跑道侵入预警系统方案设计*
俞豪庭 张 健 张璐阳 刘寒逸
【摘 要】在我国民航高速发展的大背景下，预防跑道侵入成为机场安全运行的重点工作内容。本文面向跑道侵入这一困扰国际民航界的机场运行安全课题展开研究，提出一套能适合国内机场实际情况的跑道侵入预警系统设计方案。方案具有一定的参考性与创见性，设计思路对提升跑道运行安全将起到积极的促进作用。
【期刊名称】中国民航飞行学院学报 【年(卷),期】2018(029)004 【总页数】3
【关键词】关 键 词：跑道侵入 自动预警 设计方案
1 引言
跑道安全是对航空器在跑道或与跑道紧密相连的区域（例如：快速滑行道出口、跑道安全缓冲带、跑道 ILS 临界区和敏感区）运行过程中发生碰撞或冲偏出跑道等风险的管理。跑道安全事件可以分为冲偏出跑道、跑道混淆和跑道侵入三类不安全事件。2008 年，中国民航局制定下发了《中国民用航空跑道安全规划》，对全民航的跑道安全工作进行了总体部署，明确了工作任务和目标。本文面向跑道侵入这一困扰国际民航界的机场运行安全课题展开研究，提出跑道侵入预警系统的设计方案，希望对促进我国民航跑道运行安全与效率提供思路和支持。
机场运行是航空运行中重要的组成部分，航路上突发的特情最终也要交由机场管制进行处置，故机场高效安全的运行是民航加速流量、保障运行安全的基础。
《中国民用航空发展第十三个五年规划》中对机场建设提出了如下发展目标：运输机场的数量达到260个左右，通用机场达500个以上。与此同时，民航的高速发展为安全保障工作提出了更高的要求，机场安全、尤其是跑道安全便成为了重中之重。而跑道侵入是一类较为常见且危险程度很高的不安全事件，近几年来在国内也屡次发生。本文在学习美国联邦航空局跑道状态灯系统（以下称RWSL）的基础上，提出一套能更好地满足国内机场当前情况的跑道侵入预警系统方案设计（以下称系统），力求在工程量较小、避免安装跑道道面设施的前提下，对国内现运行机场进行改造建设，提供与RWSL效果相类似的预警服务[1,2]。
2 系统组成介绍
系统首先定义了两个参数用以判断当前跑道所处的安全状态：跑道安全数值（以下称RSV）可以判断任一时刻跑道保护区内对航空器起降有影响的活动总数；疑似起飞数值（以下称PNT）可以判断任一时刻由跑道入口进入跑道的活动总数。系统设计的所有预警反馈与告警反馈都来自于当有起飞或进近的航空器存在时对RSV与PNT的实时判断，对于RSV与PNT本身，它们的数据源来自于系统硬件部分的各组传感器与探测器。
系统硬件由7个子系统共同组成，大体分布位置如图1所示，各子系统功能及原理见表1。
3 设计方案介绍
针对航空器在不安全跑道上起飞、航空器起飞时发生跑道侵入、航空器在不安全跑道上进近时、航空器进近时发生跑道侵入等四种情况，分别描述如下。 3.1 航空器在不安全跑道上起飞
当跑道保护区内有车辆等其他活动时，若有航空器穿过L1传感器组进入跑道，则当前跑道不适用于起飞，如图2所示。
此时系统的RSV值大于1，即表明跑道保护区内除待起飞航空器以外有其他活动存在，则系统F灯会出现红色闪烁，提示飞行员不可在当前跑道上执行起飞滑跑；当所有其他活动沿滑行道脱离跑道后，系统的RSV值恢复为1，系统F灯熄灭，表示跑道净空。 3.2 航空器起飞时发生跑道侵入
当有航空器按照顺序通过R1、R2两个传感器，且有活动通过某一道口的A传感器组时，如图3所示。
航空器按照顺序通过R1、R2两个传感器，依据到达时间差可以得出航空器的速度，当此速度超过30 kn时，系统进入起飞警戒状态，向外的系统灯S亮起；此时若有某一道口发生了跑道侵入（即有活动通过了A传感器组），则该道口向外的系统灯S熄灭，向内的系统灯S出现红色闪烁，提示正在起飞航空器的飞行员该道口发生了侵入。 3.3 航空器在不安全跑道上进近
当跑道保护区内有车辆等其他活动时，若自动探测装置探测到有进近航空器距离跑道入口4 km，则当前跑道不适用于落地，如图4所示。
自动探测装置探测到进近航空器时，系统的RSV值大于1，即表明跑道保护区内有其他活动存在，则PAPI灯会出现全红色闪烁，提示飞行员不可在当前跑道上落地，应立即执行复飞。 3.4 航空器进近时发生跑道侵入
当自动探测装置探测到进近航空器，且有活动通过某一道口的A传感器组时，
跑道侵入预警系统方案设计
