民航空管防止跑道侵入技術(shù)裝備選型探討

楊美榮

摘要：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)行水平的一個重要手段，各地民航機(jī)場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。

關(guān)鍵詞：防止跑道侵入;A-SMGCS;需求

一、防止跑道侵入概述

（一）跑道侵入定義

根據(jù)ICAO的規(guī)定，跑道侵入是指在機(jī)場發(fā)生的任何航空器、車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]。

（二）國內(nèi)外防止跑道侵入技術(shù)應(yīng)用情況

1、美國防止跑道侵入技術(shù)應(yīng)用情況

在空管方面，F(xiàn)AA重點(diǎn)加強(qiáng)了機(jī)場場面監(jiān)視能力的建設(shè)，先后推出了下列技術(shù)方案：①機(jī)場場面監(jiān)測設(shè)備-3型（ASDE-3）/機(jī)場活動區(qū)安全系統(tǒng)（AMASS）。ASDE-3/AMASS能夠跟蹤地面移動目標(biāo)并檢測潛在的跑道沖突，同時向管制員提供自動的聲音和圖像告警。ASDE-3屬于一次雷達(dá)，工作于KU波段，于20世紀(jì)80年代開始陸續(xù)在美國各大機(jī)場投入使用。AMASS是增強(qiáng)ASDE-3功能的軟硬件，通過它為管制員提供自動告警和提示。②機(jī)場場面監(jiān)測設(shè)備-X型（ASDE-X）。ASDE-X能夠提供更加精準(zhǔn)的場面監(jiān)測技術(shù)。一個典型的ASDE-X核心系統(tǒng)包括場面雷達(dá)、MLAT、ADS-B、多監(jiān)視源處理器和塔臺管制員人機(jī)界面。ASDE-X能夠給塔臺管制員提供跑道沖突或潛在跑道沖突時的聲音和圖像告警，并能夠提供更為豐富的機(jī)場內(nèi)航空器及車輛信息。目前美國已有40個主要機(jī)場建設(shè)或使用ASDE-X系統(tǒng)。③機(jī)場場面監(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，以向塔臺管制員提供航空器定位。從美國對各項技術(shù)的應(yīng)用實踐來看，ASDE-X由于信號豐富功能全面，除了能夠為塔臺管制員提供監(jiān)視和沖突告警等服務(wù)，還能夠為其他的防跑道侵入技術(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)用在美國各大機(jī)場;費(fèi)用更低的ASSC正在其他中小機(jī)場逐步應(yīng)用。

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)場面監(jiān)視能力建設(shè)，同時一直致力于推進(jìn)高級場面活動引導(dǎo)與控制系統(tǒng)（A-SMGCS）的實施。歐洲各大機(jī)場已經(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)場已經(jīng)安裝了A-SMGCS系統(tǒng)，實現(xiàn)了場面交通目標(biāo)的監(jiān)視和包括跑道侵入告警在內(nèi)的多項告警，其使用的技術(shù)方案如下。

①場面監(jiān)視雷達(dá)（SMR）。場面監(jiān)視雷達(dá)主要用于探測機(jī)場場面上的航空器和車輛目標(biāo)，屬于一次雷達(dá)，對目標(biāo)探測無需目標(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通過在場面布置多個遠(yuǎn)端接收站，接收機(jī)場范圍內(nèi)機(jī)載設(shè)備A/C模式、S模式應(yīng)答信號，計算信號到達(dá)不同接收站的時間差，實現(xiàn)目標(biāo)定位，并能夠根據(jù)接收信號，提取目標(biāo)識別信息，包括呼號、二次代碼和24bit地址碼。通過合理布點(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)通過接收航空器自動發(fā)送的位置信息、識別信息和其他附加信息實現(xiàn)對航空器的監(jiān)視，航空器的位置信息來自于機(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功能實現(xiàn)從level1至level5劃分為5級，其中l(wèi)evel1至level4分別對應(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/車輛駕駛員對機(jī)場場面態(tài)勢的感知。但是在歐控關(guān)于A-SMGCS的規(guī)劃中，已經(jīng)摒棄了ICAO關(guān)于級別的概念，提出了監(jiān)視服務(wù)、機(jī)場安全保障服務(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)基于本地實際需求、行業(yè)或國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)來選擇具體的功能/服務(wù)模塊，無需按照某一固定模式實施[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)送錯誤的指令，并可以為管制員提供跑道占用的告警功能。

3、我國防止跑道侵入技術(shù)應(yīng)用情況

目前我國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)場已建或在建視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對部分熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視和告警。根據(jù)對民航局空管局所轄44個機(jī)場所做的調(diào)研，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)場現(xiàn)有的技術(shù)裝備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足對機(jī)場場面上航空器和車輛的監(jiān)視需求，各機(jī)場場面監(jiān)視能力亟待提高。

（二）防止跑道侵入技術(shù)裝備需求梳理和選型依據(jù)

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，應(yīng)聯(lián)合本地航空導(dǎo)航服務(wù)提供商、機(jī)場運(yùn)行及管理部門進(jìn)行討論，將模糊的要求逐步細(xì)化可實現(xiàn)的需求。在梳理需求時，建議對需求進(jìn)行分類，一般可以有如下分類：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。

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，對照需求逐條將滿足需求的技術(shù)裝備一一列出，當(dāng)所有的需求和技術(shù)裝備都列好之后，圈出滿足需求的技術(shù)裝備，就能夠得到一個初步的選型結(jié)果，在有多重技術(shù)裝備同時滿足需求的情況下，可以通過投資成本、未來的擴(kuò)展性等方面進(jìn)一步進(jìn)行篩選，直到最終完成選型。

（三）以需求側(cè)思維強(qiáng)化空管安全管理

結(jié)合需求側(cè)思維，民航通導(dǎo)從業(yè)人員強(qiáng)化安全管理可以從“架安全之橋、立安全之本、鑄安全之基、定安全之責(zé)”四個維度持續(xù)夯實系統(tǒng)安全。

1、供需雙方定期交流機(jī)制，架安全之橋

需求側(cè)思維引導(dǎo)通導(dǎo)從業(yè)人員把更多的精力投向空管服務(wù)輸出的最末端，即管制員對空指揮的安全和效率。因此，供給側(cè)應(yīng)該主動與需求側(cè)建立面對面協(xié)調(diào)溝通機(jī)制，為雙方搭建起無縫、暢通的溝通平臺，確保供給側(cè)與需求側(cè)能及時精準(zhǔn)地溝通問題并解決問題，消除安全隱患，防患于未然，同時，可以針對需求側(cè)提出的新需求，不斷完善供給側(cè)輸出。還有，從供給側(cè)角度可以挖掘出需求側(cè)想要的需求，比如新技術(shù)的加快應(yīng)用，ADS-B信號接入空管自動化系統(tǒng)可以有效彌補(bǔ)雷達(dá)覆蓋盲區(qū)帶來的運(yùn)行風(fēng)險;與外區(qū)空管局實施AIDC可以高效解決電話移交飛機(jī)效率低下的問題;區(qū)管中心管制大廳設(shè)置技術(shù)主任席，可以第一時間解決席位設(shè)備故障，減少設(shè)備故障的影響，架起空管安全之橋。

2、以需求側(cè)思維的應(yīng)急，立安全之本

空管系統(tǒng)之前的應(yīng)急手冊，基本上是以部門進(jìn)行劃分并梳理應(yīng)急流程，通導(dǎo)部門（供給側(cè)）和管制部門（需求側(cè)）之間對接較少。需求側(cè)思維可以助力設(shè)備保障部門不斷地調(diào)整應(yīng)急的方向，以管制用戶席位上使用的設(shè)備出發(fā)，枚舉設(shè)備鏈條上任意節(jié)點(diǎn)故障可能造成的影響，不斷完善和擴(kuò)充設(shè)備故障時可能對需求側(cè)的影響情景庫。理想狀態(tài)下，所有的設(shè)備故障情景均應(yīng)該在應(yīng)急情景庫中，管制員可以依據(jù)設(shè)備故障情景庫提前培訓(xùn)并掌握處置程序，在真正面對設(shè)備故障時，才能夠從容應(yīng)對，守住安全底線。同時，系統(tǒng)地梳理設(shè)備全鏈條的配置，在故障發(fā)生時，一般情況下均應(yīng)當(dāng)確保有備用設(shè)備提供服務(wù)（地震等不可抗力除外），而且，供給側(cè)和需求側(cè)要密切配合，雙方知曉所有的故障對需求側(cè)的影響和故障后設(shè)備可以提供的備用服務(wù)情景，并強(qiáng)化復(fù)訓(xùn)，確保全員掌握，確立安全之基。

四、結(jié)語

本文通過分析國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)裝備應(yīng)用情況和各自優(yōu)缺點(diǎn)，同時列舉了需求梳理的方式，明確了如何通過需求進(jìn)行技術(shù)裝備選型，為我國民航各機(jī)場防止跑道侵入技術(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民航跑道安全水平的基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)滿足運(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.國際民航組織.防止跑道侵入手冊[Z].

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