機場跑道侵入應對策略

摘要：安全，是航空的首要任務。隨著國民經濟的飛速發展，民航運輸業發展都達到了空前的速度和規模，各航空公司機隊規模不斷壯大，各機場的交通流量也日益增加，航空安全的形勢也更加嚴峻，機場跑道既是飛機運行的起飛點又是歸來點，它是個活動相當密集的區域也是不安全事故多發的場所，如何保證飛機在跑道上的運行安全、增大跑道的接收能力是跑道運行管理的最終目標。跑道侵入是一種嚴重影響機場安全，容易導致災難性碰撞和人員傷亡事故的不安全事件類型。跑道侵入已成為在機場發生事故的主要類別之一，引起了國際民航組織和各國民航當局的廣泛關注。

關鍵詞：跑道侵入；跑道安全；ADS-B；差分GPRS

1、場面監視雷達（SMR）

SMR是一種用于監視場面上飛機及車輛的雷達，隨著計算機技術的發展，顯示器上顯示的不再是一個個目標點，它通過與外來數據的相關處理，不僅僅可以使管制員從熒光屏上區分飛機和車輛，而且可以辨別運行航班號、飛機機型、速度、將停靠的登機橋，可謂一目了然。它也是機場實施低能見度運行的基本條件。SMR系統組成結構及主要性能指標：場面監視雷達是一次雷達系統，根據回波強度探測目標，結合機場信息，如跑道使用信息、實時氣象信息、機場燈光信息、停機位信息、航班信息等，為管制員在管制席位的顯示終端上提供機場的電子地圖、站坪內的飛機和車輛的掛牌信息等機場的各類目標的動態和輔助信息，幫助管制員發出迅速、準確的管制指令。

SMR系統出路系統包括；雷達頭及處理部分（天線、收發信機、雷達信號處理等）、場面監視數據處理系統、顯示處理系統、控制和監視系統、網絡記錄和回放等，系統設計為雙通道冗余結構、系統結構。

2、ADS-B技術

ADS（自動相關監視）的基本原理是飛機（航空器）通過數據鏈自動發送和接收機載設備所提取的監控信息，如識別位置（高度經緯度）速度及意向信息等。

ADS-B系統組成ADS-B機載設備輕巧靈便，無論在超輕型飛機、普通客機、重型飛機上都可安裝，ADS-B機載設備基本配置是下行設備（ADS-BOUT），工作方式類似于二次雷達應答機，但它同時可用于廣播周邊臨時障礙物、飛行器、降落傘等物體的位置。由于ADS-B的發射是采用廣播方式，發射的信息還可以通過機載交通信息顯示器（CDTI）來接收，CDTI及其附屬接收設備構成ADS-B上行設備（ADS-BIN）。

與建雷達地面站需要大功率供電、備份發、電機重型車輛道路、周邊環境良好等苛刻條件不同，ADS-B地面基站設備非常簡單，占地面積非常小，供電甚至可采用太陽能供電，并對周邊環境要求較低，可安裝在目視線無遮擋的塔或建筑物中，同時，地面基站的維護費用也大大低于雷達站，可實現無人值守。

ADS-B完善了雷達監視的覆蓋問題，提供高質量的監控，無論在航路還是本場，雷達與ADS-B的結合使用都會為地面監控帶來明顯的改善。甚至在無雷達區域，ADS也會帶來地面監控實質性的改進，雷達覆蓋不完善的區域，ADS-B作為補充監視手段；雷達覆蓋區域，ADS-B作為技術升級手段；在機場運行區域，ADS-B作為場面輔助監視手段。ADS-B作為廣播式的ADS技術，由飛機自動向周圍的飛機、車輛、地面接收站發射自身的位置等信息。所以，可實現多方面的功能：空中飛機間就能自動識別相互位置，可自我保持間隔；機場場面的飛機、車輛間保持安全間隔，起到場面監視作用。ADS-B接收器能和空管系統、其他飛機的機載ADS-B結合起來，在空地都能提供精確、實時的沖突信息，和傳統雷達不同，ADS-在低空地面工作，因此能監控滑行道和跑道的沖突.因為該系統的有效距離為i00海里，所以提供了比以往其他任何系統更大的空間進行沖突探測和決策，地空使用該技術不僅能知道沖突的位置，且能清楚地看到沖突的方向、速度和相對高度；當沖突轉彎、加速、爬升或下降時，ADS能立即清晰地顯示其變化。與以往雷達管制員單向監控不同，ADS-B能同樣向機組或管制員提供實時信息，實現雙向同時監控飛行動態。

3、場面專網無線數據DGPS衛星定位管制監控系統

2000年5月，美國宣布將SA置零，GPS自主定位的精度有了很大提高（由100m到25m左右）。近兩年，得益于模擬與數字信號處理技術的迅速發展，民用GPS接收機的定位精度又有了進一步的提高，達到10至15米，若輔以實時差分校正技術，可以將精度提高到3米以內，相對場面雷達約15-17米的測距誤差，差分GPS衛星定位技術完全可以適應機場場面移動目標的管制監視要求。

（1）專網無線數傳差分DGPS衛星定位技術簡介專網無線數傳DGPS衛星定位技術，是在無線數傳技術和差分GPS衛星定位技術的基礎上，將其進行有機結合，采用專用的無線頻率作為數據傳輸通道，實現移動終端和中心基站之間差分GPS校正數據通信導航監視/CNS據、定位數據以及控制命令的雙向交互傳輸，在監控中心的電子地圖上可實時的看到每一個移動終端的即時地理位置。DGPS系統組成。

（2）場面移動目標專網無線數傳差分DGPS衛星定位管制監控系統的設想場面專網無線數傳DGPS衛星定位管制監控系統包括空間GPS衛星、車載衛星定位終端、差分GPS通信控制基站、計算機網絡、管制監控應用軟件等五大部分組成。

（3）系統工作體制規劃。系統本身采用—對無線頻點（可根據需要模塊化擴展），各車載移動終端采用時分（TDMA）方式進行多址復用，將移動終端按規則進行嚴格的時序分配，避免相互干擾，保證車輛定位數據的可靠傳輸，為上層應用軟件的具體功能應用奠定基礎。系統為每一個GPS車載移動終端分配一個固定的ID身份號，車載移動終端根據設置周期循環性的向中心報告位置等相關信息，無需人為干預。

4、DGPS工作程序

系統車載終端的理論最大ID身份號容量為4096個，可以分為32個組，由組號和ID身份號共同組成車輛在系統內的唯一標識號。系統的實際容量M取決于數據循環刷新周期T（秒）：

f=Tx64

如果按數據刷新周期3秒計算，則單頻點的監控容量：if=3×64=192

192個車載移動終端的監控容量應當能夠滿足國內大多數機場的場面管制監控要求，對于大型機場可以通過增加對或幾對頻率的方法來提高系統容量。

ADS-B系統應用于無雷達地區的遠程運行監視，與傳統的雷達監視技術相比，ADS-B技術具有使用成本低，精度誤差小，監視能力強等明顯優勢，對于高密度飛行區域的空中交通服務有著廣泛的應用前景。ADS-B系統準確地對空中和地面的飛機進行跟蹤定位，實現自動監控和警告，避免了飛機的危險接近，減小了飛機的間隔，擴大了飛行容量，提高了空域的利用率，提高飛行指揮員和管制員對飛機的監控能力，減輕了勞動強度，保證了飛行訓練的安全正常。

5、結束語

在未來若干年內，全球的跑道侵入事故風險管理仍將會是國際民航組織頻繁討論的話題。盡管各類相關人員操作熟練程度很高，但造成跑道侵入事故的失誤仍時有發生。對跑道侵入事故正式定義的形成將會提供巨大的安全潛力，并將成為改善全球風險管理的起點。最為重要的是，推動國際合作，防治跑道侵入事故的發生，將進而增進全球航空旅客的安全與信心。