民航空管防止跑道侵入技術(shù)裝備選型探討

許蔚樂(lè)

【摘? 要】通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外空管行業(yè)防止跑道侵入技術(shù)裝備應(yīng)用情況，列舉了現(xiàn)有技術(shù)裝備的優(yōu)缺點(diǎn)，討論了技術(shù)裝備應(yīng)用需求梳理過(guò)程，然后提出一種通過(guò)梳理后的需求精準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)裝備選型的方法，通過(guò)這種方法可以合理高效滿(mǎn)足民航空管對(duì)跑道安全技術(shù)裝備的需求。

【Abstract】Through analyzing the application status of technical equipment to prevent runway intrusion in domestic and foreign air traffic control industry ， the paper lists the advantages and disadvantages of the existing technical equipment， and discusses the process of sorting out the application requirements of technical equipment. Then， it proposes a method to accurately select the type of technical equipment by combing the demand. This method can reasonably and efficiently meet the requirements of civil aviation air traffic control for runway safety technical equipment.

【關(guān)鍵詞】防止跑道侵入;A-SMGCS;需求

【Keywords】prevent of runway incursion;A-SMGCS;requirements

【中圖分類(lèi)號(hào)】V19? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）06-0165-02

1 引言

防跑道侵入技術(shù)手段的研究和應(yīng)用是提升空管系統(tǒng)跑道安全運(yùn)行水平的一個(gè)重要手段，各地民航機(jī)場(chǎng)也加快了防止跑道侵入技術(shù)裝備的規(guī)劃和建設(shè)。為了幫助大家更好地梳理自身需求，合理選擇適用的技術(shù)裝備，本文就民航空管防止跑道侵入技術(shù)裝備選型進(jìn)行分析討論。

2 防止跑道侵入概述

2.1 跑道侵入定義

根據(jù)ICAO的規(guī)定，跑道侵入是指在機(jī)場(chǎng)發(fā)生的任何航空器、車(chē)輛或人員誤入指定用于航空器著陸和起飛的地面保護(hù)區(qū)的情況[1]。

2.2? 國(guó)內(nèi)外防止跑道侵入技術(shù)應(yīng)用情況

2.2.1 美國(guó)防止跑道侵入技術(shù)應(yīng)用情況

在空管方面，F(xiàn)AA重點(diǎn)加強(qiáng)了機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視能力的建設(shè)，先后推出了下列技術(shù)方案：①機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)測(cè)設(shè)備-3型（ASDE-3）/機(jī)場(chǎng)活動(dòng)區(qū)安全系統(tǒng)（AMASS）。ASDE-3/AMASS能夠跟蹤地面移動(dòng)目標(biāo)并檢測(cè)潛在的跑道沖突，同時(shí)向管制員提供自動(dòng)的聲音和圖像告警。ASDE-3屬于一次雷達(dá)，工作于KU波段，于20世紀(jì)80年代開(kāi)始陸續(xù)在美國(guó)各大機(jī)場(chǎng)投入使用。AMASS是增強(qiáng)ASDE-3功能的軟硬件，通過(guò)它為管制員提供自動(dòng)告警和提示。②機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)測(cè)設(shè)備-X型（ASDE-X）。ASDE-X能夠提供更加精準(zhǔn)的場(chǎng)面監(jiān)測(cè)技術(shù)。一個(gè)典型的ASDE-X核心系統(tǒng)包括場(chǎng)面雷達(dá)、MLAT、ADS-B、多監(jiān)視源處理器和塔臺(tái)管制員人機(jī)界面。ASDE-X能夠給塔臺(tái)管制員提供跑道沖突或潛在跑道沖突時(shí)的聲音和圖像告警，并能夠提供更為豐富的機(jī)場(chǎng)內(nèi)航空器及車(chē)輛信息。目前美國(guó)已有40個(gè)主要機(jī)場(chǎng)建設(shè)或使用ASDE-X系統(tǒng)。③機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視能力系統(tǒng)（ASSC）。該系統(tǒng)使用MLAT及ADS-B獲取航空器信息，以向塔臺(tái)管制員提供航空器定位。從美國(guó)對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐來(lái)看，ASDE-X由于信號(hào)豐富功能全面，除了能夠?yàn)樗_(tái)管制員提供監(jiān)視和沖突告警等服務(wù)，還能夠?yàn)槠渌姆琅艿狼秩爰夹g(shù)（如跑道狀態(tài)燈）提供功能支持，是較為有效的防跑道侵入技術(shù)方案，逐步應(yīng)用在美國(guó)各大機(jī)場(chǎng);費(fèi)用更低的ASSC正在其他中小機(jī)場(chǎng)逐步應(yīng)用。

2.2.2 歐洲防止跑道侵入技術(shù)應(yīng)用情況

在空管方面，歐洲關(guān)注的重點(diǎn)也是加強(qiáng)場(chǎng)面監(jiān)視能力建設(shè)，同時(shí)一直致力于推進(jìn)高級(jí)場(chǎng)面活動(dòng)引導(dǎo)與控制系統(tǒng)（A-SMGCS）的實(shí)施。歐洲各大機(jī)場(chǎng)已經(jīng)安裝MLAT系統(tǒng)40余套， ADS-B系統(tǒng)34套。此外，歐洲許多大中型機(jī)場(chǎng)已經(jīng)安裝了A-SMGCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)面交通目標(biāo)的監(jiān)視和包括跑道侵入告警在內(nèi)的多項(xiàng)告警，其使用的技術(shù)方案如下。

①場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)（SMR）。場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)主要用于探測(cè)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面上的航空器和車(chē)輛目標(biāo)，屬于一次雷達(dá)，對(duì)目標(biāo)探測(cè)無(wú)需目標(biāo)應(yīng)答，能獲取覆蓋范圍內(nèi)所有目標(biāo)位置信息，不能提供目標(biāo)識(shí)別信息。定位精度在7.5m左右，目標(biāo)數(shù)據(jù)更新率一般為1Hz。②MLAT系統(tǒng)。MLAT通過(guò)在場(chǎng)面布置多個(gè)遠(yuǎn)端接收站，接收機(jī)場(chǎng)范圍內(nèi)機(jī)載設(shè)備A/C模式、S模式應(yīng)答信號(hào)，計(jì)算信號(hào)到達(dá)不同接收站的時(shí)間差，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位，并能夠根據(jù)接收信號(hào)，提取目標(biāo)識(shí)別信息，包括呼號(hào)、二次代碼和24bit地址碼。通過(guò)合理布點(diǎn)MLAT系統(tǒng)的定位精度可達(dá)7.5m或更高。③ADS-B系統(tǒng)。ADS-B系統(tǒng)通過(guò)接收航空器自動(dòng)發(fā)送的位置信息、識(shí)別信息和其他附加信息實(shí)現(xiàn)對(duì)航空器的監(jiān)視，航空器的位置信息來(lái)自于機(jī)載應(yīng)答機(jī)的GPS定位，精度在10m左右，數(shù)據(jù)更新率一般為1Hz。④A-SMGCS系統(tǒng)。A-SMGCS是由監(jiān)視、控制、路由規(guī)劃和引導(dǎo)4大功能組合而成的模塊化系統(tǒng)。在ICAO的規(guī)劃中，將A-SMGCS功能實(shí)現(xiàn)從level1至level5劃分為5級(jí)，其中l(wèi)evel1至level4分別對(duì)應(yīng)前述的監(jiān)視、控制、路由規(guī)劃及引導(dǎo)功能，level5強(qiáng)調(diào)了飛行員/車(chē)輛駕駛員對(duì)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面態(tài)勢(shì)的感知。但是在歐控關(guān)于A-SMGCS的規(guī)劃中，已經(jīng)摒棄了ICAO關(guān)于級(jí)別的概念，提出了監(jiān)視服務(wù)、機(jī)場(chǎng)安全保障服務(wù)、路由規(guī)劃服務(wù)以及引導(dǎo)服務(wù)的概念，強(qiáng)調(diào)A-SMGCS系統(tǒng)應(yīng)基于本地實(shí)際需求、行業(yè)或國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇具體的功能/服務(wù)模塊，無(wú)需按照某一固定模式實(shí)施[2]。⑤電子進(jìn)程單系統(tǒng)。電子進(jìn)程單系統(tǒng)主要為管制員提供航班信息和指令記錄，避免管制員發(fā)送錯(cuò)誤的指令，并可以為管制員提供跑道占用的告警功能。

2.2.3 我國(guó)防止跑道侵入技術(shù)應(yīng)用情況

目前我國(guó)民航空管用于防止跑道侵入的技術(shù)主要包括：SMR，MLAT，ADS-B、A-SMGCS和電子進(jìn)程單。此外，重慶、上海等機(jī)場(chǎng)已建或在建視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)部分熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視和告警。根據(jù)對(duì)民航局空管局所轄44個(gè)機(jī)場(chǎng)所做的調(diào)研，國(guó)內(nèi)防止跑道侵入技術(shù)裝備使用總體情況如表 1所示。從調(diào)研結(jié)果可以看到，SMR、MLAT及ADS-B等基礎(chǔ)技術(shù)裝備應(yīng)用比例較低?？傮w而言機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有的技術(shù)裝備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足對(duì)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面上航空器和車(chē)輛的監(jiān)視需求，各機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視能力亟待提高。

3 防止跑道侵入技術(shù)裝備優(yōu)缺點(diǎn)分析

4 防止跑道侵入技術(shù)裝備需求梳理和選型依據(jù)

4.1 防止跑道侵入技術(shù)裝備需求梳理

各地進(jìn)行需求梳理時(shí)，應(yīng)聯(lián)合本地航空導(dǎo)航服務(wù)提供商、機(jī)場(chǎng)運(yùn)行及管理部門(mén)進(jìn)行討論，將模糊的要求逐步細(xì)化可實(shí)現(xiàn)的需求。在梳理需求時(shí)，建議對(duì)需求進(jìn)行分類(lèi)，一般可以有如下分類(lèi)：總體需求、監(jiān)視需求、安全需求、路由規(guī)劃需求和引導(dǎo)需求。本文梳理了部分機(jī)場(chǎng)空管技術(shù)裝備需求，如表 3第1、2列所示。

4.2 防止跑道侵入技術(shù)裝備選型依據(jù)

防止跑道侵入技術(shù)裝備選型時(shí)，對(duì)照需求逐條將滿(mǎn)足需求的技術(shù)裝備一一列出（如表 3第3列所示），當(dāng)所有的需求和技術(shù)裝備都列好之后，圈出滿(mǎn)足需求的技術(shù)裝備，就能夠得到一個(gè)初步的選型結(jié)果，在有多重技術(shù)裝備同時(shí)滿(mǎn)足需求的情況下，可以通過(guò)投資成本、未來(lái)的擴(kuò)展性等方面進(jìn)一步進(jìn)行篩選，直到最終完成選型。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)裝備應(yīng)用情況和各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)列舉了需求梳理的方式，明確了如何通過(guò)需求進(jìn)行技術(shù)裝備選型，為我國(guó)民航各機(jī)場(chǎng)防止跑道侵入技術(shù)裝備選型提供了一種方法和思路，希望能夠在有效提升我國(guó)民航跑道安全水平的基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)滿(mǎn)足運(yùn)行要求，確保資金合理高效使用。

【參考文獻(xiàn)】

【1】ICAO Doc 9870 AN/463.200.國(guó)際民航組織.防止跑道侵入手冊(cè)[Z].

【2】EUROCONTROL-SPEC-17.歐洲航行安全組織.歐控A-SMGCS服務(wù)規(guī)范[Z].