機(jī)場(chǎng)目視助航燈光系統(tǒng)的運(yùn)行管理研究

李亮

（四川機(jī)場(chǎng)集團(tuán)成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)分公司，四川 成都 641419）

0 引言

作為運(yùn)輸行業(yè)的重要分支之一，航空運(yùn)輸業(yè)具有快速高效的優(yōu)勢(shì)，因此社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與航空業(yè)息息相關(guān)。為了保證機(jī)場(chǎng)的正常運(yùn)行并運(yùn)轉(zhuǎn)提高效率，機(jī)場(chǎng)目視助航燈光系統(tǒng)以及其配套設(shè)施在其中發(fā)揮了重要的作用，提高助航燈光系統(tǒng)的工作效率和可靠性就能更好地提升航空業(yè)的發(fā)展[1]。

1 機(jī)場(chǎng)目視助航燈光的作用

民用飛機(jī)作為公共交通工具之一，在夜航著陸期間與其他交通工具一樣需要燈光照明來(lái)保證飛機(jī)的飛行安全。飛機(jī)本身配備有大功率著陸燈。民航機(jī)場(chǎng)配備用于照明和指示的助航燈光系統(tǒng)，其目的是更好地幫助飛機(jī)安全著陸，尤其是在降雨、霧天等能見度較低時(shí)，燈光系統(tǒng)更是有著不可替代的作用，兩者構(gòu)成一個(gè)整體，一起為夜航飛機(jī)安全著陸提供保障。

隨著民航領(lǐng)域的快速發(fā)展，大型民用機(jī)場(chǎng)各航班之間沒有間歇時(shí)間，因此在晝間無(wú)法對(duì)跑道燈具進(jìn)行巡檢，所以對(duì)助航燈光系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性提出了極高的要求，助航燈光系統(tǒng)能否穩(wěn)定工作，決定了在惡劣天氣條件時(shí)機(jī)場(chǎng)是否可以正常開放運(yùn)行。現(xiàn)代民用機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)部分組成：進(jìn)近燈光系統(tǒng)、目視進(jìn)近坡度指示系統(tǒng)、跑道燈光系統(tǒng)、滑行道燈光系統(tǒng)及其他燈光系統(tǒng)。圍繞助航燈光系統(tǒng)還涉及到供電系統(tǒng)、調(diào)光設(shè)備、備用電源系統(tǒng)、助航燈光回路、監(jiān)控系統(tǒng)等。以上所述共同構(gòu)成一個(gè)完整的助航燈光系統(tǒng)[2]。

2 機(jī)場(chǎng)目視助航燈光構(gòu)成與運(yùn)行原理

3 機(jī)場(chǎng)目視助航燈光的控制方案

目前大部分機(jī)場(chǎng)的目視助航燈光系統(tǒng)的發(fā)光設(shè)備都是白熾燈和鹵鎢燈，光源顏色與白色相近，為了得到各種顏色的燈光需要通過(guò)在燈泡外加蓋一層半透明有色遮罩的方式來(lái)完成，以此來(lái)滿足燈光系統(tǒng)的要求。但這兩種發(fā)光設(shè)備都有一定的缺點(diǎn)，見表1。

表1 燈光系統(tǒng)的現(xiàn)狀和缺點(diǎn)

目前，大部分民用機(jī)場(chǎng)的調(diào)光器有弱電回路和功率回路兩個(gè)部分，弱電回路負(fù)責(zé)利用芯片來(lái)完成對(duì)電路的控制，由顯示器展示結(jié)果；功率回路則是負(fù)責(zé)接引強(qiáng)電。其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 調(diào)光器結(jié)構(gòu)

4 助航燈光系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)管理

4.1 監(jiān)控系統(tǒng)

燈光監(jiān)控系統(tǒng)一般采用冗余設(shè)計(jì)，通過(guò)主備光纖網(wǎng)絡(luò)將每個(gè)站點(diǎn)和塔臺(tái)之間建立連接；通過(guò)CAN通信、RS485等通信方式，將服務(wù)器與設(shè)備之間建立連接，實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制機(jī)場(chǎng)助航燈光的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)具有穩(wěn)定性和可靠性。值守監(jiān)控系統(tǒng)的工作人員需在工作時(shí)保持認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警信息，避免操作失誤，確保助航燈光系統(tǒng)的正確性和適用性。

4.2 備用電源

電力供應(yīng)是燈光系統(tǒng)能夠運(yùn)行的最基礎(chǔ)保障條件，目前常用的備用電源有UPS和柴油發(fā)電機(jī)。規(guī)模較小的民用機(jī)場(chǎng)大都將柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，用來(lái)確保I類及以下級(jí)別的燈光系統(tǒng)可以在中斷供電15s內(nèi)恢復(fù)供電。柴油發(fā)電機(jī)需要進(jìn)行大于15min/周和大于30min/月的加載實(shí)驗(yàn)，春秋兩季進(jìn)行常規(guī)保養(yǎng)以確保可以在必要時(shí)正常投入使用。規(guī)模較大的機(jī)場(chǎng)則會(huì)使用UPS和柴油發(fā)電機(jī)來(lái)確保II類和III類燈光系統(tǒng)的正常使用，UPS規(guī)定必須在1s之內(nèi)恢復(fù)中斷的供電，而后再切換到柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電。UPS的維護(hù)需要每月測(cè)量電瓶電壓、測(cè)試UPS供電的可靠性、春秋兩季對(duì)電池組和機(jī)柜進(jìn)行一次保養(yǎng)[3]。

4.3 調(diào)光系統(tǒng)

調(diào)光器決定了燈光的明亮程度，根據(jù)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)有1至5級(jí)光，通過(guò)輸出恒定的電流值保障外場(chǎng)串聯(lián)燈光回路發(fā)光的一致性，因此又叫恒流調(diào)光器，它是燈光系統(tǒng)極其重要的組成部分。CCR-95調(diào)光器是由大連電子研究所研發(fā)的，通過(guò)可控硅導(dǎo)通關(guān)斷特性，對(duì)輸入的正弦交流電進(jìn)行斬控，通過(guò)控制一次電壓達(dá)到我們所需的二次電流值，因其配套設(shè)施完善，且工作運(yùn)行穩(wěn)定可靠，所以目前機(jī)場(chǎng)在用的調(diào)光器大都是該調(diào)光器。

4.4 助航燈具

立式燈具和嵌入式燈具共同構(gòu)成了助航燈具。由于現(xiàn)代機(jī)場(chǎng)航班間隙小，所以對(duì)助航燈具的日常檢修和保養(yǎng)的速度要求就非常高。工作人員的主要任務(wù)有更換易損配件，更新設(shè)備燈泡，維護(hù)周邊環(huán)境等。

4.5 外場(chǎng)回路

外場(chǎng)回路以串聯(lián)的方式連接隔離變壓器來(lái)傳輸燈光系統(tǒng)所需的電流和電壓，回路的故障將會(huì)導(dǎo)致燈光系統(tǒng)大面積無(wú)法正常工作甚至癱瘓，并且回路故障不易定位，維修成本高，所以保證外場(chǎng)回路的正常工作時(shí)是極其重要的任務(wù)。前期，收集整理好外場(chǎng)回路的設(shè)備資料，為后期定位故障位置的工作減輕負(fù)擔(dān)。后期，需要對(duì)故障情況和處理進(jìn)行詳細(xì)的記錄，為以后的工作提供參考。除此之外，每個(gè)月需要對(duì)回路進(jìn)行常規(guī)維護(hù)，使用兆歐表對(duì)回路的絕緣情況進(jìn)行檢查。

5 助航燈光新技術(shù)及其應(yīng)用

5.1 正弦波調(diào)光器

正弦波調(diào)光器與當(dāng)前相對(duì)成熟的可控硅型調(diào)光器不同，該類調(diào)光器利用IGBT和全橋整流所搭建出的橋建立一個(gè)交流開關(guān)，其中IGBT具有即時(shí)性，通過(guò)高頻斬控的方式，以輸出電流為根據(jù)來(lái)調(diào)節(jié)PWM的占空比，經(jīng)過(guò)濾波器的平滑作用之后，輸出符合正弦變化的電流波形，來(lái)完成對(duì)輸出電流的幅度調(diào)控[4]。

正弦波調(diào)光器具有易維護(hù)、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。搭配了TFT液晶顯示屏可以展示更為豐富的信息。完善的配套設(shè)計(jì)，為調(diào)光器的工作提供了很大的便利和保障?？山档蜋C(jī)場(chǎng)在助航燈光系統(tǒng)方面的用電負(fù)荷，降低供電設(shè)施的故障率。配備的高壓系統(tǒng)切換柜可以在主系統(tǒng)故障時(shí)快速切換至備用調(diào)光器，保障燈光回路的正常運(yùn)行。該調(diào)光器具有監(jiān)視功能、遙控功能、警報(bào)功能以及運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與查詢。

5.2 LED燈具

LED燈具的使用壽命長(zhǎng)、節(jié)約能耗、可靠性高、維護(hù)工作簡(jiǎn)單，可以為機(jī)場(chǎng)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)利益；LED有著嚴(yán)格的色彩管理，保證了燈光系統(tǒng)的顏色一致性，且符合FAA標(biāo)準(zhǔn)；燈具防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP65，保證了燈具內(nèi)部的清潔；LED燈具模塊化設(shè)計(jì)，易于檢修更換。與以往的燈光系統(tǒng)相比較，LED燈具系統(tǒng)更為準(zhǔn)確，可以實(shí)現(xiàn)單燈控制，并且使用壽命長(zhǎng)、效率高。雖然前期成本會(huì)稍高，但后期的運(yùn)行和維護(hù)成本將會(huì)大大降低[5]。

5.3 高級(jí)地面活動(dòng)引導(dǎo)及控制系統(tǒng)

高級(jí)地面活動(dòng)引導(dǎo)及控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“A-SMGCS”）指的是對(duì)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面上的飛機(jī)和車輛進(jìn)行監(jiān)視、告警、線路規(guī)劃和引導(dǎo)的系統(tǒng)。通過(guò)使用A-SMGCS可以有效減少各種沖突，極大地提高機(jī)場(chǎng)周轉(zhuǎn)的效率。北京大興機(jī)場(chǎng)A-SMGCS的建設(shè)與使用開啟了我國(guó)民航建設(shè)控制系統(tǒng)的新篇章，未來(lái)在民航局的領(lǐng)導(dǎo)下，按照總局的要求，將會(huì)逐步出臺(tái)中國(guó)版本的A-SMGCS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，并將A-SMGCS的推廣與建設(shè)工作覆蓋到全國(guó)。

5.4 深桶燈箱

以往的土質(zhì)區(qū)燈箱在實(shí)際工作過(guò)程中暴露出如下幾方面不足之處：①在燈具與隔離變壓器之間存在二次電纜老化更新困難，大型機(jī)場(chǎng)因二次電纜造成的電費(fèi)損失過(guò)高；②燈箱分布無(wú)規(guī)則，需通過(guò)圖紙對(duì)應(yīng)查找，維護(hù)困難；因航班量增多導(dǎo)致的航后維護(hù)時(shí)間緊、任務(wù)重，影響工作效率；③土質(zhì)區(qū)的低洼地帶容易導(dǎo)致燈箱積水，影響回路絕緣。

為了解決以上問(wèn)題，結(jié)合各種燈箱的優(yōu)點(diǎn)研制出了新型嵌入式燈具燈箱，又稱“深桶燈箱”。經(jīng)過(guò)一系列技術(shù)可行性分析后確定了新型燈箱的各種技術(shù)參數(shù)為：箱體容積25L、燈箱材質(zhì)為鋁合金、底座為全螺紋螺桿、底進(jìn)孔式一次進(jìn)線方式、接線管彎曲半徑為30CM。經(jīng)測(cè)試，新型燈箱的平均安裝時(shí)間為43.3min，無(wú)二次線長(zhǎng)度，燈具和燈箱一體，方便查找，特別對(duì)于安裝了單燈定位器的燈光回路。新型燈箱相較老式燈箱更加節(jié)能減耗，符合綠色發(fā)展的觀念；大大減少了工作量，提高了設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性，并且已在天府機(jī)場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，可以了解到助航燈光系統(tǒng)對(duì)于機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的重要性。隨著新型材料的出現(xiàn)和新技術(shù)的發(fā)展，燈光系統(tǒng)也需要不斷地改進(jìn)和優(yōu)化，才能更好地服務(wù)于機(jī)場(chǎng)。工作人員在工作中也需要有一顆追求進(jìn)步的心，為了航空事業(yè)發(fā)展付出自己的力量。