机场跑道异物及道口报警系统技术研究

目录： 机场跑道安全昼夜视频监控系统 浏览字体：大 中 小 机场跑道异物识别智能检测系统功能简介： 根据国内所在的具体机场 跑道，按长度与宽度选择具体受检道面位置的安装要求，来最终确定 按装位置，在跑道一侧分区域安装 5-6 套前端探测系统设备，按装在 所需高度塔架上， 将雷达与多传感器一体化监控前端及相应伺服装置 共同安装于跑道侧面固定架上， 前端多传感器探测系统将异物位置信 息传送给监控系统显示端，监控系统根据位置调整云台和角度、焦距 和光圈等，对异物进行跟踪监测拍照，并进行智能分析处理后，将相 关信息发送给主控系统供主控系统分析处理并将检测到的异物信息 上传到指挥中心，自动弹出检测到的异物在显示界面上，同时发出报 警提示。 用户可通过主界面的功能操作软件对摄像角度、 焦距和光圈等参数进 行微调，将检测到的可疑遗留物放大进行图像观察分析辩认。 二、系统主要功能 1）可见光 CCD 成像部份检测设备，白天及夜间都能提供机场跑道道 面异物及周边环境监控所需的高清浙光学视频图像； 2）接收来自控制端的控制信息，可手动调节摄像头角度、焦距变化、 光圈变化，X2 倍、X4 倍电子放大等操作功能；

3）自动巡检测功能；通过设制预置位功能对所监测的跑道道面做精 确的角度扫描，实时动态监控检测。 4）针对跑道上突然增加的遗留物与移动目标跟踪监控功能； 5）遗留目标物的尺寸估算功能。 按民用机场与军用机场跑道的长度不同，常规情况，跑道长度为 2.8-3.6 公里、宽度为 40-60 米不等，通过科学的像元计算所需的被 检测的物体按成像比例将跑道分割为 5-6 个检测区域， 进行同步光电 系统巡航定位与限位检测，可设计按 500 米长度分段检测，通过 CCD 光学与红外热感应系统实时巡航检测， 经对所检测道面异物形态与轮 廓分析比对处理， 联动报警提示， 通过本系统的测角与测距显示异物 所在跑道的精确位置， 同时可将检测到的异物进行图像放大观察， 录 相取证， 同时通过内部对讲通讯系统告知场道巡检工作人员异物所在 位置与路径进行快速处理。 本系统通过智能图像分析软件， 可对前端 数据做分析处理， 一但检测到跑道道面有异物时， 可弹出操作系统界 面提示， 针对跑道固定的场景与非遗留物不做报警动作。 提升计算机 对异物探测报警的快速处理能力， 减轻监控室安保管理工作人员的劳 动强度。 三、主要技术指标： 1）在分段检测的覆盖距离内，必须能够检测以下规格的物体：

a) 没有涂漆的金属圆柱体： 高 3.1cm，直径 3.8cm b) 白色、灰色或黑色的球体：直径 4.3cm（即标准的高尔夫球尺寸） c) 30m×30m 区域内，对下列物体的检测率超过 98%。并且每组物体 中至少有一个可以被检测到,每个物体的任意尺寸不大于 10cm（除非 另有规定）: — 厚沥青块或混凝土块检测 — 机场跑道道面裂痕与裂纷检测 — 跑道道面突增不明物质与不规则物体检测 — 跑道照明装置的任何部分 — 可调活动扳手（20cm 长） — 长套管（5cm 长） — 飞机轮胎上的一块橡胶块、爆胎后的遗留物检测 — 变形金属块（10cm 长） — （飞机或汽车的）燃料盖、零配件、散落的遗留物检测 — 耳状螺母、铁钉以及各种规格螺丝、螺帽 5-10CM 长。 — 液压管路（飞机或地面辅助设备，10-20cm 长）

— 白色 PVC 管（直径 5cm） 2）检测概率：＞0.95% ； 3）虚警率：任何每 30 天一个周期内，每天平均不超过 2 个误警报； 4）可检测目标类型：金属、非金属（玻璃、塑料、鸟类等有机体）； 5）响应时间（从检测到数据处理完成）：60s/条跑道； 6）工作条件：全天候昼夜工作，低照度环境下，夜间无灯光环境， 雾天与灰霾天气环境、台风、暴风、雪天环境，下雨天环境（视雨水 密度与能见度有所变化，因为雨水密度过大，会产品棱射，对视频成 像效果有较大影响）仍可正常完成检测，但实际检测距离会比正常天 气检测的减短。雾天环境，视雾能风度与水分子密度不同对检测距离 会有所衰减）。 7）接口：光纤以太网。 8）接口：提供雷达串口 设备选型： 一：前端设备： 高清数字摄像机、红外补光系统、红外感应热成像系统、测距仪、高 清长焦变倍镜头、图像分析处理功能模块，异物检测联动报警功能模 块、高精度数字伺服跟踪定位铊锣稳定云台。

二：显控设备： 高清数字信号显示器、高清专用监控器或高清大屏 LED、工业级电脑 服务器、工业级高清数字硬盘录相机、带轨迹球三维操作健盘 三：操作界面： 四：系统软件： 五：实现功能： 六：系统维护： 七：按装位置： 四、环境要求 1）工作温度：-38℃～+65℃； 2）工作湿度：5%～90%； 3）供电：220V/AC

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对机场跑道异物 FOD（foreign object debris）快速精确的检测与告警 已经成为保障飞机飞行安全急需解决的重大问题,一个有效的智能机 场跑道安全检测系统是机场飞行安全保障体系应有的组成部分。 依据 FAA 对 FOD 检测系统的性能要求,借鉴国外现有探测系统,提出了一 种新的跑道安全检测系统方案,重点分析 FOD 探测系统中毫米波雷 达、光学系统的关键技术及其他系统间的数据交互定义,并开展了系 统软件界面设计。系统最终可以对 FOD 全天时、全天候、全自动的 检测,具有异物分类识别及告警能力,可以有效的预防和降低跑道异物 对机场跑道安全的威胁。 Quick and precise detection and alarm to Foreign Object Debris （ FOD ） are significant issues for airplane′s safety.An effective FOD detection and surveillance system for runway is an important part of airport security system.Based on the performance requirements of FOD detection and surveillance system and other nations′ experiences,through the detail analysis of millimeter-wave radar system,optical system and their data interaction,a new FOD detection and surveillance system is presented.The interface of software is

promoted.The system,which can classify and warn FOD all the time and under all-weather condition,will prevent and reduce threaten from FOD to airport runway. 关 键 词：FOD 机场跑道 检测系统 数据融合 FOD airport runaway detection and surveillance system data fusion 分 类 号：TN959.17 [工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达：按用途分 > 侦测雷达] TP391.41 [工业技术 > 自动化技术、 计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理 (信息加工) > 模式识别与装置]
机场道面异物探测技术及联邦航空
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发表时间： 2009-12-30 0:00:00
案例回放 小金属片引发的一场空难 2000 年 7 月 25 日下午，法国航空公司（Air France，简称“法 航”）一架协和式客机从法国巴黎戴高乐机场起飞，差不多两分钟后 随即坠毁，造成机上 109 人、地面 4 人，共 113 人遇难。法国空难事 故调查局于 8 月底认定，此次空难是由机场滑行跑道上一块 43 厘米

长的金属薄片割破飞机左侧主起落架的右前轮，致使该轮胎爆裂，轮 胎爆破产生的碎片击中了一个或多个油箱， 使得飞机左机翼起火并坠 毁。后经鉴定，此金属碎片为上一个航班——美国大陆航空公司 （Continental Airlines Inc.）所属的一架 DC10 飞机上掉下来的。 机场道面异物 FOD（Foreign Object Debris） ，即可能损伤飞 机或系统的某种外来的物质、碎屑或物体。FOD 带来的危害不仅会 损坏飞机和夺去宝贵的生命，而且还伴随着巨大的经济损失。非计划 的拆换发动机本身就是昂贵的花费， 更不用说航班延误或取消带来的 损失。协和空难造成飞机完全解体，共有 113 人遇难，法航向遇难 家属赔偿约 1.3 亿美元。据保守估计，每年全球因 FOD 造成的损失 至少在 30 亿-40 亿美元， 外来物不仅会造成巨大的直接损失， 还会造 成航班延误、中断起飞、关闭跑道等间接损失，而间接损失至少为直 接损失的 4 倍。 法航协和号飞机悲剧发生后， 各国纷纷开始 FOD 探测系统的 研究与开发，目前世界上较为典型的有 4 个系统，它们分别是英国开 发的 Tarsier 系统、以色列开发的 FO Detect 系统、新加坡开发的 iFerret 系统和美国开发的 FOD Finder 系统。 英国 Tarsier：准确定位 2000 年 7 月，法航协和号飞机悲剧发生后，英国 Qinetiq 公 司受命研究开发 Tarsier1100（T1100）外来物探测系统。T1100 工作

频率为 94.5GHz，雷达体制为连续波调频（FMCW） ，具有雷达探测 距离长、波束窄和分辨率高的特点，能够对目标位置准确地定位。 FMCW 技术具有探测灵敏度高、成本低和峰值功率低等特点,同时结 合实时数字信号处理技术，可对目标进行实时自动探测和识别，能及 时、可靠地探测到跑道上杂物并予以定位。新系统于 2007 年 1 月在 温哥华机场试用，美国联邦航空局（Federal Aviation Administration， 简称“FAA”） 技术人员于 2008 年在美国普罗文思对此系统进行测试。
以色列 FODetect：成本较低 FO Detect 系统由以色列的 Xsight 公司开发，系统由 77GHz 毫米波雷达和摄像设备所组成，多个道面监测单元（SDU）分别安装 在不同位置的跑道边灯上，每个 SDU 都对跑道中线附近的区域进行 扫描，发现 FOD 后，可以立即向机场管理人员发出报警信息，告知

FOD 的准确位置以及发现时间。而后，设备会拉近镜头，提供 FOD 的视频图像，发现 FOD 之后，传感器会锁定 FOD 的位置，以帮助机 场管理人员将 FOD 取走。在夜间，还可使用激光指示器协助将 FOD 取走。FO Detect 的设计在一定程度上减少了投资（相对与 Tarsier 系 统而言） ，此系统可在 30 秒内完成对整条跑道的扫描，采用视频识别 系统可以在毫米波雷达探测到 FOD 后，对探测结果进行视频确认， 从而使虚警率大大降低。FO Detect 系统现安装于美国波士顿机场， 由 FAA 人员对其性能进行测试。 Xsight 的网站上获悉， FODetect 从 其 系统的性能指标已经超越了 2009 年 9 月 30 日 FAA 发布的“机场 FOD 探测设备”咨询通告（AC No: 150/5220-24）中的最高性能。
新加坡 iFerret：实时监控 新加坡 Stratechsystems 公司的 iFerret 智能视频探测系统，通

过在跑道上每隔一定间距装置先进的高分辨率功能的摄像机， 自动探 测和辨认跑道上的障碍物， 而复杂的图像处理软件可以针对变化的照 明和路面条件做出适当的调整。发现 FOD 后，系统能够放大物体的 图像，给用户提供碎片的实时图像，让用户看到发现的物品。iFerret 系统能够提供精确的位置、报警的时间、FOD 的图像和系统发现后 的持续报警记录。iFerret 现应用于新加坡的樟宜国际机场，并在芝加 哥的奥黑尔国际机场由 FAA 技术人员对系统进行测试。在对跑道杂 物探测中，发现摄像机和视频系统受亮度和天气的影响，在能见度低 的情况下具有很多局限性， 性能受到黑夜和阴雨天气环境的影响和制 约。

美国 FOD Finder：系统可移动 FOD Finder 系统是由美国 Trex Enterprises 公司开发的一套移 动监控系统，可以安装在车辆的车顶。系统由监控系统与后台软件处 理系统组成，监控系统使用的是 78-81GHz 毫米波雷达、高精度的 GPS 定位系统和摄像系统，雷达扫描速度为 30 次/分钟，探测半径为 200 米，装在车顶的一个雷达罩中。摄像系统也装于车顶，用于跟踪 所发现的 FOD；GPS 定位装置用于锁定探测区域和标识 FOD 的地理 位置，除此之外，此高精度的 GPS 定位装置还可以应用差分技术校 准场内的其他 GPS 设备。这套系统的独特之处在于它是可移动的， 探测时车辆的最大行驶速度可以达到 64 公里/小时，不仅可以侦测跑 道上的 FOD，还可以侦测滑行道、停机坪等区域的 FOD。车辆向前 移动时，系统扫描车辆前部的区域，并向机场控制人员提供雷达和视 频信号。车辆上装有软件处理系统（AirBoss 处理系统） ，由触摸式电 脑、照相机、条码机组成，机场控制人员可以根据系统指示方位拾取 FOD。一旦 FOD 被取出，装于车内的照相机会给碎片照相备案，机 场控制人员还会给 FOD 贴上条形码以做记录，同时记录信息将通过 互联网存储在系统数据库中。 FODFinder 系统现安装于美国芝加哥中 途机场，由 FAA 人员对其性能进行测试。 FAA 发布认证标准： 必须达到 7 种通用功能

FOD 探测系统主要采用雷达探测技术与视频图像识别技术， 在上述的 4 个系统中，Tarsier 系统、 Detect 系统、FOD Finder 系 FO 统采用毫米波雷达探测为主，视频图像识别技术为辅的手段来探测 FOD；iFerret 系统只采用视频图像识别技术进行 FOD 的探测。基于 雷达技术的系统对颜色没有反应， 而基于视频图像识别技术的系统却 对颜色和光照对比度产生反应。2008 年，FAA 的研究人员对以上 4 个系统分别在 4 个机场进行了性能测试， 对每种技术的探测能力进行 评估。这 4 种探测系统为机场提供了一个很宽的性能和价格选择范 围，不限制机场应用何种 FOD 探测技术，机场可以根据飞机的数量 及种类、监控区域的数量种类及位置、探测的精度、机场的气候条件 等因素来综合确定探测系统的具体性能指标。 2009 年 9 月 30 日， FAA 发布的标题为“机场 FOD 探测设备” 的咨询通告（AC No: 150/5220-24）中，提供了 FOD 探测设备的相关 信息。该通告包含了机场异物探测系统和设备的最低性能规范。通告 明确指出 FOD 探测系统必须具备如下功能：监控 AOA 区域；探测 和定位 AOA 区域中单个或多个 FOD；探测出 FOD 后能为用户提供 警报； 与机场和飞机通信、 空管和监控系统协同工作并不会产生干扰； 不干扰正常的机场和飞机运行；记录探测到的 FOD 数据，方便系统 的校准和维护， 以及 FOD 事件的分析。 同时 FAA 还详细规范了 FOD 探测系统的各项指标，包括系统至少能探测到的 FOD 尺寸、探测频 率、FOD 出现后系统响应时间、探测区域、气候影响、报警、探测 数据输出和记录、寿命、环境条件、供电、土建要求、安装和验收、

质保、检查和测试、用户手册、设备培训和维护等方面的情况。 链接： FOD 有两种解释，其一是外来物（Foreign Object Debris） ， 即可能损伤航空器或系统的某种外来的物质、碎屑或物体；其二是外 来物损伤(Foreign Object Damage)，即任何由外来物引起的损伤，可 以是物理上的损伤也可以是经济上的损失， 有可能会降低产品的安全 或性能。FOD 的种类相当多，如硬物体、软物体、鸟类、雷电等。 FOD 危害非常严重，实验和经验都表明机场道面上的外来物可以很 容易被吸入发动机，导致发动机失效。碎片也会堆积在机械装置中， 影响起落架、襟翼等设备的正常运行。 典型 FOD：飞机和发动机连接件（螺帽、螺钉、垫圈、保险 丝等） 、机械工具、飞行物品（钉子、私人证件、钢笔、铅笔等） 、野 生动物、树叶、石头和沙子、道面材料、木块、塑料或聚乙烯材料、 纸制品、运行区的冰碴儿，甚至雷电。 （ 《中国民航报》原文地址）
奥普光电(002338)制成首套机场道面异物监测系统 2012-03-05 07:40:30 来源：中国证券报 发布者：jydb
近日由奥普光电(加入自选股,参加模拟炒股)（002338）和空军某部 联合研制的我国第一套机场道面异物监测系统在北京通过空军后勤

部组织的技术鉴定，该项目总体技术水平处于国内领先，其中机场道 面最小异物监测能力指标达到国际先进水平。
机场道面异物监测在我国尚属空白。 由奥普光电和空军某部联合研 制的我国第一套机场道面异物检测系统由道面异物扫描系统、 图像传 输系统、数据处理系统等组成，采用光机电一体化技术，通过光学成 像的方式对机场道面粒径大于等于 5 毫米的异物进行实时监测、 定位 和报警。
目前， 该系统的技术指标已经符合在军用和民用机场推广使用的要 求， 第一套系统在空军某机场的安装工作已开始进入到建设方案审查 阶段。而系统在军、民用机场的全面推广工作尚未展开。机场道面异 物监测系统的市场推广工作具有不确定性。 SINONET? ARDS-V1.0 机场跑道外来物检测解决方案 发布时间：2012-08-03 15:21:20 一、 系统概述 SINONET?ARDS 机场跑道外来物检测解决方案是一种被认为超过国 际标准规范中的每一项指标的、 最高要求的自动化机场跑道异物检测 解决方案。该解决方案充分利用了独特的光学和雷达传感器混合技 术，采用先进的图像处理软件和近距离检测技术，具备精湛的检测性 能。系统的前端主要采用公司自主研发的 FIAMM?FNC-C3-sd18w 高

机场跑道FOD探测方法研究

机场跑道FOD探测方法研究 机场跑道的外来物碎片（FOD：Foreign Object Debris）给机场安全运营带来了安全隐患，本文通过相关文献及论坛进行综合了解及比对之后论述了机场跑道FOD检测领域的应用现状，并结合现有技术装备条件提出了一种具有可行性的探测系统框架。 标签：毫米波雷达；机场；FOD 一、可实现的探测技术 通过相关文献的阅读及资料整理，现将目前FOD探测方面可实现的技术按设备类型分类总结如下： ①静态雷达 它可以探测到0.6 nmile（l nmile= 1852m）范围内高1.2 in（lin=2.54cm）、直径1.5 in的圆柱状金属物体。一般情况下，每条跑道需要2至3个传感仪，传感仪距离跑道中心线最少165 ft（lft=0.3048m）。 ②静态光电传感仪 它可以探测到最大距离为985ft范围内的0.8 ft的物体，每条跑道需5至8个传感仪，传感仪距离跑道中心线最少490ft。 ③移动式雷达 它安装在车辆顶部，系统扫描范围为车辆前方的600 ft×600 ft（183mx183 m）区域。系统可以探测到高1.2in，直径1.5 in的物体，系统运行速度范围为不大于每小时30 mile（l mile=1609.344 m），该系统通常作为目视巡检的补充。 ④混合型传感仪 它是一种光电和雷达波混合感应系统，它可以安装在跑道和滑行道边灯或者其他结构上。在使用现有电源和数据，减少安装成本的同时，这些地表探测组件SDU的位置，可以满足在恶劣天气条件下探测细小FOD的苛刻要求。每一个SDU （地表探测组件）对跑道的某一部分扫描并且分析所获数据来确定跑道道面的变化和是否有FOD。当SDU发现有遗留物时，系统操作人员可接收到一个包括FOD 确切位置和大小的听觉和视觉警告。 二、提出新的探测思路 基于上述FOD探测技术水平现状，结合现阶段可以达到的技术要求，现提

机场跑道异物(FOD)探测试验系统建议方案.doc

机场跑道异物（FOD）探测试验系 统建议方案

1、系统总体说明 1.1、系统总体组成 机场跑道外来物探测试验系统（后简称“FOD探测系统”或“本系统”）由FOD探测子系统、网络通信子系统、物理链路子系统、现场供电子系统等共同组成。 系统总体结构图如下： 1.2、系统运行模式 1、系统运行流程

1）系统扫描跑道，发现异物后会以声音和屏幕报警提示操作员进行FOD处理流程操作。 2）操作员操作软件，对报警信息进行核实，如果能判断不是FOD，即可归档。如果确认是FOD或者不能明确辨识，则需将此任务派发至现场人员处理3）现场人员通过FOD移动操作控制终端收到系统发送过来的FOD信息，根据紧急情况，决定是否申请进入跑道处理。 4）现场人员进入跑道，根据FOD移动操作控制终端的提示，到达报警处，判别是否是FOD，并填写FOD信息记录，拍照上传至后台系统。 5）操作员根据现场人员反馈回来的信息，对此报警信息进行分类并归档。 2、监控中心职能 根据FOD探测系统提供的FOD报警信息，进行相应的软件操作，判别是否需要进一步处理。 3、现场人员职能 根据监控中心操作人员确认后下发的FOD报警信息，申请进入跑道清理异物，并填写相关信息上传归档。 2、总体解决方案 2.1、设计原则 2.1.1、先进性 FOD系统采用先进的概念、技术、方法、设备，既成熟可靠，又符合目前技术发展潮流。系统整体技术性能达到目前国内外机场跑道FOD系统建设的先进水平，并在一定时期内保持其先进性。 2.1.2、适用性 FOD探测系统的功能应完全立足于机场的安防管理，充分满足当前和未来五年内机场用户的需求，保证系统信息处理和传递的安全、可靠、及时、准确、完整，提高工作效率，减少人为差错，降低运行成本。 2.1.3、开放性 系统软件和硬件的选取遵循开放系统规范，支持多种国际标准协议，包括采

浅谈对民航安全管理的认识

浅谈对民航安全管理的认识 通过对《民航安全管理》的学习，有了一定的体会。结合自身认识和专业情况及学习资料，浅谈对民航安全管理的认识。 当今世界，经济危机来袭，经济倒退，消费水平下降，人民金钱承受能力下降，奥凯航空公司停营面临收购，那么，中国民航安全管理体系与管理模式，该以怎样的自身特色经受这场严酷的世纪洗礼呢？这的确是一个凝重的课题。基于对航空安全极端重要性的思考，鉴于自身学习认知，实际上做的就是以人为本、固本强基的基础性工作，进行“忠诚”精神教育显得愈加迫切，无疑也是20世纪对民航安全工作发出的前瞻性呼唤！ 以人为本在“管”字上下工夫 民航安全管理，着重在一个“管”字。从管理中彰显安全，就必须实实在在地在“管”字下一番工夫。进而言之就是要坚持“四管”齐下：一、以“严”字为本。所谓“严”就是——严格的工作要求，严谨的工作作风，严格的程序标准，严明的奖惩制度，严厉的法规规章，乃至严酷的铁腕管理。组织领导、监督检查、规章制度、教育培训、系统完善上面，都需要维持一个中心：严！ 二、责任大于天。对于旅客，生命大于天；对于机务人员，责任大于天！一个螺丝、一枚扳手，都可能被我们遗忘在飞机上而造成不可弥补的后果，对自己负责，对生命负责，这是民航安全管理的精

髓。在进行民航安全管理的过程中，潜移默化地进行责任认知的培养，是有必要为之的。从到机场报到的第一天起，就应该让机务人员明白自己的责任和使命，在工作和生活中养成严谨的工作作风。 三、无规矩不成方圆。所有的行为规范都需要规章制度的约束。除了对机务人员的管理，还需要加强飞行、机务和空管系统的法制化管理，依法管理，有法可依。飞行员有飞行手册，乘务员有乘务手册，机务人员有机务手册，按程序飞行，按手册运行，按章法办事。如果因为自己的疏失造成错误，是应该要有惩罚制度的，警示其他人要严谨对待，警示当事人安全大于天。这是管理中的刚性制度的体现！ 四、柔性政策并进。除了刚性制度，鼓励政策是需要实行的。对于员工，除了严格要求之外，还需要鼓励策略。民航人才的自主性给我国民航事业带来很大收益。尤其我校科技处处长王立文老师自主研发的飞机防冰系统，造福了首都机场，此外，还有机器人研究所的高庆吉老师和他的团队开发的福娃机器人，在奥运会期间，受到了热烈欢迎。民航系统有无数的人才，利用这批集创新和技术于一身的人才，造福民航事业，为安全管理提供巨大的保护伞。通过努力，若能在技术上达到自给自足，我国能在民航上节约巨大开支。实践探索在“新”字上求发展 安全是民航“永恒的主题”，也是民航企业的“第一竞争力”。把保证旅客生命安全作为民航的“第一要务”，把飞行安全作为民航企业的“第一品牌”。始终要记住：没有民航的安全，便没有民航的一切！

赛英公司管理系统FOD监测雷达系统

机场跑道异物（FOD）雷达检测系统（Foreign Object Debris radar Detection system） ●研发背景 ●对FOD雷达检测系统的要求 ●赛英公司与研发团队简介 ●赛英产品的技术特点 ●赛英产品与国外同类产品比较 ●赛英产品的工作流程 赛英科技 2010.6.8

一、研发背景简介 机场跑道异物（FOD）泛指可能损伤飞机的某种外来物质。FOD会危及飞机和乘客的生命，造成航班延误、中断起飞，引起巨大的经济损失。据保守估计，每年全球因FOD造成的直接损失至少在30亿—40亿美元。而间接损失是这个数字的4倍！我国民航局机场司2009年出版的【FOD防手册】指出：从2007年5月到2008年5月，FOD损伤飞机轮胎的事件在我国有4500起！ 2000年7月25日，法航一架协和式客机从法国巴黎戴高乐机场起飞，两分钟后随即坠毁，共有113 人遇难，法航向遇难家属赔偿约1.3亿美元。这次事件的罪魁祸首就是FOD——跑道上的一块45公分长的金属条，这也是史上FOD造成的最大空难。 协和悲剧发生后，FOD探测系统的研究与开发提上日程，2006年12月，加拿大温哥华机场安装了Tarsier FOD监测雷达，成为全球安装FOD 监测系统的第一个民航机场。现在，欧美国家的一些大型民航机场已经陆续安装FOD监测系统。 在我国，既没有引进这种系统的机场，也没有研发这种系统的报道。我国机场对FOD的监测都是靠人工定时巡视，靠人眼近距离搜寻,这种落后的方法效率低，可靠性差，而且大大占用了宝贵的跑道使用时间，使航班次数被迫减少。因此，研发具有自主知识产权的国产FOD监测系统是我国航空业的当务之急，航管业界称之为雪中送炭。国产FOD监测雷达的问世必将产生巨大的社会和经济效益。

最新机场跑道异物(FOD)监测系统——国外发展情况资料

一、FOD——小异物，大麻烦 何谓FOD FOD是Foreign Object Debris的缩写，泛指可能损伤航空器或系统的某种外来的物质，常称为跑道异物。 FOD的种类相当多，如飞机和发动机连接件（螺帽、螺钉、垫圈、保险丝等）、机械工具、飞行物品（钉子、私人证件、钢笔、铅笔等）、野生动物、树叶、石头和沙子、道面材料、木块、塑料或聚乙烯材料、纸制品、运行区的冰碴儿等等。 FOD危害非常严重 实验和案例都表明，机场道面上的外来物可以很容易被吸入发动机，导致发动机失效。碎片也会堆积在机械装置中，影响起落架、襟翼等设备的正常运行。据保守估计，每年全球因FOD造成的损失至少在30-40亿美元，2007年5月至2008年5月，中国民航共发生4500多起FOD损伤轮胎的事件。 外来物不仅会造成巨大的直接损失，还会造成航班延误、中断起飞、关闭跑道等间接损失，间接损失至少为直接损失的4倍。 目前，全球绝大多数的机场的FOD监测仍然是靠人工完成的，这种方法不但可靠性差、效率低，而且占用了宝贵的跑道使用时间，这又是一笔经济损失。 二、FOD引发一场空难，FOD检测系统的研发从此开始 2000年7月25日法航协和飞机因FOD失事，造成机上109人，地面4人，共113人遇难。 事件回放：协和飞机的上一个航班是美国大陆航空公司DC10飞机，该飞机在跑道上掉下来一块43cm金属片，它扎破了随后起飞的协和飞机轮胎，轮胎爆破产生的碎片击中了一个或多个油箱，飞机左机翼起火并很快坠毁，这个过程不到1分30秒。此次事件的后果造成协和飞机在2003年10月24日全部退役。 这场因FOD引发的空难将FOD自动监测系统的研究提上了日程。 英国QinetiQ公司最先研发出【Tarsier（眼镜猴）Foreign Object Debris radardetection system】，眼镜猴系统先在英国及美国德州空军基地使用。2006年12月6日，温哥华机场宣布启用了这套跑道异物雷达侦测系统。成为全世界第一个采用FOD检测系统的民航机场。温哥华机场装备后的3年里，伦敦希斯洛国际机场、美国甘迺迪机场、阿拉伯联合大公国杜拜机场、德国法兰克福、法国巴黎机场、多哈国际机场都陆续安装了这套系统。

机场跑道异物及道口报警系统技术研究

目录： 机场跑道安全昼夜视频监控系统 浏览字体：大 中 小 机场跑道异物识别智能检测系统功能简介： 根据国内所在的具体机场 跑道，按长度与宽度选择具体受检道面位置的安装要求，来最终确定 按装位置，在跑道一侧分区域安装 5-6 套前端探测系统设备，按装在 所需高度塔架上， 将雷达与多传感器一体化监控前端及相应伺服装置 共同安装于跑道侧面固定架上， 前端多传感器探测系统将异物位置信 息传送给监控系统显示端，监控系统根据位置调整云台和角度、焦距 和光圈等，对异物进行跟踪监测拍照，并进行智能分析处理后，将相 关信息发送给主控系统供主控系统分析处理并将检测到的异物信息 上传到指挥中心，自动弹出检测到的异物在显示界面上，同时发出报 警提示。 用户可通过主界面的功能操作软件对摄像角度、 焦距和光圈等参数进 行微调，将检测到的可疑遗留物放大进行图像观察分析辩认。 二、系统主要功能 1）可见光 CCD 成像部份检测设备，白天及夜间都能提供机场跑道道 面异物及周边环境监控所需的高清浙光学视频图像； 2）接收来自控制端的控制信息，可手动调节摄像头角度、焦距变化、 光圈变化，X2 倍、X4 倍电子放大等操作功能；

3）自动巡检测功能；通过设制预置位功能对所监测的跑道道面做精 确的角度扫描，实时动态监控检测。 4）针对跑道上突然增加的遗留物与移动目标跟踪监控功能； 5）遗留目标物的尺寸估算功能。 按民用机场与军用机场跑道的长度不同，常规情况，跑道长度为 2.8-3.6 公里、宽度为 40-60 米不等，通过科学的像元计算所需的被 检测的物体按成像比例将跑道分割为 5-6 个检测区域， 进行同步光电 系统巡航定位与限位检测，可设计按 500 米长度分段检测，通过 CCD 光学与红外热感应系统实时巡航检测， 经对所检测道面异物形态与轮 廓分析比对处理， 联动报警提示， 通过本系统的测角与测距显示异物 所在跑道的精确位置， 同时可将检测到的异物进行图像放大观察， 录 相取证， 同时通过内部对讲通讯系统告知场道巡检工作人员异物所在 位置与路径进行快速处理。 本系统通过智能图像分析软件， 可对前端 数据做分析处理， 一但检测到跑道道面有异物时， 可弹出操作系统界 面提示， 针对跑道固定的场景与非遗留物不做报警动作。 提升计算机 对异物探测报警的快速处理能力， 减轻监控室安保管理工作人员的劳 动强度。 三、主要技术指标： 1）在分段检测的覆盖距离内，必须能够检测以下规格的物体：

浅谈机场跑道异物检测技术的研究与实现

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/6d7677874.html, 浅谈机场跑道异物检测技术的研究与实现 作者：吕秋宁 来源：《中国科技纵横》2018年第06期 摘要：机场跑道上存在的异物对飞机安全有一定威胁，为了解决这一问题，应加强对机 场跑道异物检测技术的研究。本文主要围绕机场跑道异物检测技术分析、组合式毫米波探测系统关键技术、组合式毫米波探测系统构成、距离高分辨原理四个方面展开讨论，详细分析了机场跑道异物检测技术及其原理，可针对小目标进行检测，在飞机安全方面有重要作用。 关键词：机场跑道；异物检测；组合式毫米波检测技术 中图分类号：TN911.7 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）06-0237-02 机场跑道异物是指不属于跑道正常工作区域内，但又由于各种原因出现在跑道上的小物体，包括沙粒、螺丝钉等小目标。这些异物在飞行区，可能造成飞机延误或者中途断飞等情况，严重的将威胁人身安全。因此，需要及时清理机场跑道上异物，在相关检测技术的帮助下，能保证对异物进行有效处理。尤其是在科学技术快速发展的背景下，异物检测技术得到了一定程度发展，在机场跑道异物检测上有重要作用。 1 机场跑道异物检测技术分析 机场跑道上大部分异物尺寸较小，人工检测已经不能满足飞机安全运行需求，近年来，各民用及军用航空机场将机场跑道异物检测作为主要工作内容，并加强了对检测技术不断改进的重视。为了实现对机场跑道上小物体进行自动检测，国外主要采用了光学检测方法以及电磁波检测技术。英国研制出的外来异物检测系统为了保证较高的分辨率，选取作业在94GHz毫米波上。这一检测系统主要运用了线性调频连续体制，以便实现对机场跑道的小物体检测。而在提高分辨率上，检测系统主要运用了一定频率的扫频宽带，同时利用天线来提高系统的定位能力。光学检测技术包括摄像机、红外热像仪以及数码相机等高清晰的视频监视设备，这些设备在机场跑道异物检测上取得了广泛应用，但是由于摄像机和数码机等容易受到天气的影响，使得地面异物的颜色分辨难度有所增加，分辨率不够精准。而毫米波扫描设备能在雨雾、白昼等天气条件下正常作业，不受气候因素的影响，属于一种在跑道异物检测上应用价值较高的检测技术[1]。 毫米波检测装置为了实现对跑道上较小物体的检测，来提高其检测小物体的能力，需要保证扫描设备的距离以及分辨率设置合理，从而促使机场异物检测工作的顺利进行。由于毫米波检测到的跑道图像不属于可见光影像，所以不能明确判断异物种类，这时需要在光学成像设备的作用下来拍摄外来杂物，这种情况下，当雷达检测技术探测到小物体时，能通过光学影像对外来物类型进行辨认。上述为国外主要应用的异物检测技术，对于国内来讲，根据其器件状况，可应用组合式毫米波检测系统来保障飞机安全，是指在机场跑道附近设置网络布局的毫米

机场跑道FOD监测系统技术方案

Raida-Air机场跑道异物（FOD）监测系统 技术方案 一、背景 FOD是Foreign Object Debris的缩写，泛指可能损伤航空器或系统的某种外来的物质，常称为跑道异物。 FOD的种类相当多，如飞机和发动机连接件（螺帽、螺钉、垫圈、保险丝等）、机械工具、飞行物品（钉子、私人证件、钢笔、铅笔等）、野生动物、树叶、石头和沙子、道面材料、木块、塑料或聚乙烯材料、纸制品、运行区的冰碴等等。 FOD的危害非常严重，实验和案例都表明，机场道面上的外来物可以很容易被吸入到发动机，导致发动机失效。碎片也会堆积在机械装置中，影响起落架、襟翼等设备的正常运行。据保守估计，每年全球因FOD造成的损失至少在30-40亿美元。2007年5月至2008年5月，中国民航共发生4500多起FOD损伤轮胎的事件。FOD不仅会造成巨大的直接损失，还会造成航班延误、中断起飞、关闭跑道等间接损失，间接损失至少为直接损失的4倍。 目前，全球绝大多数机场的FOD监测仍然是靠人工完成的，这种方法不但可靠性差、效率低，而且占用了宝贵的跑道使用时间。二、国内外研究现况 2000年7月25日法航协和飞机因FOD失事，造成机上109人、地面4人，共113人遇难。法国空难事故调查局认定，该次空难是由机场

跑道上一块43厘米长的金属薄片割破飞机左侧主起落架的右前轮，致使该轮胎爆裂，轮胎爆裂产生的碎片击中了一个或多个油箱，使得飞机左机翼起火并坠毁。后经鉴定，此金属碎片为上一个航班——美国大陆航空公司所属的一架DC10飞机上掉下来的。这场因FOD引发的空难将FOD自动监测系统的研究提上了日程。 目前世界上较为典型的FOD检测系统有4个，它们分别是英国开发的Tarsier系统、以色列开发的FODetect系统、新加坡开发的iFerret系统和美国开发的FODFinder系统。（具体参见附录A）对上述系统的FOD探测技术列表总结如下： 综合来看，现有的FOD探测系统主要采用雷达探测技术与视频图像识别技术，在上述的4个系统中，Tarsier 系统、FODetect 系

智能机场跑道异物检测与识别系统

Runway safety智能机场跑道异物(foreign objects damage FOD debdris)检测(detection)与识别系统 The surface of pavements (runways and adjacent areas) shall be kept clear of loose stones or other objects that might cause damage to aircraft structures or engines, or impair the operations of aircraft systems. In this connection, a comprehensive runway inspection and sweeping programme should be incorporated into the standard operation procedures of aerodrome operators. 智能机场跑道异物检测系统使用摄像机采集跑道图像，由于跑道的范围很广，系统要采用可控云台控制摄像机转动，使每个摄像机都可以监控较长的跑道区域。由于单个摄像机无法完成对整个跑道的全范围监控，因此系统使用摄像机组，系统在跑道边每间隔一段距离架射一套摄像装置，形成摄像机阵列，实现对整个跑道的全范围监控。 按民用机场与军用机场跑道的长度不同，常规情况，跑道长度为2.8-3.6公里、宽度为40-80米不等，按成像比例将跑道分割为8-12个检测区域，进行PTZ 检测，可设计按300米长度分段检测，通过激光夜视仪(Laser Night Vision)和热成像仪实时巡航检测，经对所检测跑道面异物形态与轮廓分析比对处理，联动报警提示，通过本系统显示异物的精确位置，同时可将检测到的异物进行图像放大观察，同时通知跑道巡检人员异物所在位置与路径进行快速处理。一但检测到跑道异物时，可弹出操作系统界面提示，针对跑道固定的场景与非遗留物不做报警动作。