最新机场跑道异物(FOD)监测系统.docx

一、 FOD――小异物，大麻烦何谓FODFOD是Foreign Object Debris的缩写，泛指可能损伤航空器或系统的某种外来的物质，常 称为跑道异物FOD 的种类相当多，如飞机和发动机连接件（螺帽、螺钉、垫圈、保险丝等）、机械工具 飞行物品（钉子、私人证件、钢笔、铅笔等）、野生动物、树叶、石头和沙子、道面材料、 木块、塑料或聚乙烯材料、纸制品、运行区的冰碴儿等等FOD 危害非常严重实验和案例都表明，机场道面上的外来物可以很容易被吸入发动机，导致发动机失效碎片 也会堆积在机械装置中，影响起落架、襟翼等设备的正常运行据保守估计，每年全球因 FOD 造成的损失至少在30-40 亿美元，2007年 5 月至 2008 年 5 月，中国民航共发生4500 多起FOD损伤轮胎的事件外来物不仅会造成巨大的直接损失，还会造成航班延误、中断起飞、关闭跑道等间接损失， 间接损失至少为直接损失的 4 倍目前，全球绝大多数的机场的FOD监测仍然是靠人工完成的，这种方法不但可靠性差、效 率低，而且占用了宝贵的跑道使用时间，这又是一笔经济损失二、 FOD引发一场空难，FOD检测系统的研发从此开始2000年7月25日法航协和飞机因FOD失事，造成机上109人，地面4人，共113人遇 难。

事件回放：协和飞机的上一个航班是美国大陆航空公司DC10飞机，该飞机在跑道上掉下 来一块 43cm 金属片，它扎破了随后起飞的协和飞机轮胎，轮胎爆破产生的碎片击中了一个 或多个油箱，飞机左机翼起火并很快坠毁，这个过程不到1 分30秒此次事件的后果造成 协和飞机在2003年10月24日全部退役这场因FOD引发的空难将FOD自动监测系统的研究提上了日程英国 QinetiQ 公司最先研发出【Tarsier （眼镜猴）Foreign Object Debris radardetection system］，眼镜猴系统先在英国及美国德州空军基地使用2006年12月6日，温哥华机 场宣布启用了这套跑道异物雷达侦测系统成为全世界第一个采用FOD检测系统的民航机 场温哥华机场装备后的 3 年里，伦敦希斯洛国际机场、美国甘迺迪机场、阿拉伯联合大 公国杜拜机场、德国法兰克福、法国巴黎机场、多哈国际机场都陆续安装了这套系统三、全球最具代表性的四个FOD监测系统1、Tarsier(眼镜猴)英国Qinetiq公司研究开发的Tarsie门100(T1100)FOD探测系统，工作频率为94.5GHz, 雷达体制为连续波调频(FMCW)。

该系统具有雷达探测距离长、波束窄和分辨率高的特 点，能够对目标位置准确地定位FMCW技术具有探测灵敏度高、成本低和峰值功率低等 特点；其核心技术是切割边沿传感技术”(cutting edge sensor)和实时数字信号处理技术 眼镜猴可对目标进行实时自动探测和识别，能及时、可靠地探测到跑道上最大雷达散射截面 为0.01m2杂物并予以定位Qinetiq公司在Tarsie门100之后还对系统进行了升级，研发了安装有视频监控设备的新系 统新系统于2007年1 月在温哥华使用，在温哥华机场安装了4部雷达，可以探测南北跑 道；2008年新系统在英国希斯罗南跑道使用，使用效果良好，两部雷达可以全天候扫描3658 米长的跑道视频设备的安装使监控人员可以通过观察判断探测结果是否属实，大大提高了 探测准确率2、 FODetectFODetect系统由以色列的Xsight公司开发，系统由77GHz毫米波雷达和摄像设备所组成, 多个道面监测单元（SDU）分别安装在不同位置的跑道边灯上，每个SDU都对跑道中线附 近的区域进行扫描，发现FOD后，可以立即向机场管理人员发出报警信息，告知FOD的 准确位置以及发现时间。

而后，设备会拉近镜头，提供FOD的视频图像，发现FOD之后, 传感器会锁定FOD的位置，以帮助机场管理人员将FOD取走，在夜间，还可使用激光指 示器协助将 FOD 取走FODetect的设计在一定程度上减少了投资（相对与Tarsier系统而言），此系统可在30秒 内完成对整条跑道的扫描，采用视频识别系统可以在毫米波雷达探测到FOD后，对探测结 果进行视频确认，从而使虚警率大大降低3、iFerreriFerret 智能视频探测系统，通过在跑道上每隔一定间距装置先进的高分辨率功能的摄像机 自动探测和辨认跑道上的障碍物，复杂的图像处理软件可以针对变化的照明和路面条件作出 适当的调整发现FOD后，系统能够放大物体的图像，给用户提供碎片的实时图像，让用 户看到发现的物品iFerret系统能够提供精确的位置、报警的时间、FOD的图像和系统发现后的持续报警记录 该系统的精度能够达到探测大小为1cm的物体iFerret现应用于新加坡的樟宜国际机场，并在Chicago的奥黑尔国际机场由FAA技术人员 对系统进行测试在对跑道杂物探测中，发现摄像机和视频系统受亮度和天气的影响，在能 见度低的情况下具有很多局限性，性能受到黑夜和阴雨天气环境的影响和制约。

4、FOD Finderd,FOD Finder系统是由美国Trex Enterprises公司开发的一套移动监控系统，可以安装在车 辆的车顶系统由监控系统与后台软件处理系统组成，监控系统使用的是78-81GHZ毫米波雷达、高 精度的GPS定位系统和摄像系统，雷达扫描速度为30次/分钟，探测半径为200米，装在 车顶的一个雷达罩中；摄像系统也装于车顶，用于跟踪所发现的FOD； GPS定位装置用于 锁定探测区域和标示FOD的地理位置，除此之外，此高精度的GPS定位装置还可以应用 差分技术校准场内的其它GPS设备这套系统的独特之处在于它是可移动的，探测时车辆的最大行驶速度可以达到64Km/小时， 其不仅可以侦测跑道上的FOD，还可以侦测滑行道、停机坪等区域的FOD车辆向前移动 时，系统扫描车辆前部的区域，并向机场控制人员提供雷达和视频信号车辆上装有软件处理系统（AirBoss处理系统），由触摸式电脑、照相机、条码机组成，机 场控制人员可以根据系统指示方位拾取FOD一旦FOD被取出，装于车内的相机会给碎片 照相备案，机场控制人员还会给FOD贴上条形码以作记录，同时记录信息将通过互联网存 储在系统数据库中。

四、FAA关于FOD监测系统的咨询通告FederalAdttiirijSlriatiJdi <'U.S. OeT^nimil *' cf TmikqMia-Uilhin -Subject: Airport ForeigtiCbject Debus (FOD) Pate： 05^30/238?- 】$0(5衣U■跚* ・Dff^cdpn Eqvipmtnt*'' InJtpkJ by： AAS-iOG *■ Change;|Advisory CircularFAA The Federal Aviation Admi nistratio n,即美国联邦航空局FAA于2007年初开始启动机场FOD探测系统的评估工作，将第三节提及的四个FOD监 测系统作为被评估产品，在美国选取了几个机场，开始做测试工作严格的测试工作历时两年多,2009年9月30日我们终于等来了 FAA正式发布的关于FOD应用的AC No: 150/5220-24，即150/5220-24号咨询通告该咨询通告第一次对FOD监 测系统的规范提供了依据下面是咨询通告的一些节选：U»l> 前 nilltySystemOrf rrtinii l*]inrLi)-lcsHiiiruiii V151MIt'unchin JLi ilii] cliilc f