機場助航燈光系統故障的預測探究

崔秀利

摘 要：隨著經濟的發展，空運漸漸成了我國交通運輸中的一種重要方式。飛機在整個飛行過程中都存在一定的危險性，在高空飛行中，大部分依賴于飛行員的綜合素質，而在起飛和降落的過程中，需要地面指揮系統進行介入。燈光助航系統就是這樣因此而生。它是指揮引導系統的關鍵組成部分，尤其在天氣惡劣、能見度不高的環境下，它能引導飛機安全起飛降落。本文基于機場助航視角，分析了助航燈光系統的原理及特點，對助航燈光系統的故障進行預測分析，并提出了相對的處理方式，希望能減少助航燈光系統使用中的故障，延長使用壽命。

關鍵詞：機場助航燈光系統;故障預測;保障

一、助航燈光系統基本原理

機場助航燈光系統主要由調光器、變壓器、燈具以及遠控單元組成，具體原理圖如圖1 所示。燈具通過隔離變壓器構成恒流回路，從而保證所有燈泡光強相同。

二、助航燈光系統特征及維護特點

（一）助航燈光系統主要特征

第一個最主要的特征就是助航燈數量多。由于機場占地面積大，整個起飛降落跑道又比較長，所以需要安裝比較多的助航燈，最大限度保障飛機起飛降落的安全。一般情況下，機場會配備2千到1萬套的助航燈具，對于較大型的國際機場，甚至會超過2萬套。此外，為了提高安全性和助航效率，機場一般會對燈光系統進行升級，會安裝更多的助航燈具。

第二個特征是助航燈安裝的范圍非常廣。在整個機場的跑道、滑行道、停機坪等地區都會安裝大量的助航燈具。還有一些地理位置比較特殊的機場，它的助航燈會安裝在機場的外部，甚至是山體中、水面上。

（二）助航燈具維護特點

助航燈具數量多，所以它的維護也具有數量多的特點呢。助航燈具在使用過程中，由于使用年限和外部環境因素的影響，助航燈具會出現一定情況的故障。對出現故障的燈具的維護會耗費一半以上的人力物力資源，加大了資源的消耗。

助航燈具第二個維護特點是維護難度大。在整個系統安裝時，為了保護系統，減少破壞，一般都會把助航燈光系統安裝在比較隱蔽的環境下，比如電纜、燈的底座、隔離變壓器等都會安裝在地下，這給維護帶來了一定的困難。再加上整體系統非常的龐大復雜，故障的排查首先就非常困難，并且維護過程中涉及到各種方面的知識，對維護人員的要求比較高

三、機場助航燈光系統常見故障及其成因

（一）故障類型

目前，機場助航燈光系統故障常見的有三種類型：

其一是調光設備故障。調光設備是整個系統中非常重要的控制設備，它控制著系統的燈光的開啟和關閉。在使用過程中，調光設備需要讓燈光回路的電流保持穩定，實現對燈光系統運行狀態的監測和診斷。可以看出，調光設備在機場助航燈光系統中的重要作用，一旦調光設備出現故障，將會產生嚴重的后果。

其二是燈光回路故障。燈光回路直接影響到燈光的亮度。燈光回路出現故障，整個燈光系統無法正常運行，影響飛機起飛降落的安全。在使用過程中，燈光回路故障出現的較多，且故障類型也比較多，例如開路故障、二次接線故障和接地故障等，這些都屬于燈光回路故障。

其三是供電系統故障。對于機場助航燈光系統來說，供電系統運行良好是保障燈光系統正常運行的基礎，沒有供電，燈光系統也就會全面癱瘓。但是，由于供電系統的內部結構復雜且部件繁多，所以極容易出現故障[1]。備用供電系統切換故障、變壓器跳閘、柴油發電機故障等都是目前在使用過程中比較常見的供電系統內故障。

（二）故障形成的原因

造成機場助航燈光系統故障的主要原因有三個方面：

第一，環境問題。機場需求的場地較大，一般都是建在郊外比較開闊的地區，這就導致助航燈光系統長期暴露在室外，受到周圍環境變化的影響。在運行過程中，各種惡劣的天氣比如雨雪、酸雨、打雷等都會對燈光系統和燈具造成較大的影響，從而減少了設備的使用壽命。并且，隨著使用年限的增加，助航燈光系統始終保持在運行的狀態，受到各種器械的影響，更容易出現故障，加快設備的老化速度。

第二，人為原因。機場助航燈光系統需要由專業的人員來進行運行維護。如果在過程中，相關人員沒有按照標準作業，就容易產生故障。在設備的使用維護過程中，必須根據《設施設備三大規程》這一標準來進行，保障運行維護的安全科學。同時，因為整個系統的復雜程度較高，對操作人員的專業要求也更高，所以，在使用過程中如果操作人員專業不達標，就容易誤操作使得系統出現故障。

第三，制度原因。機場每日的人流量非常的大，工作人員也相較其它地方更多，整個助航燈光系統的運行一直面臨著很多干擾。要有效控制這些干擾，就需要完善的管理制度。但某些機場存在著制度不完善、執行不到位的情況，導致燈光設備本身不達標、操作人員專業不合格的情況，導致系統出現故障。

四、機場助航燈光系統故障預測

因為燈光系統的維修會耗費非常大的資源，為了減少維修時間，提高飛機起飛降落時的安全保障，就需要對機場助航燈光系統進行故障預測。助航燈光系統故障預測是在燈具還未發生明顯故障特征情況下提前獲取燈具潛在故障，通過提前修改數據和更換設備，來減少故障發生率。為了實現有效的故障預測，需要相關人員對整個系統非常了解。目前比較常用的預測模型是DGM（1，1）模型和RVM模型。

（一）DGM（1，1）預測模型

DGM（1，1）預測模型，又叫離散一階灰色理論模型。它是在GM（1，1）模型上進行改進的。灰色理論模型是通過對原始數據進行灰色處理后，讓數據變得具有規律，更夠進行直觀對比分析。灰色理論模型是一個指數函數，這也就意味著對于呈指數分布的數據，它的精度會更高，對于不呈指數分布的數據，則沒有那么高的精度。DGM（1，1）模型雖然改進了GM（1，1）模型的一些不足之處，但由于它仍是使用指數函數，所以對于非指數分布的數據，無法進行較準確的預測。

（二）RVM預測模型

RVM預測模型又叫相關向量機（Relevance Vector Machine，RVM）預測模型。它是通過Bayesian推理將原本繁雜的數據減少，然后再進行預測。RVM預測模型是基于SVM算法，對復雜數據的處理具有很高的效率，能有效解決復雜性和推廣之間的矛盾。相較于SVM來說，RVM預測模型能夠對大型數據進行預測分析，不受Macer定理限制，具有更強的學習能力[2]。但RVM預測模型同樣存在不足，他對非分類和回歸類數據的預測精度不高。

當然，目前使用的預測模型還有其它，出于篇幅考慮，在這里不多做敘述。總之，在實際使用過程中，相關工作人員可以綜合使用RVM預測模型和 DGM（1，1）預測模型，在實現故障預測的同時，盡可能地提高預測的精度和準確度，保障機場助航燈光系統故障預測工作的成效[2]。

五、結束語

綜上，機場助航燈光系統雖然能有效保障飛機在起飛和降落時的安全，但它在使用過程中較容易出現故障，尤其是在調光設備、燈光回路和供電系統三個方面。所以需要祥光工作人員了解整個助航燈光系統的原理，明確故障產生的原因，借用各種預測模型對故障進行預測分析，保證系統能正常使用，降低安全風險。

參考文獻

[1] 張青霞.淺談機場助航燈光系統故障分析及對策[J].智能城市，2017，3（12）：190.

[2] 王丙元，田坤，張丹丹.關于機場助航燈光系統故障預測研究[J].計算機仿真，2017，34（04）：453-459.