验，更给民航发展带来了长远的经济效益。然而随着各机场低能见运行频次的增加，低能见度下地面安全保障成为机场安全管理的关键。低能见运行条件下，机场保障单位面临的鸟防、跑道FOD管理、车辆刮碰航空器、无人机入侵管控等风险增加。为解决低能见度下地面安全保障中“看不到、防不了”的问题，本文以胶东机场低能见度地面保障能力提升为主题，结合地面保障的痛点及难点问题，提出低能见度运行地面保障系统建设构想。 

　　一、背景 

　　（一）我国民航事业快速发展，低能见度运行成为常态 

　　民航作为国家重要战略产业，是交通强国的重要组成部分和有力支撑。进入新时代以来，满足人民对美好生活的向往，提升民航安全保障能力和航班准点率成为民航工作的第一大任务。2018年，民航局党组提出“一加快，两实现”的新时代民航强国战略进程，要求瞄准解决行业快速发展需求和基础保障能力不足的突出矛盾，着力“补短板、强弱项”。“一加快，两实现”为大型机场转型发展指明了方向。通过加快信息基础设施建设、实现数字化，推进数据共享与协同、实现网络化，推进数据融合应用、实现智能化，新理念、新技术的实践与应用既是对机场现有资源的深度挖潜，又可通过系统工程提高运行保障效率及安全保障能力，使机场各个资源形成有机的整体。一直以来，低能见度运行保障作为机场提升运行保障品质的“短板”及“弱项”，受到行业主管部门及社会各界的广泛关注。在民航局大力推行航行新技术提升航空器低能见度运行能力的同时，机场也必须通过基础设施建设、智慧机场建设解决大型机场低能见度天气地面保障能力难点问题，提升地面适航保障及运行安全保障能力。 

　　（二）胶东机场低能见度天气增多，低能度地面运行保障存在瓶颈 

　　青岛胶东机场建设有两条长3600米、间距2184米的南北向远距平行跑道，有5条垂直滑行道，跑滑道结构较为复杂，采用五指廊型航站楼，航空器滑行路线复杂，机位总数达170多个。一方面，据统计，胶东机场低能见度天数较多，根据胶州市气象局胶东机场观测站气象数据统计，低能见度天数是流亭机场的近3倍。2017-2019年能见度低于100米分别达到9天、6天和5天。另一方面，复杂的飞行区运行环境，使低能见度条件下航空器与地面保障车辆的冲突、跑道入侵、FOD管理等风险进一步增大。航空器低能见度运行的需求增加，与胶东机场飞行区复杂、低能见运行地面保障风险增大的矛盾更为突出。因此，通过构建机场低能见度运行地面保障系统，解决地面适航保障及运行保障能力问题，具有重要现实意义。 

二、低能见运行地面保障存在的问题

　　1.机坪车辆运行风险加剧。在青岛机场低能见度运行保障过程中，多次出现能见度低于100米的浓雾，机坪保障车辆因无法看清周边的航空器，车辆运行困难。在2019年出现的一次大雾中，一航班因大雾滑回，摆渡车在接回旅客的过程中，发现能见度迅速下降，车辆无法看清地面标志及周边障碍物，摆渡在原地等待半小时多小时后才在引导下缓慢通行。低能度下，车辆刮碰航空器或车辆偏离行驶路线的风险加剧。 

　　2.跑道FOD处于不可控状态。FOD是跑道安全运行的主要风险源，目前，机场普遍采用利用航班间隙对跑道进行人工巡检的措施，对FOD实施管控。但是，根据《运输机场运行安全管理规定》：“在实施机场低能见度程序运行时，不得对跑道、滑行道进行常规巡视检查”。低能见度下，无法进行人工巡检，跑道FOD将处于不可控状态。 

　　3.鸟情及无人机发现困难。鸟击航空器及无人机入侵为影响航空器安全运行的重要因素。低能见度下，巡视人员无法正常目视观察到鸟类及无人机活动，进而采取反制措施，鸟击航空器及无人机入侵风险加大。 

二、胶东低能见度运行地面保障系统建设方案

　　针对胶东机场低能见度运行中主要存在的车辆与航空器冲突的风险、跑道FOD管控风险、鸟击航空器风险、无人机入侵等风险，通过构建相应的智能系统，提高风险管控能力和提前识别能力，解决低能见度下“看不到”、“控不了”的问题。 

　　系统建设分两方面入手，一是车辆安全类。建设A-SMGCS Ⅴ级车载辅助滑行引导系统及保障车辆热成像车载终端，增加航空器位置识别功能、防跑道入侵及低能见度热成像辅助驾驶功能，提升飞行区车辆安全运行水平。二是适航保障类。从跑道FOD探测、鸟情监测、无人机监测及预警、电磁环境监测等方面，提高低能见度情况下，飞行区适航保障能力。 

　　表2-1 系统建设方案 

三、系统构成

（一）地面保障车辆安全高效

　　胶东机场飞行区949万平方米，机位达170余个，由于“海星型”航站楼特点，运行规则较为复杂。为降低飞行区行车安全风险，对地面保障车辆配备机坪动态地图、热成像车载终端设备，解决低能见度下运行安全保障，提高机坪车辆运行的安全裕度。 

　　1.开发A-SMGCS Ⅴ级车载辅助滑行引导。建设ADS-B场面监视系统、1.8G站坪管理系统，飞行区可实现1.8G无线数据通信覆盖，车辆配置1.8G终端，具备飞行区航空器动态显示和导航功能，动态地图具有安全区显示和冲突预警、告警功能，接近安全区、停止线时提供预警，越界时给驾驶员发出告警，自动提供跑道入侵告警。帮助车辆驾驶人员识别航空器位置，以更好地把握“车辆”与“航空器”的位置动态关系。 

　　图3-1 辅助滑行引导功能 

　　2.保障车辆安装热成像车载终端。热成像车载终端可作为一种车载辅助驾驶系统，不受照明条件、恶劣天气等因素的影响，能够将外界场景的热辐射转换成电信号显示。2020年1月，各选一部摆渡车、客梯车、航空器引导车、机坪FOD清理车、机坪督查车共5部车辆安装热成像车载终端进行实际测试，设备能够自动识别90米内的行人、120米内的B级车并发出声音和图像告警。2020年3月2日大雾，机坪能见度降至89米，借助热成像车载终端的辅助保障部门顺利完成了早出港航班的正常保障，5部车辆的驾乘测试人员均表示能够满足低能见度运行保障需求。存在问题是视角过窄，在服务车道穿越航空器滑行路线时不能提前看到航空器，3月11日组织各保障部门在机坪进行实地模拟测算，将镜头视角增大一倍可满足冲突预警的需要。青岛机场向厂家发出将热成像摄像机镜头视角由28°增至56°的定制产品需求，根据《青岛胶东国际机场运行安全管理规定》，所有参与低于150米能见度气象条件下的保障车辆必须安装热成像车载终端。 

　　图3-2 热成像车载终端 

　　（二）适航保障设备安全可靠 

　　跑滑道区域是飞行区的核心区域，承载着航空器的滑行、起飞、降落等活动。胶东机场有2条跑道（一期）、6条滑行道，区域大、面积广，飞行区周边地域宽广，水资源丰富，给鸟情防范、FOD管理、电磁环境监测、道面监控等工作带来了诸多难度。尤其在低能见度运行时，车辆无法进行巡场作业，不能及时发现并移除跑道FOD。人员在低能见度下可观察距离有限，无法查看飞行区内的飞鸟情况。但与此同时，低能见运行对稳定的导航信号提出了更高的要求。因此，为解决飞行区适航保障的相关瓶颈，建设跑道FOD探测系统、鸟情监测与管控系统、机场电磁环境管理监测系统。具体方案如下： 

　　1.固定式跑道FOD探测系统 

　　按照民航局大力推进机场新技术应用和发展的相关要求，青岛机场启动了FOD探测系统的可行性研究，在流亭机场跑道安装了FOD探测测试系统如图3-3、3-4、3-5所示，并拟在青岛新机场4F等级的东跑道建设安装FOD探测设备。 

　　图3-3 FOD探测系统探测图像 

　　图3-4 FOD探测系统监视界面 

　　图3-5 FOD室外设备 

　　在流亭机场低能见度运行测试中，跑道FOD探测系统发挥了较为稳定的作用，低能见度、雨雪等特殊天气下，具有良好的运行性能。胶东机场拟将所有设备安装位置距东一跑道中心线170米、东二平行滑行道中心线75米，东二跑道中心线265米，塔架统一高度4.4米。设计9台设备对跑道进行全覆盖，且设备安装位置距滑行道、东一、东二跑道中心线距离均符合规范要求。如图3-6所示。 

　　图3-6 胶东机场FOD探测系统点位分布 

　　2.鸟情监测与管控系统 

　　胶东机场鸟情监测与管控系统主要是由探鸟驱鸟一体化系统和鸟情评估与管理系统两部分组成。以实现低能见度下，鸟情自动监控和驱鸟设备自动控制功能，由“白天看不远，阴天看不清，雾天看不见”转变为“全天时、全天候、远距离、大范围监测鸟情”。 

　　图3-7 雷达安装架设位置 

　　图3-8 雷达安装架设位置 

　　探鸟驱鸟一体化系统可分为雷达监测鸟情综合处理、驱鸟设备综合管控和机动驱鸟分队三部分。其中，雷达监测鸟情综合处理部分能够生成机场区域鸟情综合态势，并将鸟情数据通过通信网络上报给鸟情监测与管控指挥中心。驱鸟设备综合管控部分是多种驱鸟设备的集成系统，接收雷达监测鸟情数据，自动控制相关区域的驱鸟设备。机动部分是由多台驱鸟车组成，配备无线鸟情显示终端，是对固定布防驱鸟手段的重要补充，作为主要场内巡视力量，在指挥中心统一指挥下行动。探鸟驱鸟一体化系统将使原有机场实时驱鸟设备由“人控、定时”的工作模式转变为“系统集成控制、鸟情信息触发”的工作模式。  

　　图3-9 雷达探测鸟情飞行图 

　　图3-10 雷达探测鸟情航迹叠加图 

　　鸟情监测与管控系统同时可实现跑道入侵、围界入侵的自动报警功能，利用探鸟雷达可探测未装载信标机的车辆和人员等非协作目标，提升机场的安全运行管控能力。