民航空管防止跑道侵入技术装备选型探讨

杨美荣

摘要：防跑道侵入技术手段的研究和应用是提升空管系统跑道安全运行水平的一个重要手段，各地民航机场也加快了防止跑道侵入技术装备的规划和建设。为了帮助大家更好地梳理自身需求，合理选择适用的技术装备，本文就民航空管防止跑道侵入技术装备选型进行分析讨论。

关键词：防止跑道侵入;A-SMGCS;需求

一、防止跑道侵入概述

（一）跑道侵入定义

根据ICAO的规定，跑道侵入是指在机场发生的任何航空器、车辆或人员误入指定用于航空器着陆和起飞的地面保护区的情况[1]。

（二）国内外防止跑道侵入技术应用情况

1、美国防止跑道侵入技术应用情况

在空管方面，FAA重点加强了机场场面监视能力的建设，先后推出了下列技术方案：①机场场面监测设备-3型（ASDE-3）/机场活动区安全系统（AMASS）。ASDE-3/AMASS能够跟踪地面移动目标并检测潜在的跑道冲突，同时向管制员提供自动的声音和图像告警。ASDE-3属于一次雷达，工作于KU波段，于20世纪80年代开始陆续在美国各大机场投入使用。AMASS是增强ASDE-3功能的软硬件，通过它为管制员提供自动告警和提示。②机场场面监测设备-X型（ASDE-X）。ASDE-X能够提供更加精准的场面监测技术。一个典型的ASDE-X核心系统包括场面雷达、MLAT、ADS-B、多监视源处理器和塔台管制员人机界面。ASDE-X能够给塔台管制员提供跑道冲突或潜在跑道冲突时的声音和图像告警，并能够提供更为丰富的机场内航空器及车辆信息。目前美国已有40个主要机场建设或使用ASDE-X系统。③机场场面监视能力系统（ASSC）。该系统使用MLAT及ADS-B获取航空器信息，以向塔台管制员提供航空器定位。从美国对各项技术的应用实践来看，ASDE-X由于信号丰富功能全面，除了能够为塔台管制员提供监视和冲突告警等服务，还能够为其他的防跑道侵入技术（如跑道状态灯）提供功能支持，是较为有效的防跑道侵入技术方案，逐步应用在美国各大机场;费用更低的ASSC正在其他中小机场逐步应用。

2、欧洲防止跑道侵入技术应用情况

在空管方面，欧洲关注的重点也是加强场面监视能力建设，同时一直致力于推进高级场面活动引导与控制系统（A-SMGCS）的实施。欧洲各大机场已经安装MLAT系统40余套， ADS-B系统34套。此外，欧洲许多大中型机场已经安装了A-SMGCS系统，实现了场面交通目标的监视和包括跑道侵入告警在内的多项告警，其使用的技术方案如下。

①场面监视雷达（SMR）。场面监视雷达主要用于探测机场场面上的航空器和车辆目标，属于一次雷达，对目标探测无需目标应答，能获取覆盖范围内所有目标位置信息，不能提供目标识别信息。定位精度在7.5m左右，目标数据更新率一般为1Hz。②MLAT系统。MLAT通过在场面布置多个远端接收站，接收机场范围内机载设备A/C模式、S模式应答信号，计算信号到达不同接收站的时间差，实现目标定位，并能够根据接收信号，提取目标识别信息，包括呼号、二次代碼和24bit地址码。通过合理布点MLAT系统的定位精度可达7.5m或更高。③ADS-B系统。ADS-B系统通过接收航空器自动发送的位置信息、识别信息和其他附加信息实现对航空器的监视，航空器的位置信息来自于机载应答机的GPS定位，精度在10m左右，数据更新率一般为1Hz。④A-SMGCS系统。A-SMGCS是由监视、控制、路由规划和引导4大功能组合而成的模块化系统。在ICAO的规划中，将A-SMGCS功能实现从level1至level5划分为5级，其中level1至level4分别对应前述的监视、控制、路由规划及引导功能，level5强调了飞行员/车辆驾驶员对机场场面态势的感知。但是在欧控关于A-SMGCS的规划中，已经摒弃了ICAO关于级别的概念，提出了监视服务、机场安全保障服务、路由规划服务以及引导服务的概念，强调A-SMGCS系统应基于本地实际需求、行业或国家强制标准来选择具体的功能/服务模块，无需按照某一固定模式实施[2]。⑤电子进程单系统。电子进程单系统主要为管制员提供航班信息和指令記录，避免管制员发送错误的指令，并可以为管制员提供跑道占用的告警功能。

3、我国防止跑道侵入技术应用情况

目前我国民航空管用于防止跑道侵入的技术主要包括：SMR，MLAT，ADS-B、A-SMGCS和电子进程单。此外，重庆、上海等机场已建或在建视频监控系统，对部分热点区域进行监视和告警。根据对民航局空管局所辖44个机场所做的调研，从调研结果可以看到，SMR、MLAT及ADS-B等基础技术装备应用比例较低。总体而言机场现有的技术装备远远不能满足对机场场面上航空器和车辆的监视需求，各机场场面监视能力亟待提高。

（二）防止跑道侵入技术装备需求梳理和选型依据

1、防止跑道侵入技术装备需求梳理

各地进行需求梳理时，应联合本地航空导航服务提供商、机场运行及管理部门进行讨论，将模糊的要求逐步细化可实现的需求。在梳理需求时，建议对需求进行分类，一般可以有如下分类：总体需求、监视需求、安全需求、路由规划需求和引导需求。

2、防止跑道侵入技术装备选型依据

防止跑道侵入技术装备选型时，对照需求逐条将满足需求的技术装备一一列出，当所有的需求和技术装备都列好之后，圈出满足需求的技术装备，就能够得到一个初步的选型结果，在有多重技术装备同时满足需求的情况下，可以通过投资成本、未来的扩展性等方面进一步进行筛选，直到最终完成选型。

（三）以需求侧思维强化空管安全管理

结合需求侧思维，民航通导从业人员强化安全管理可以从“架安全之桥、立安全之本、铸安全之基、定安全之责”四个维度持续夯实系统安全。

1、供需双方定期交流机制，架安全之桥

需求侧思维引导通导从业人员把更多的精力投向空管服务输出的最末端，即管制员对空指挥的安全和效率。因此，供给侧应该主动与需求侧建立面对面协调沟通机制，为双方搭建起无缝、畅通的沟通平台，确保供给侧与需求侧能及时精准地沟通问题并解决问题，消除安全隐患，防患于未然，同时，可以针对需求侧提出的新需求，不断完善供给侧输出。还有，从供给侧角度可以挖掘出需求侧想要的需求，比如新技术的加快应用，ADS-B信号接入空管自动化系统可以有效弥补雷达覆盖盲区带来的运行风险;与外区空管局实施AIDC可以高效解决电话移交飞机效率低下的问题;区管中心管制大厅设置技术主任席，可以第一时间解决席位设备故障，减少设备故障的影响，架起空管安全之桥。

2、以需求侧思维的应急，立安全之本

空管系统之前的应急手册，基本上是以部门进行划分并梳理应急流程，通导部门（供给侧）和管制部门（需求侧）之间对接较少。需求侧思维可以助力设备保障部门不断地调整应急的方向，以管制用户席位上使用的设备出发，枚举设备链条上任意节点故障可能造成的影响，不断完善和扩充设备故障时可能对需求侧的影响情景库。理想状态下，所有的设备故障情景均应该在应急情景库中，管制员可以依据设备故障情景库提前培训并掌握处置程序，在真正面对设备故障时，才能够从容应对，守住安全底线。同时，系统地梳理设备全链条的配置，在故障发生时，一般情况下均应当确保有备用设备提供服务（地震等不可抗力除外），而且，供给侧和需求侧要密切配合，双方知晓所有的故障对需求侧的影响和故障后设备可以提供的备用服务情景，并强化复训，确保全员掌握，确立安全之基。

四、结语

本文通过分析国内外相关技术装备应用情况和各自优缺点，同时列举了需求梳理的方式，明确了如何通过需求进行技术装备选型，为我国民航各机场防止跑道侵入技术装备选型提供了一种方法和思路，希望能够在有效提升我国民航跑道安全水平的基础上，精准满足运行要求，确保资金合理高效使用。

参考文献：：

[1]ICAO Doc 9870 AN/463.200.国际民航组织.防止跑道侵入手册[Z].

[2]EUROCONTROL-SPEC-17.欧洲航行安全组织.欧控A-SMGCS服务规范[Z].