近日，记者从中国民航局第二研究所获悉，由他们自主研发的机场跑道异物探测系统成功中标成都天府国际机场项目。未来，该机场将成为通过高度自动化技术监测手段、辅助或代替人工巡查的方式对机场跑道进行异物排查的大型枢纽机场。机场跑道异物探测系统的成功研制并走上产业化道路，标志着我国打破了国外在该领域的技术垄断，是我国民航机场运行安全领域重大装备国产化的又一次突破。
为此，记者专程前往民航二所，在办公楼第15层展厅里见到了这套机场跑道异物探测系统。“球状的是塔架式光学监测系统，黄色的是边灯式光电复合监测系统。”工作人员向记者介绍。
应用高新技术 自动识别异物
所谓机场跑道异物，也就是我们常说的“FOD”（ Foreign Object Debris ），泛指机场跑道上可能损伤航空器的某种外来物质、碎屑或物体，如金属零件、碎石块、道面材料、飞行物品、冰渣、纸屑等。2000年7月25日发生的“协和空难”，就是由于跑道上掉落的金属片扎破了飞机轮胎而引发的。由此可见，机场跑道异物对飞行安全有着无法忽视的威胁，一不留神就可能会造成巨大的直接损失。
为防范机场跑道异物对航班起降的影响，长期以来，我国机场采取定期开展跑道异物人工巡查的工作方式来查找异物。巡查时需要关闭跑道，因此，航班通行能力必然会降低。近年来，随着中国民航客货运输量逐年高速增长，机场跑道异物人工处理方式已不能满足行业安全发展的迫切需求，通过高度自动化技术监测手段、以辅助或替代人工巡检方式、提高机场跑道异物排查效率、缩短跑道占用时间，就成为民航业界关注的热点和焦点问题。
“我们研发的机场跑道异物探测系统，是由光学传感器、雷达传感器、信息处理系统和人机交互终端等设备组成。光学传感器主要负责跑道异物的光学探测和远程视频异物确认，雷达传感器负责跑道异物的毫米波探测，信息处理系统负责传感器探测数据的处理和融合，提取和管理异物信息，人机交互终端负责与操作人员交互完成异物发现、确认、清理、归档、统计及报表等异物处置流程。”民航二所科研开发中心副主任黄忠涛向记者介绍。民航二所自主研发的机场跑道异物探测系统，能自动完成跑道异物的实时监视、异物信息提取和自动取证。记者了解到，这套系统在工作的时候，置于跑道沿线的异物传感器会对全跑道进行光学、雷达扫描，在数据中心对传感器数据进行分析和融合。当辨识出异物目标时，系统对目标自动图像取证并通过控制中心的控制台向管理人员报警。这时候，管理人员就可以在控制台对疑似跑道异物进行远程视频鉴定和确认。一旦有物体被确认为跑道异物，该物件的精确跑道位置、图像、威胁等级等信息就会通过无线网络，发送到清理人员的手持终端上；清理人员可以通过手持终端的引导，迅速到达异物出现的现场，完成取证和异物清理。
勇挑研发重担 打破国际垄断
在2000年协和号惨剧发生后，国外机构开始了对机场跑道防范技术和机场跑道异物探测系统的研究，成功研制出了塔架式光学跑道异物探测系统和边灯式跑道异物光电混合探测系统两类，并已开始推广应用。
中国民航局第二研究所作为国内民航业最大的技术服务和系统产品供应商，在民航局领导的大力支持下，紧跟这一技术趋势，抢抓机遇，勇挑重担，于2011年开始了机场跑道异物探测系统研究。为完成这一重大任务，民航二所打破专业壁垒、迅速选配20余名科研人员组建研发团队，勇敢扛起了机场跑道异物探测系统实现国产化的重担。该研发团队平均年龄仅30岁，大家发扬着“忠诚担当的政治品格、严谨科学的专业精神、团结协作的工作作风、敬业奉献的职业操守”的当代民航精神，经常是一周7天、每天10多小时的工作时间，在团队的不懈努力和坚持下，终于克服了一个个困难，攻下了一个个难关。
科研道路绝非一帆风顺，随着研制工作的不断深入，各种问题也接踵而至。民航二所科研开发中心跑道异物监测项目组组长龙柯宇对记者说：“跑道异物探测系统有着特殊要求，必须在白天、夜晚、雨雪、大雾等各种天气条件下都能正常工作。为了获得跑道异物探测系统在不同天气下的性能参数，设计人员经常在深夜、雨雪天气下坚持工作，获取宝贵的试验数据。有时候，面对突如其来的暴雨，我们会感到异常兴奋，终于逮到了难得的测试机会。”为了能够在某些天气条件下进行尽可能多的测试，曾经就有设计人员连续战斗了48个小时。每一次测试完成后，设计研发人员都会立刻进行数据分析、改进设计，然后反复进行测试。
正是这一次次的坚持，一次次的改进，短短几年时间，民航二所就成功自主研制了跑道异物探测系统，而且达到了国外同类产品的水平。
项目的成功离不开用户单位对自主创新成果的理解、信任和支持。从项目研发、系统试用到最后正式通过招投标成功应用，得到了四川机场集团公司、甘肃机场集团公司、民航飞行学院、军方等有关方面的高度重视、鼎力支持，系统先后在双流机场、兰州机场、达州机场、飞行学院新津分院机场、太平寺机场进行了多年试用，结果显示，该系统性能稳定可靠。最终成功实现了在国内大型枢纽机场的首台套正式应用。
技术毫不逊色 部署更加灵活
目前，国外已部署的满足FAA咨询通告性能要求的四类跑道异物探测系统中，最为典型的有两类系统：一类为塔架式探测系统，另一类为边灯式光电复合探测系统。
民航二所科研团队在跑道异物探测系统的研发过程中发现，上述两类典型系统在系统架构上具有较大的相似性，重点在于部署的传感器技术制式的不同，因此，在完成了多种技术制式传感器和跑道异物信息处理系统的基础研制后，研发团队针对塔架式和边灯式的特点，率先提出了混合制式跑道异物探测系统概念。由此一来，民航二所成为目前业内唯一同时拥有多制式跑道异物探测系统部署能力的系统厂商。
相比国外同类产品，民航二所的混合制式机场跑道异物监测系统有独特的优势，比如在技术上毫不逊色的基础上，工程实施上更加灵活等。记者了解到，混合制式的跑道异物探测系统可以适应各类机场的安装部署条件，机场可以按照分层分区的思路进行系统部署设计考虑，也可以结合自身运行情况选择单一制式的系统部署方案，这样就解决了单一制式跑道异物探测系统对于机场安全保障需求和成本预算之间的矛盾，同时也解决了单一形式的系统可能受机场净空或交叉道口的影响，部署困难或不能全覆盖的问题。此外，民航二所研发的这套跑道异物探测系统，对边灯式跑道异物光电混合探测系统中的传感器进行了优化，使其集成度大幅提高，所有组件集成于地面设备内，降低了施工难度和部署时间，同时后期的维护更加方便，大大提高了系统的可维护性。
龙柯宇说：“当团队在兰州中川机场和四川成都太平寺机场完成了真实环境中机场跑道异物监测系统的技术示范验证后，我们发现，不论采用哪种监测方式的设备，都能够检测出2厘米粒径甚至更小的跑道异物。”
随着系统中标成都天府国际机场跑道异物监测项目，标志着机场跑道异物自动监测技术在我国即将开始广泛应用，将有效提高我国民航机场的跑道外来物防范水平，提高机场的运行安全水平和运行效率提供有力的技术支撑。