摘要：机场跑道外来物（FOD）对机场航空器的运行安全具有重大影响，本文首先对当前机场FOD探测防范的现状和面临的主要问题进行了探讨研究，然后分析了跑道FOD自动探测防范的必要性，在此基础上，从规划、管理和运行等方面提出了跑道FOD自动探测防范的对策建议。 

　　一、FOD探测防范现状及面临的问题 

　　机场跑道外来物（Foreign object debris，FOD）是指机场跑道道面上可能会损伤航空器、设备或威胁机场工作人员和乘客生命安全的外来物体。跑道外来物主要包括：航空器零件、工具、旅客用品、道面材料、野生动植物、石块和冰块等。跑道FOD不仅会损坏航空器，而且还伴随着巨大的经济损失，甚至威胁航空安全。因此跑道FOD进行有效的探测防范十分必要。 

　　（一）FOD探测防范政策现状 

　　国外FOD自动探测防范工作起步比国内要早。2001年法国协和号飞机因跑道FOD导致空难后，美国联邦航空管理局（FAA）、欧洲航行安全组织实验中心（EEC）等相关机构加强了FOD防范技术的研究。2008年EEC发布了名为《Airport Runway Debris Detection Study》的研究报告，2009年在选定机场测试评估Stratech、Xsight、Trex Enterprises和Qinetiq四家厂商的FOD自动探测系统后，FAA以咨询通告的方式发布了首个关于FOD探测系统的技术建议，2010年又发布了机场FOD管理咨询通告。2014年，国际民航组织（ICAO）会同国际航空运输协会（IATA）成立了专门针对FOD及野生动物的联合工作组，制定详细的工作计划，共同开展FOD防范研究。 

　　鉴于FOD对机场安全运行造成的危害，中国民航局高度重视FOD的防范工作。政策方面，2009年发布《FOD防范宣传手册》，2011年发布《机场外来物管理规定》，2018年发布《机场新技术名录指南》，提出了4大类27项新技术，重点聚焦机场运行安全、运行效率、便捷服务等内容，FOD探测等机场运行安全新技术已列入名录，将在行业内重点推广。技术规范方面，2016年发布《机场道面外来物探测设备》，为机场部署FOD探测系统提供指导。 

　　（二）FOD探测系统应用现状 

　　经过国内外多年FOD研究，目前跑道FOD探测主要采用毫米波雷达、可见光以及光电复合等方式，可全天候对跑道进行自动探测。按照部署方式跑道FOD探测系统分为三类：塔架式、边灯式和移动式。 

　　塔架式FOD系统传感器安装在大约4-8米的塔架上面，塔架部署在距跑道中线150米以外。纯光学式典型代表是新加坡Stratech公司的iFerret系统，在新加坡、香港、迪拜、迈阿密、奥兰多等地机场应用。光电混合式典型代表是英国Qinetiq公司的Tarsier系统，在温哥华、伦敦、迪拜、多哈等地机场应用。 

　　边灯式FOD系统传感器和跑道边灯并列安装，一般共用同一个底座。其典型代表是以色列Xsight公司的Fodetect系统，在特拉维夫、波士顿、西雅图、戴高乐、北京等地机场应用。 

　　移动式FOD系统传感器安装在可移动的车辆上面。根据传感器类型，典型代表为美国Trex公司的Fodfinder系列，在芝加哥等地机场应用。 

　　国内有多个研究机构开展了FOD自动探测系统的研发，其中民航二所自主研发的塔架式和边灯式光电复合FOD探测系统已经成功在北京大兴机场应用。 

　　（三）FOD探测防范面临的主要问题 

　　目前，国内绝大多数机场仍采用人工巡检的方式对跑道定期进行巡查和FOD清理。人工巡检即在航空器起飞前或者飞行的空档时间内，机场工作人员驾车巡查跑道，或者手拉手在跑道上组成人墙步行推进，依靠人眼搜寻整条跑道道面，来清除跑道FOD。 

　　人工巡检主要面临以下问题： 

　　（1）每天巡检4-6次不能及时发现两次检查中间产生的FOD，存在严重安全隐患； 

　　（2）受目视能力和天气条件制约，20分钟内巡查整条跑道表面难以保证检测率； 

　　（3）人工巡检时必须关闭跑道，降低了机场运行效率，特别对高峰保障时段起降间隔小于2分钟的千万级大型机场影响更大； 

　　（4）人工巡检无法进行溯源，不利于FOD防范治理水平的提高。 

　　对于跑道FOD自动探测防范来说，国内极少数大型繁忙机场安装了FOD探测系统，但缺少相应的FOD探测系统行业运行规范，不利于系统的使用和推广。 

　　二、跑道FOD自动探测防范的必要性 

　　（一）有助于提升建设民航强国的良好形象 

　　当前，中国经济快速发展，中国即将全面建成小康社会，实现第一个百年奋斗目标。经济的快速发展带动了民航业的高速发展。近年来，我国民航行业规模稳居世界第二，是名副其实的航空运输大国，国内机场全年旅客运输量每年都保持平稳较快增长，2019年机场全年旅客运输量达到6.6亿人次，比2018年增长7.9%。 

　　按照《新时代民航强国建设行动纲要》，我国正在向航空运输强国加速迈进。2019年是新中国成立70周年，也是新中国民航成立70周年，在这一年，北京大兴国际机场正式投运，这座大型国际枢纽机场创造了多项世界之最。其中自主创新的机场跑道FOD自动探测系统，共完成大兴机场西1跑道14套塔架、西2跑道130套边灯式探测传感器的部署，使大兴机场成为全球首个塔架式和边灯式光电复合探测系统同时完整覆盖两条跑道的机场。 

　　加快跑道FDO自动探测防范工作，部署自主创新探测系统，说明我国在FOD自动探测领域的创新能力已走到世界前列，有助于提升我国的国际形象，是我国由航空运输大国向航空运输强国跨越的重要体现。 

　　（二）有助于提高机场跑道安全保障水平 

　　2019年国内旅客吞吐量超过1000万人次的机场达到39个，其中主要大型繁忙机场的小时高峰架次均大于小时容量标准。繁忙的起降导致现有的人工巡检方式不能随时监测跑道道面FOD情况，而跑道FOD对机场航班起降安全具有重大影响。 

　　机场航空器高速在跑道滑行时，FOD易划破轮胎导致爆胎出现危险，FOD还可能被吸入发动机导致发动机损坏，造成严重事故。机场跑道FOD损伤事件呈逐年增高的趋势，中国民用航空局安全办公室、中国民航科学技术研究院联合发布的《中国民航安全信息统计报告》（2018年1-6月）显示，2018年度外来物击伤造成的事故征候排在所有事故征候的第2位，占比33.02%。 

　　加快跑道FOD自动探测防范工作，相对机场现有的防范手段，具有明显的优势。部署跑道FOD自动探测系统的机场，能够通过先进的技术手段对跑道进行实时监测，并且独立于现有的巡视检查、机械清扫、徒步检查手段，实现跑道运行期间的全天不间断监测，有力保障跑道运行安全。 

　　（三）有助于降低航空公司的经济损失 

　　FOD不仅危害航空器安全，还会造成航班延误、跑道关闭、起飞中断等间接损失，同时会导致机场保障压力剧增、服务难度加大。Iain McCreary发布的一项关于FOD造成损失的统计数据表明，全美主要航空公司平均每万次起降由FOD导致直接损失26,740美元，航班延误等间接损失32,000美元。FAA公布的《TC-TN14-48》文件显示，FOD造成大型航空公司平均每年每架航空器损失15,000美元。波音公司Brad Bachtel机构发布的分析数据表明，FOD造成全球航空业损失每年高达40亿美元。 

　　三、加快跑道FOD自动探测防范的对策建议 

　　针对目前机场跑道FOD探测防范现状，建议从规划、管理和运行三个方面考虑未来的自动探测防范政策。 

　　（一）加强顶层规划、制定FOD自动探测实施路线图 

　　新技术应用是建设民航强国的必由之路，是建设民航强国的主要工作任务和着力点。近期，民航局出台了《中国民航四型机场建设行动纲要（2020-2035）》，对未来15年四型机场建设的目标、任务和路径进行了规划，其中提高FOD探测防范水平是确保机场运行安全、建设平安机场的重要任务之一。 

　　建议加强FOD探测防范顶层设计，制定跑道FOD自动探测实施路线图。可采取统筹规划、分步实施的方针。首先结合中国民航运行实际，对不同等级、不同地域机场的应用需求进行详细分析，充分考虑各种技术体制的FOD自动探测系统的建设成本和周期，统筹提出跑道FOD自动探测实施路线图。 

　　路线图可考虑分成近期、中期、远期三步走。 

　　（1）近期2020到2025年，加快推进FOD自动探测系统运行规范的制定，在年旅客吞吐量4000万以上的全国前十大繁忙机场，率先建设塔架式或边灯式的光电复合FOD探测系统。年旅客吞吐量1000万以上的机场根据实际迫切情况选择建设。 

　　（2）中期2026到2030年，在年旅客吞吐量1000万以上的机场，开始建设塔架式或边灯式的光电复合FOD探测系统。年旅客吞吐量不到1000万以上的机场根据跑道实际运行情况，可考虑建设低成本的塔架式纯光学或移动式FOD探测系统。 

　　（3）远期2031到2035年，完成所有年旅客吞吐量1000万以上机场FOD自动探测系统的建设。年旅客吞吐量不到1000万以上的机场根据实际情况，可考虑建设塔架式纯光学或移动式FOD探测系统。 

　　具体措施上，针对北方冬季雪量较大的机场，考虑建设塔架式FOD探测系统，避免因为冬季除雪而导致边灯式探测系统损坏不能工作。针对整条跑道有高安全保障要求的机场，考虑建设边灯式FOD探测系统，这样能保证更好的探测精度。针对跑道部分区域有高安全保障要求的机场，可考虑采用混合制式FOD探测方式，安全保障要求高的区域建设边灯式探测系统，跑道其余区域建设塔架式探测系统。 

　　（二）加强防范管理、出台FOD探测系统运行规范 

　　民航局发布的《机场外来物管理规定》中，在机场FOD管理工作持续改进方面明确提到：各单位应致力于管理品质不断提升，积极引入先进的科技生产方式，减少FOD产生。引入新的跑道FOD自动探测手段后，需要加强各地机场FOD管理委员会的工作职责，对FOD防范手册及相关管理制度进行及时完善，并组织培训。 

　　建议行业尽快出台跑道FOD自动探测系统运行规范、操作手册与维护方案。 

　　1.对跑道FOD的来源及危害程度进行研究。 

　　选取多个典型机场，对过去几年收集到的跑道FOD进行分析，将其按照来源、类型、大小、重量、发现区域等进行分类。同时按照FOD对航空器所造成的危害程度对FOD进行分类。 

　　2.对跑道FOD自动探测系统运行及操作进行研究。 

　　研究FOD探测系统的运行和操作方案，研究FOD探测系统对现有管理流程（组织机构、分工和职责等）的影响，优化业务流程。研究复杂天气条件下，系统探测能力降低时的应急保障方案。 

　　3.对跑道FOD自动探测系统持续运行进行研究。 

　　进行FOD探测系统的维护与保养方案研究，制定操作人员培训与考核方法。研究FOD探测系统运行风险评估与持续改进方法。 

　　光电复合FOD探测系统中都有毫米波雷达传感器，其工作频段与机场内现有通信导航监视设备不同，没有干扰。跟其他行业频段存在部分重叠，但FOD探测传感器功率控制仅仅覆盖跑道区域，建议加快向无线电管理部门申请发射许可。 

　　（三）加强运行评估，推进跑道FOD探测系统应用 

　　对于部署跑道FOD自动探测系统的机场，FOD防范作业从巡检发现到移除，系统能够记录全部流程所产生的信息，并为机场用户提供统计和分析结果，帮助用户在FOD防范管理工作上提出针对性的解决措施和整改要求。 

　　需要对跑道FOD自动探测系统运行的各个方面进行详细的评估分析，主要包括以下几个方面： 

　　（1）实时监视指定的跑道区域； 

　　（2）具备多目标探测与定位功能； 

　　（3）实时报警并提供取证图片、地理位置等信息； 

　　（4）远程视频确认、危险程度分析； 

　　（5）清理人员信息引导； 

　　（6）数据管理和查询，FOD事件统计和溯源分析； 

　　（7）FOD信息化管理； 

　　（8）FOD探测设备频率干扰分析。 

　　跑道FOD自动探测系统的部署，还需要局方多进行宣贯，让机场用户支持自主创新的国产系统，激发我国民航科技创新的生机和活力。同时因系统建设资金需求较大，建议局方加快落实相关新技术支持补贴政策，切实解决机场用户的顾虑，让机场用户更有动力建设FOD探测系统，加快跑道FOD自动探测系统的应用。 

　　综上所述，跑道FOD严重威胁着机场运行安全，对航空业危害极大。安全是民航一切工作的基础，也是民航高质量发展的前提。因此，加快跑道FDO自动探测防范工作，将大大提高机场运行安全水平，促进平安机场建设，推进我国民航高质量发展。（作者：何东林 中国民用航空局第二研究所）  

　　参考文献： 

　　[1] 中国民用航空局.FOD防范宣传手册[R]. 2009. 

　　[2] 中国民用航空局.机场外来物管理规定[R]. 2011. 

　　[3] 中国民用航空局.关于促进机场新技术应用的指导意见[R].2019. 

　　[4] 中国民用航空局.中国民航四型机场建设行动纲要(2020-2035年)[R].CAAC,2020. 

　　[5] 中国民用航空局安全办公室,中国民航科学技术研究院.中国民航安全信息统计报告(2018年1-6月)[R].2018. 

　　[6] FAA.AC150/5210-24.Airport Foreign Object Debris (FOD) Management[R].2010. 

　　[7] FAA.AC150/5220-24.Airport Foreign Object Debris (FOD) Detection Equipment[R].2009. 

　　[8] EUROCONTROL Experimental Centre. Airport Runway Debris Detection Study[R].2008. 

　　[9] 王锋刚,赵岩.机场跑道外来物防范研究[J].民航管理,2015(3).  

　　[10] 张艳,孙灿飞,郑国,等.机场跑道异物监测技术的研究与进展[J].航空科学技术,2017,28(5). 

　　[11] 单少帅,刘立平,王亚君.浅谈机场道面FOD产生分析与控制措施研究[J].山东工业技术.2019(12).