機場跑道侵入應(yīng)對策略

摘要：安全，是航空的首要任務(wù)。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，民航運輸業(yè)發(fā)展都達到了空前的速度和規(guī)模，各航空公司機隊規(guī)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(yán)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(dāng)密集的區(qū)域也是不安全事故多發(fā)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(biāo)。跑道侵入是一種嚴(yán)重影響機場安全，容易導(dǎo)致災(zāi)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(fā)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(dāng)局的廣泛關(guān)注。

關(guān)鍵詞：跑道侵入；跑道安全；ADS-B；差分GPRS

1、場面監(jiān)視雷達（SMR）

SMR是一種用于監(jiān)視場面上飛機及車輛的雷達，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，顯示器上顯示的不再是一個個目標(biāo)點，它通過與外來數(shù)據(jù)的相關(guān)處理，不僅僅可以使管制員從熒光屏上區(qū)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(tǒng)組成結(jié)構(gòu)及主要性能指標(biāo)：場面監(jiān)視雷達是一次雷達系統(tǒng)，根據(jù)回波強度探測目標(biāo)，結(jié)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(nèi)的飛機和車輛的掛牌信息等機場的各類目標(biāo)的動態(tài)和輔助信息，幫助管制員發(fā)出迅速、準(zhǔn)確的管制指令。

SMR系統(tǒng)出路系統(tǒng)包括；雷達頭及處理部分（天線、收發(fā)信機、雷達信號處理等）、場面監(jiān)視數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、顯示處理系統(tǒng)、控制和監(jiān)視系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)記錄和回放等，系統(tǒng)設(shè)計為雙通道冗余結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2、ADS-B技術(shù)

ADS（自動相關(guān)監(jiān)視）的基本原理是飛機（航空器）通過數(shù)據(jù)鏈自動發(fā)送和接收機載設(shè)備所提取的監(jiān)控信息，如識別位置（高度經(jīng)緯度）速度及意向信息等。

ADS-B系統(tǒng)組成ADS-B機載設(shè)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(shè)備基本配置是下行設(shè)備（ADS-BOUT），工作方式類似于二次雷達應(yīng)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(fā)射是采用廣播方式，發(fā)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(shè)備構(gòu)成ADS-B上行設(shè)備（ADS-BIN）。

與建雷達地面站需要大功率供電、備份發(fā)、電機重型車輛道路、周邊環(huán)境良好等苛刻條件不同，ADS-B地面基站設(shè)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(huán)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(xiàn)無人值守。

ADS-B完善了雷達監(jiān)視的覆蓋問題，提供高質(zhì)量的監(jiān)控，無論在航路還是本場，雷達與ADS-B的結(jié)合使用都會為地面監(jiān)控帶來明顯的改善。甚至在無雷達區(qū)域，ADS也會帶來地面監(jiān)控實質(zhì)性的改進，雷達覆蓋不完善的區(qū)域，ADS-B作為補充監(jiān)視手段；雷達覆蓋區(qū)域，ADS-B作為技術(shù)升級手段；在機場運行區(qū)域，ADS-B作為場面輔助監(jiān)視手段。ADS-B作為廣播式的ADS技術(shù)，由飛機自動向周圍的飛機、車輛、地面接收站發(fā)射自身的位置等信息。所以，可實現(xiàn)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(jiān)視作用。ADS-B接收器能和空管系統(tǒng)、其他飛機的機載ADS-B結(jié)合起來，在空地都能提供精確、實時的沖突信息，和傳統(tǒng)雷達不同，ADS-在低空地面工作，因此能監(jiān)控滑行道和跑道的沖突.因為該系統(tǒng)的有效距離為i00海里，所以提供了比以往其他任何系統(tǒng)更大的空間進行沖突探測和決策，地空使用該技術(shù)不僅能知道沖突的位置，且能清楚地看到?jīng)_突的方向、速度和相對高度；當(dāng)沖突轉(zhuǎn)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(jiān)控不同，ADS-B能同樣向機組或管制員提供實時信息，實現(xiàn)雙向同時監(jiān)控飛行動態(tài)。

3、場面專網(wǎng)無線數(shù)據(jù)DGPS衛(wèi)星定位管制監(jiān)控系統(tǒng)

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(shù)字信號處理技術(shù)的迅速發(fā)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(shù)，可以將精度提高到3米以內(nèi)，相對場面雷達約15-17米的測距誤差，差分GPS衛(wèi)星定位技術(shù)完全可以適應(yīng)機場場面移動目標(biāo)的管制監(jiān)視要求。

（1）專網(wǎng)無線數(shù)傳差分DGPS衛(wèi)星定位技術(shù)簡介專網(wǎng)無線數(shù)傳DGPS衛(wèi)星定位技術(shù)，是在無線數(shù)傳技術(shù)和差分GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的基礎(chǔ)上，將其進行有機結(jié)合，采用專用的無線頻率作為數(shù)據(jù)傳輸通道，實現(xiàn)移動終端和中心基站之間差分GPS校正數(shù)據(jù)通信導(dǎo)航監(jiān)視/CNS據(jù)、定位數(shù)據(jù)以及控制命令的雙向交互傳輸，在監(jiān)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(tǒng)組成。

（2）場面移動目標(biāo)專網(wǎng)無線數(shù)傳差分DGPS衛(wèi)星定位管制監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)想場面專網(wǎng)無線數(shù)傳DGPS衛(wèi)星定位管制監(jiān)控系統(tǒng)包括空間GPS衛(wèi)星、車載衛(wèi)星定位終端、差分GPS通信控制基站、計算機網(wǎng)絡(luò)、管制監(jiān)控應(yīng)用軟件等五大部分組成。

（3）系統(tǒng)工作體制規(guī)劃。系統(tǒng)本身采用—對無線頻點（可根據(jù)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(fù)用，將移動終端按規(guī)則進行嚴(yán)格的時序分配，避免相互干擾，保證車輛定位數(shù)據(jù)的可靠傳輸，為上層應(yīng)用軟件的具體功能應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。系統(tǒng)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(jù)設(shè)置周期循環(huán)性的向中心報告位置等相關(guān)信息，無需人為干預(yù)。

4、DGPS工作程序

系統(tǒng)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(tǒng)內(nèi)的唯一標(biāo)識號。系統(tǒng)的實際容量M取決于數(shù)據(jù)循環(huán)刷新周期T（秒）：

f=Tx64

如果按數(shù)據(jù)刷新周期3秒計算，則單頻點的監(jiān)控容量：if=3×64=192

192個車載移動終端的監(jiān)控容量應(yīng)當(dāng)能夠滿足國內(nèi)大多數(shù)機場的場面管制監(jiān)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(tǒng)容量。

ADS-B系統(tǒng)應(yīng)用于無雷達地區(qū)的遠(yuǎn)程運行監(jiān)視，與傳統(tǒng)的雷達監(jiān)視技術(shù)相比，ADS-B技術(shù)具有使用成本低，精度誤差小，監(jiān)視能力強等明顯優(yōu)勢，對于高密度飛行區(qū)域的空中交通服務(wù)有著廣泛的應(yīng)用前景。ADS-B系統(tǒng)準(zhǔn)確地對空中和地面的飛機進行跟蹤定位，實現(xiàn)自動監(jiān)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(jiān)控能力，減輕了勞動強度，保證了飛行訓(xùn)練的安全正常。

5、結(jié)束語

在未來若干年內(nèi)，全球的跑道侵入事故風(fēng)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(guān)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(fā)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(fēng)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(fā)生，將進而增進全球航空旅客的安全與信心。