机场跑道异物检测(FOD)毫米波解决方案解析

浅谈机场跑道异物探测(FOD)系统

浅谈机场跑道异物探测（FOD）系统李　婕上海民航新时代机场设计研究院有限公司，上海 200335摘要：随着我国经济增长，民用航空业的迅猛发展，千万级机场内高峰小时起降量逐年增加。

在飞机起飞和降落时不能有任何人或异物影响飞机的正常起飞和降落，同时，随着现代化信息技术的发展，基于雷达捕捉、视频分析等技术的逐步成熟，通过部署和应用自动化的机场跑道FOD探测设备来提高机场探测工作的质量与效率，已经成为民航行业发展的必然趋势。

关键词：机场跑道；异物；探测（FOD）系统中图分类号：TN911.71 FOD概述FOD（Foreign Object Debris）是指不属于跑道、滑行道、机坪或飞行区其他区域的外来物，FOD包括飞机遗落的零部件、现场工作人员遗落的工具、行李配件、道面破碎产生的石块、施工的碎片杂物、餐饮物品、鸟兽、天气情况产生的冰雪等［1］。

FOD容易被吸入发动机或机械装置内，导致发动机失效，影响起落架及机翼等设备的正常运行，不仅会损坏飞机，严重时可能导致机毁人亡。

除了直接经济损失外，因FOD导致的航班延误或取消而产生的间接经济损失不可估量。

因此，应该利用雷达、光电技术和计算机目标识别技术，部署和应用自动化的机场跑道FOD探测设备来提高机场跑道道面探测工作的质量与效率，保障道面安全。

2 国内机场现状2.1 巡检模式目前，国内大多数机场跑道巡检工作依然采用人工巡检方式，尚无主动、及时、有效发现并清除FOD的技术手段，在巡检时需关闭跑道。

因人工巡检次数及巡查时间有限，导致巡检效率低，安全可靠性也无法保障，特别是航班繁忙时段，极端高峰小时达到每隔120 s就有一架飞机起降，这无疑对高峰时段的跑道检查带来了困难。

如何保障在每架飞机起降间隔内完成整条跑道检查，保证飞机飞行安全，显得尤为重要［2］。

2.2 道面情况随着道面使用时间的推移，跑道在使用过程中经常会因为各种原因产生角裂、裂缝、碎板、错台、补丁等常见水泥混凝土道面病害，需要实时防止这些病害产生的FOD，对飞行安全产生影响。

机场跑道FOD探测方法研究

机场跑道FOD探测方法研究机场跑道的外来物碎片（FOD：Foreign Object Debris）给机场安全运营带来了安全隐患，本文通过相关文献及论坛进行综合了解及比对之后论述了机场跑道FOD检测领域的应用现状，并结合现有技术装备条件提出了一种具有可行性的探测系统框架。

标签：毫米波雷达；机场；FOD一、可实现的探测技术通过相关文献的阅读及资料整理，现将目前FOD探测方面可实现的技术按设备类型分类总结如下：①静态雷达它可以探测到0.6 nmile（l nmile= 1852m）范围内高1.2 in（lin=2.54cm）、直径1.5 in的圆柱状金属物体。

一般情况下，每条跑道需要2至3个传感仪，传感仪距离跑道中心线最少165 ft（lft=0.3048m）。

②静态光电传感仪它可以探测到最大距离为985ft范围内的0.8 ft的物体，每条跑道需5至8个传感仪，传感仪距离跑道中心线最少490ft。

③移动式雷达它安装在车辆顶部，系统扫描范围为车辆前方的600 ft×600 ft（183mx183 m）区域。

系统可以探测到高1.2in，直径1.5 in的物体，系统运行速度范围为不大于每小时30 mile（l mile=1609.344 m），该系统通常作为目视巡检的补充。

④混合型传感仪它是一种光电和雷达波混合感应系统，它可以安装在跑道和滑行道边灯或者其他结构上。

在使用现有电源和数据，减少安装成本的同时，这些地表探测组件SDU的位置，可以满足在恶劣天气条件下探测细小FOD的苛刻要求。

每一个SDU （地表探测组件）对跑道的某一部分扫描并且分析所获数据来确定跑道道面的变化和是否有FOD。

当SDU发现有遗留物时，系统操作人员可接收到一个包括FOD 确切位置和大小的听觉和视觉警告。

二、提出新的探测思路基于上述FOD探测技术水平现状，结合现阶段可以达到的技术要求，现提出一种相对较为新型的FOD探测思路供业界人士做进一步研究做参考。

智能机场跑道异物检测与识别系统

智能机场跑道异物检测与识别系统预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制Runway safety智能机场跑道异物(foreign objects damage FOD debdris)检测(detection)与识别系统The surface of pavements (runways and adjacent areas) shall be kept clear of loose stones or other objects that might cause damage to aircraft structures or engines, or impair the operations of aircraft systems. In this connection, a comprehensive runway inspection and sweeping programme should be incorporated into the standard operation procedures of aerodrome operators.智能机场跑道异物检测系统使用摄像机采集跑道图像，由于跑道的范围很广，系统要采用可控云台控制摄像机转动，使每个摄像机都可以监控较长的跑道区域。

由于单个摄像机无法完成对整个跑道的全范围监控，因此系统使用摄像机组，系统在跑道边每间隔一段距离架射一套摄像装置，形成摄像机阵列，实现对整个跑道的全范围监控。

按民用机场与军用机场跑道的长度不同，常规情况，跑道长度为2.8-3.6公里、宽度为40-80米不等，按成像比例将跑道分割为8-12个检测区域，进行PTZ 检测，可设计按300米长度分段检测，通过激光夜视仪(Laser Night Vision)和热成像仪实时巡航检测，经对所检测跑道面异物形态与轮廓分析比对处理，联动报警提示，通过本系统显示异物的精确位置，同时可将检测到的异物进行图像放大观察，同时通知跑道巡检人员异物所在位置与路径进行快速处理。

浅谈机场跑道异物检测技术的研究与实现

浅谈机场跑道异物检测技术的研究与实现作者：吕秋宁来源：《中国科技纵横》2018年第06期摘要：机场跑道上存在的异物对飞机安全有一定威胁，为了解决这一问题，应加强对机场跑道异物检测技术的研究。

本文主要围绕机场跑道异物检测技术分析、组合式毫米波探测系统关键技术、组合式毫米波探测系统构成、距离高分辨原理四个方面展开讨论，详细分析了机场跑道异物检测技术及其原理，可针对小目标进行检测，在飞机安全方面有重要作用。

关键词：机场跑道；异物检测；组合式毫米波检测技术中图分类号：TN911.7 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）06-0237-02机场跑道异物是指不属于跑道正常工作区域内，但又由于各种原因出现在跑道上的小物体，包括沙粒、螺丝钉等小目标。

这些异物在飞行区，可能造成飞机延误或者中途断飞等情况，严重的将威胁人身安全。

因此，需要及时清理机场跑道上异物，在相关检测技术的帮助下，能保证对异物进行有效处理。

尤其是在科学技术快速发展的背景下，异物检测技术得到了一定程度发展，在机场跑道异物检测上有重要作用。

1 机场跑道异物检测技术分析机场跑道上大部分异物尺寸较小，人工检测已经不能满足飞机安全运行需求，近年来，各民用及军用航空机场将机场跑道异物检测作为主要工作内容，并加强了对检测技术不断改进的重视。

为了实现对机场跑道上小物体进行自动检测，国外主要采用了光学检测方法以及电磁波检测技术。

英国研制出的外来异物检测系统为了保证较高的分辨率，选取作业在94GHz毫米波上。

这一检测系统主要运用了线性调频连续体制，以便实现对机场跑道的小物体检测。

而在提高分辨率上，检测系统主要运用了一定频率的扫频宽带，同时利用天线来提高系统的定位能力。

光学检测技术包括摄像机、红外热像仪以及数码相机等高清晰的视频监视设备，这些设备在机场跑道异物检测上取得了广泛应用，但是由于摄像机和数码机等容易受到天气的影响，使得地面异物的颜色分辨难度有所增加，分辨率不够精准。

机场跑道异物(FOD)探测试验系统建议方案

机场跑道异物(FOD)探测试验系统建议方案.docFOD探测系统的设计原则包括先进性、适用性、开放性、可靠性和可用性。

系统由FOD探测子系统、网络通信子系统、物理链路子系统和现场供电子系统组成。

系统运行流程包括扫描跑道、报警提示、操作员核实、派发任务、现场人员处理和归档报警信息。

监控中心负责判别是否需要进一步处理，现场人员负责清理异物并上传归档相关信息。

系统软件和硬件采用开放系统规范和多种国际标准协议，具有高度的可靠性和优良的性能，在-40℃~60℃的环境下正常工作。

系统的目的是提高工作效率、减少人为差错和降低运行成本。

系统要求在规定的时间内运行，且不会影响其性能。

同时，系统具有高度的安全性和保密性，采用分级保护、数据存储权限和网络安全隔离等手段，以防止非法侵入。

系统还应具有扩充性，方便进行升级、换代和功能扩充，保护用户的投资。

此外，系统的维护管理和操作界面都应该方便易用，且经济性高。

FOD探测子系统旨在建立一个软硬件结合的集成系统，采用分布式光电传感器探测，覆盖整个机场跑道，全天24小时不间断运作，提供自动化跑道异物检测手段。

系统能够实时检测告警并将信息发送给工作人员和清理回收人员，为机场安全生产和运营管理提供保障。

系统的点位部署在试验地段的J1滑行道，共计6台边灯式探测设备，间距30米部署。

FOD 探测子系统由现场设备、数据中心设备、监控中心设备和管理软件构成，具备全天候运作的总体功能。

The system XXX object debris (FOD) on airport runways in real-time XXX。

n。

removal。

and archiving。

which XXX.The system complies with relevant nal and industry standards and ns。

including the XXX China (CAAC) in July 2016.FAA advisory circulars。

机场跑道FOD监测系统技术方案

Raida-Air机场跑道异物（FOD）监测系统技术方案一、背景FOD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、运行区的冰碴等等。

FOD的危害非常严重，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到发动机，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。

FOD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。

二、国内外研究现况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。

法国空难事故调查局认定，该次空难是由机场跑道上一块43厘米长的金属薄片割破飞机左侧主起落架的右前轮，致使该轮胎爆裂，轮胎爆裂产生的碎片击中了一个或多个油箱，使得飞机左机翼起火并坠毁。

后经鉴定，此金属碎片为上一个航班——美国大陆航空公司所属的一架DC10飞机上掉下来的。

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。

目前世界上较为典型的FOD检测系统有4个，它们分别是英国开发的Tarsier系统、以色列开发的FODetect系统、新加坡开发的iFerret系统和美国开发的FODFinder系统。

（具体参见附录A）对上述系统的FOD探测技术列表总结如下：综合来看，现有的FOD探测系统主要采用雷达探测技术与视频图像识别技术，在上述的4个系统中，Tarsier 系统、FODetect 系统、FODFinder 系统采用毫米波雷达探测为主、视频图像识别技术为辅的手段来探测FOD；iFerret系统只采用视频图像识别技术进行FOD的探测。

96GHz毫米波雷达检测飞机跑道障碍物解决方案详解

96GHz毫米波雷达检测飞机跑道障碍物解决方案详解飞机跑道上的碎片、障碍物严重影响飞机的起飞与着陆操作，给广大用户带来严重的生命与财产威胁。

这不是危言耸听，例如世界上第一个也是唯一一款超音速飞机因2000年7月份的事故不再服役，事故的原因就是飞机跑道上的碎片划破了飞机轮胎产生的单片又戳破了飞机的油箱，引发火灾，最后导致飞机撞向巴黎郊区的一个小旅馆。

自从那以后飞机跑道上的碎片检测成为了各大机场着重关心的任务，同时各国的研究机构也开始根据实际情况展开研究，提出了不同的解决方案。

(图1：ENRI推出的毫米波障碍物检测系统应用示意图)日本的电子导航研究所（ENRI）是国家级的研究机构，主要负责开发航空监测和通信、空中交通安全以及空中交通路线的高效实用等民用技术。

不久前ENRI 研究机构推出了96GHz毫米波雷达检测障碍物的解决方案。

这个解决方案的原型系统包括波形束扫描天线、毫米波发射与接收电路、信号生成与处理电路、同步与控制电路。

研究的核心部分主要是96GHz毫米波前端电路、接收信号处理电路和同步电路。

当然最大的挑战是该系统要能够检测到飞机跑道上不足厘米级别的障碍物。

该解决方案的原型系统是基于NI PXIe系列硬件平台以及FlexRIO FPGA专用计算处理平台设计开发的。

该系统需要完成每秒钟10000次的8192-point FFT计算，工程师使用NI LabVIEW FPGA软件开发环境将算法下载到NI PXIe-7975 FlexRIO FPGA模块中，该模块是基于Xilinx Kintex-7 410T FPGA。

同时借助NI LabVIEW系统开发环境以及可视化的编程语言大大加快了原型系统的开发进度。

图2 ENRI推出的毫米波障碍物检测系统组成框图该系统在实际的机场环境通过了实地测试，检测效果非常成功，目前研发团队正在开发基于NI sbRIO- Zynq硬件平台的直升机防撞系统。

最后该工程获得了NI工程影响力评选航空航天和国防项目组的第一名。

机场跑道异物(FOD)探测试验系统建议方案.doc

机场跑道异物（FOD）探测试验系统建议方案1、系统总体说明1.1、系统总体组成机场跑道外来物探测试验系统（后简称“FOD探测系统”或“本系统”）由FOD探测子系统、网络通信子系统、物理链路子系统、现场供电子系统等共同组成。

系统总体结构图如下：1.2、系统运行模式1、系统运行流程1）系统扫描跑道，发现异物后会以声音和屏幕报警提示操作员进行FOD处理流程操作。

2）操作员操作软件，对报警信息进行核实，如果能判断不是FOD，即可归档。

如果确认是FOD或者不能明确辨识，则需将此任务派发至现场人员处理3）现场人员通过FOD移动操作控制终端收到系统发送过来的FOD信息，根据紧急情况，决定是否申请进入跑道处理。

4）现场人员进入跑道，根据FOD移动操作控制终端的提示，到达报警处，判别是否是FOD，并填写FOD信息记录，拍照上传至后台系统。

5）操作员根据现场人员反馈回来的信息，对此报警信息进行分类并归档。

2、监控中心职能根据FOD探测系统提供的FOD报警信息，进行相应的软件操作，判别是否需要进一步处理。

3、现场人员职能根据监控中心操作人员确认后下发的FOD报警信息，申请进入跑道清理异物，并填写相关信息上传归档。

2、总体解决方案2.1、设计原则2.1.1、先进性FOD系统采用先进的概念、技术、方法、设备，既成熟可靠，又符合目前技术发展潮流。

系统整体技术性能达到目前国内外机场跑道FOD系统建设的先进水平，并在一定时期内保持其先进性。

2.1.2、适用性FOD探测系统的功能应完全立足于机场的安防管理，充分满足当前和未来五年内机场用户的需求，保证系统信息处理和传递的安全、可靠、及时、准确、完整，提高工作效率，减少人为差错，降低运行成本。

2.1.3、开放性系统软件和硬件的选取遵循开放系统规范，支持多种国际标准协议，包括采用具有开放的操作系统、数据库、应用程序、开发工具、接口协议等。

系统采用先进的技术、方法和设备，为第三方应用提供开放的标准接口。

机场跑道异物检测系统设计与研究

ｓｆｔ．ｆｃｉｅＦｅｅｔｎａｄｓｒｅｌｃｙｔｍｒｒｎｙｉａｍｐｒａｔａｔｏｉｏｅｕｔｙｔｍ．ａｅｙＡｎｅｆｔＯＤｄｔｃｉｎｕｖｉａｅｓｓｅｆｗａｓｎｉｏｔｎｒｆａｒｒｓｃｒｙｓｓｅｅｖｏｌｎｏｕｐｐｔｉＢｓｄｏｈｅｆｒｎｅｒｑｉｍｅｔｆＦｅｅｔｎａｄｓｒｅｌｃｙｔｍｎｔｅａｉｎｅｐｒｎｅ，ａｅｎｔｅｐｒｏｍａｃｅｕｒｅｎｓｏＯＤｄｔｃｉｎｕｉａｅｓｓｏｖｌｎｅａｄｏｈｒｎｔｓｘｅｉｃｓｏｅｔｒｕｈｔｅｄｔｉａａｙｉｆｍｉｉｔｒｗｖａａｙｔｍ，ｐｉａｙｔｍｄｔｅｒｄｔｎｅａｔｎ，ｅＯＤｄ－ｈｏｇｈｅａｌｎｌｓｓｏｌｍｅｅ－ａｅｒｄｒｓｓｌｅｏｔｌｓｓｅａｈｉａａｉｔｒｃｉａｎｗＦｅｃｎｏｔｃｉｎａｄｓｒｅｌｎｅｓｓｅｉｐｅｅｔｄＴｅｉｔｒｃｆｓｆｒｅｉｒｍｏｅ．ｈｙｔｍ，ｈｃａｌｓｉｄｅｔｎｕｉａｃｙｔｍｓｒｓｎｅ．ｈｅａｅｏｏｔｏｖｌｎｆｗａｓｐｏｔｄＴｅｓｓｅｗｉｈｃｎｃａｓｆａｙｎ
Ａｓｒｃ：ｕｃｎｒｃｅｄｔｔｎａｄａａｏｅｎＯｊｃＤｂｓ（Ｏ）ｒｓｉｃｎｉｕｓｏｒｌｅＳｂｔｔＱｉａｄｐｅｉｅｅｉｎｌｒｔＦｒｉｂｔｅｒＦＤａｅｉｆａｔｓｅｒｉａａｋｓｃｏｍｏｇｅｉｇｉｓｆａｐｎｎ

机场跑道异物检测系统设计与算法研究

机场跑道异物检测系统设计与算法研究发布时间：2021-12-22T05:59:41.928Z 来源：《防护工程》2021年24期作者：王涛[导读] 科技在迅猛发展，社会在不断进步，跑道异物的快速定位和检测已经成为飞机飞行安全的重要保障。

本文介绍了跑道安全监测系统的基本类型与监测原理，深入分析了跑道安全监测系统中主要的技术难点，其中包括雷达技术、图像识别技术和性能验证与评估技术，并对国内外跑道安全监测技术的研究现状及进展做了详细的综述。

文中还对几种典型的跑道安全监测系统进行了介绍，对比分析了各个系统的优缺点。

最后，对跑道安全监测技术的现状进行了总结并对未来的研究进行了展望。

王涛身份证号码：23010519820104xxxx广州白云国际机场建设发展有限公司广东广州 510000摘要：科技在迅猛发展，社会在不断进步，跑道异物的快速定位和检测已经成为飞机飞行安全的重要保障。

本文介绍了跑道安全监测系统的基本类型与监测原理，深入分析了跑道安全监测系统中主要的技术难点，其中包括雷达技术、图像识别技术和性能验证与评估技术，并对国内外跑道安全监测技术的研究现状及进展做了详细的综述。

文中还对几种典型的跑道安全监测系统进行了介绍，对比分析了各个系统的优缺点。

最后，对跑道安全监测技术的现状进行了总结并对未来的研究进行了展望。

关键词：跑道；监测；跑道异物；雷达；图形图像处理引言FOD指的是任何不属于机场但出现在机场运作区域并可能对机场造成损失或者飞机造成损害的外来物品。

典型的FOD目标有:混凝土沥青碎块、金属器件、橡胶碎片、塑料制品、动植物。

目前，国内机场跑道监察工作主要靠道面巡查人员每天四次步行检查完成，在道面巡查时将关闭跑道，这使得航班通行能力大大降低。

随着实时视频监控技术和计算机视觉目标识别技术日益成熟，开发自动化的机场跑道异物检测系统已经成为可能。

为了快速检测并清除机场跑道异物，文中提出了一种全天时、全天候、全自动、高检测率的机场跑道异物检测系统。

科技成果——机场道面外来物(FOD)探测系统

科技成果——机场道面外来物（FOD）探测系统
技术开发单位中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所
技术概述机场道面外来物（以下统称“FOD”）主要指的是可能损伤航空器的某种外来的物质、碎屑或物体，如金属零件、防水塑料布、碎石块、纸屑、树叶、动物飞禽的尸体等。

FOD极易被发动机吸入造成发动机损伤，为此需要付出极高的代价进行修复，严重时导致机毁人亡的空难事故，并造成运力下降，带来的极大经济损失。

航空工业雷达所的FOD探测系统采用混合式探测，即雷达探测及光电探测相结合的方式，实现全天时、全天候对FOD的快速高效探测。

首先通过毫米波雷达实现对FOD的首次检测和报警，再通过光电探测设备二次探测并提供清晰的异物光学图像，为操作人员确认提供准确的FOD目标和位置信息，可大幅缩短FOD清理时间，提升飞机起降速率，保障飞机起降安全。

主要技术指标
安装方式：固定/移动
工作模式：工作/自检
最小可探测FOD：直径2cm×高2cm圆柱体
检测率：100%
虚警率：<1次/天
单部雷达覆盖跑道长度：200m-500m
报警时间：15s-60s
目标位置精度：<3m
工作时间：24小时连续工作
道面设施：无影响
功耗：雷达<400W；光学<200W
重量：雷达<40kg；光学＜45kg
接口：以太网
工作温度：-35到55℃
储存温度：-50到60℃
防护等级：IP66
先进程度国际先进
技术状态试生产、应用开发阶段
适用范围军用机场、民用机场
合作方式技术转让、许可使用、合作开发、技术服务预期效益1500万。

机场跑道异物检测(FOD)毫米波解决方案解析

机场跑道异物检测（FOD）毫米波解决方案解析事件回放：2000年7月25日法航协和飞机被跑道上的异物扎破轮胎，轮胎爆炸击中油箱导致飞机起火失事，最终造成机上109人，地面4人，共113人死亡的惨剧。

从此FOD被引起广泛的重视。

图1：法国协和飞机空难事件美国联邦航空局（FAA）关于雷达（毫米波雷达）检测的要求如下： - 要求雷达能够检测高度3cm、直径3.8cm的异物； - 探测距离大于1km； - 雷达放置距跑道中心线50m以上。

上海馥莱电子是一家专业的射频、微波和毫米波产品供应商，携手瑞典知名芯片设计公司Gotmic，提供W波段机场异物检测FOD（ForeignerObjects Debris）雷达毫米波前端解决方案。

该方案输出频率92-96GHz，发射端通过控制11.5-12GHz VCO实现线性调频，经过输出频率86-106GHz的8倍频器gXOB0017，产生W波段信号；末级接功率放大器gAPZ0045，最大输出功率200mW。

接收前端有一个低噪声放大器gANZ0017，噪声系数NF=5dB；混频器可采用基波混频器gMBR0011，也可采用IQ混频器（镜像抑制混频器）gMQR0011或gMDR0013。

图2：W波段FOD方案92-96GHz Gotmic芯片优势： - 专注于40-170GHz芯片设计； - 拥有自己的建模团队，PDK模型比代工厂更准确； - 可大批供货，供货周期短，无许可证限制； - 更高性能、更低价格。

1.八倍频器gXOB0017：输入频率：10.7-13.3GHz，输出频率：86-106GHz，输出功率：+12dBm. 图3：gXOB0017倍频器框图和输出功率 2.功率放大器gAPZ0045 频率：92-96GHz，线性增益：18dB，饱和输出：+23dBm，更高功率预计2018年Q1推出。

图4：gAPZ0045功率放大器 3.低噪声放大器gANZ0017 频率：75-110GHz，噪声系数NF：5dB，增益：17dB。

从“FOD”看机场运营安全改进提升方向

１什么是ＦＯＤ？
FOD 通常有两种英文全称表述，即 Foreign Object Debris 或 Foreign Object Damage，前者意为“机场外来物碎片”，后者意思是“机场外来物损害”。在中国民航局颁布的《FOD 防范手册》中将 FOD 定义为“机场外来物”。本文采取前一种通用说法“Foreign Object Debris” 来指“FOD”，即飞行区内可能会损伤航空器、设备或威胁机场工作人员和乘客生命安全的外来物体。１．１外部ＦＯＤ类型
近年来需要注意的是，在非洲、南美等地偏远地区的机场，经成发生野生动物误入跑道、机坪，轻则造成航空器无法飞行而延误，重则发生相撞的意外。２．３其他外来物的威胁
2015 年 12 月 11 日，一架广州飞往昆明的航班落地时发生爆胎，被拖回机坪。调查发现是由于跑道中线灯脱落，飞机压过时轮胎爆胎，跑道也轻微受损。
以以色列 FODetect 为代表的是一种新型的、具有更高效率的全天候 FOD 监测系统。采用集成雷达光电传感器，可与跑道边灯合装，不占用额外空间。当自动监测到 FOD 后发出报警，以视频图像辅助搜索，降低误报率。夜间还可发出激光指示人员锁定 FOD 位置，但该设备维护成本也较高。３．１．４ＦＯＤ信息数据库
根据我国《机场外来物管理规定》 FOD 探测技术规定，“机场管理机构宜采用固定探测设备、移动探测设备或两种方式的组合，提高机场管理工作水平”。目前主流的 FOD 自动探测技术主要有雷达监测、光学视频监测与雷达光电混合型监测方法，结合车载型移动设备可以较好地实现监测跑道、机坪等主要区域的 FOD。３．１．１雷达监测

机场道面外来物防治概述

机场道面外来物防治概述张宝鹏|河南机场集团飞行区管理部摘要：近年来，鸟击、外来物击伤已成为民航不安全事件占比前两位的事件类型。

然而外来物的防范目前还主要依赖于传统地人工巡视检查、人工捡拾、魔毯清扫、机械清扫等。

特别是跑道核心区域，在运行期间的FOD防治工作，主要依赖于例行巡道[1]。

随着运行压力的日益增大，正常巡道计划有时无法按期开展，除正常查道时间外，其他时间段外来物状况未知，致使风险增加。

加之人工巡道受人为因素影响，外来物巡查的准确度可能存在不足。

针对此现状，本文从FOD防治新技术应用、跑滑系统巡道新方式、新方法以及辅助巡道员发现FOD三个方面展开论述，以便为机场FOD防治提供指导。

关键词：机场道面；外来物防治1 FOD防治新技术应用情况目前国际民航常用的道面异物雷达探测系统主要包括英国Taisier系统、以色列FODetect系统、美国FOD Finder系统以及新加坡iFerret系统，按安装方式分为自立塔式、与跑道边灯同址式以及车载式，具体信息如表１所示：近几年随着我国民航业的发展，国内有关科研机构、大型机场开始研发或应用FOD雷达探测系统。

截至目前也只有少数机场正式安装了FOD雷达探测系统，例如杭州机场、首都机场、大兴机场等。

考虑到机场净空以及电磁环境的影响，安装方式几乎都是与跑道边灯同址式。

并且考虑到实际应用效果以及成本等问题，大部分机场还处于观望或系统安装的预可研阶段。

以首都机场为例，首都机场安装的是以色列FODetect系统。

该系统主要是通过毫米波雷达+视频监控的方式，实现包括FODetect道面外来物探测及报警、BirdWize道面鸟击防范、ViewWize视频监控与记录和设备故障报警提示等功能。

可在60秒内完成一次全道面扫描。

检测单元覆盖范围为85米，最小可探测视觉投影面积为2.5cm×2.5cm，定位精度为1米，探测成功率可达95%。

首都机场FODetect系统运行处置过程主要分为：扫描探测、警报、调查分类、FOD移除、事件归属分析、文件归档六个阶段。

机场跑道异物检测改进型表决算法

机场跑道异物检测改进型表决算法摘要：强杂波背景下的弱小静止目标检测是毫米波机场跑道异物(FOD)检测雷达面临的核心难题。

对于弱信号，表决法相比传统的总和法有着更大的优势。

本文提出基于传统表决法和FOD现实情况的改进型表决算法。

该算法首先利用杂波图恒虚警率(CFAR)检测器对背景杂波进行对消处理，针对虚警偏高的问题，对对消后的数据按照规则进行表决投票。

基于实测数据的试验结果表明该方法可以获得较好的检测性能。

关键词： FOD;杂波图;表决算法引言机场跑道异物又名FOD（Foreign Object Debris），主要是指飞机在起降过程中遗留在跑道上的各种零部件。

它们的存在对飞机的起降安全造成了严重影响。

2000年7月25日，协和式客机造成113人罹难的悲剧。

在此事件之后，各国加大了对FOD检测技术的投入[1]。

我们采用毫米波雷达配合光学设备：先由雷达对特定区域进行扫描，如发现可疑信号，便驱动光学设备进行进一步的确认。

1恒虚警检测杂波图 CFAR（clutter map，CM）也被称为时域 CFAR。

一般情况下，杂波可能在方位或是距离上变化剧烈，但对于同一个单元来说，杂波功率随着时间的变化是缓慢的，也即杂波在时域上的分布是相对平稳的。

将杂波图作为检测基准与待检测信号进行比对，可以获得较好的检测性能[2]。

2虚警概率和检测概率假设噪声在时域上不相关，并且在时域上的噪声功率(1)其中E[ ]表示期望值。

那么在频域上相应的噪声功率σf 可以有谱分量Xk和Xl的期望值得到。

(2)噪声功率谱的分布符合瑞利分布，其概率密度函数为：(3)(4)其包络的概率密度函数为二者之积：(5)则虚警概率为(6)当信号中有数据时，I和Q两路输出的概率密度函数为：(7)(8)其中，ux 和uy是高斯分布的均值，它们与输入信号的关系是：(9)其中，α是信号的初相位。

类似的，x，y与r的关系是(10)联合密度函数为：(11)对Φ求积分，得概率密度：(12)其中I是修正的零阶贝塞尔函数。

浅谈机场道面FOD产生分析与控制措施研究

浅谈机场道面FOD产生分析与控制措施研究本文对阎良机场多余物现状进行调查，统计机场多余物出现时间、位置分布情况以及多余种类等信息，通过人、机、料、法的措施进行分析原因，制定相应的控制措施，降低机场多余物数量，以提高场道保障效率。

标签：道面多余物；嵌缝料；机场1 引言近年来，我院试飞过程中也发生过飞机发动机叶片被打伤、轮胎被划伤事件，加之试飞过程呈现出飞机型号多、飞行场次大、强度高等特点，对科研试飞场道保障人员和技术提出了更高的要求，而机场道面FOD已成为威胁我院科研试飞安全的重要因素。

以2012年和2013年为例，阎良机场不明原因（定性为跑道异物）打伤发动机事件共10起。

其中，运轰直3起，歼击机7起。

造成结果是现场修复5台，返厂检修4台，监控使用1台。

对于科研试飞来说，延缓科研任务的进展速度，从而影响型号任务的顺利完成。

2 现状调查近年来，飞机起降∕地面试车多余物打伤飞机、发动机事件，影响科研试飞有序开展，试飞周期滞后，引起各级领导高度关注。

我院机场科研试验和施工单位人员、车辆众多，流动性大，给道面检查和复查工作带来很大难度，为机场飞行安全带来诸多困难和压力。

2016年对机场水泥混凝土道面飞行前检查、复查及飞行期间检查的多余物数量、种类、发现区域、发现时期进行了统计分析。

分析发现飞行前发现的FOD最多，以金属类为主，4-7月份尤为突出，主要分部在联络道、滑行道和机动车道，是我们需要解决的主要问题。

3 原因分析多余物类型多样，以金属为主，硅类物打伤次之，多余物产生的原因主要有人机料法环的因素。

4 对策与实施4.1 在人的因素中（1）针对参试人员采取专人负责，每周进行FOD网上公示的形式；机场施工人员，开展培训教育，派专人进行现场跟踪，并签订《阎良机场不停航管理协议书》。

（2）针对单位职工检查清扫道面，引入考核机制，制定《场务大队场道多余物控制管理奖惩规定》既增强职工的责任心，又提高了场道检查的质量。

浅谈机场道面FOD产生分析与控制措施研究

浅谈机场道面FOD产生分析与控制措施研究机场道面FOD（Foreign Object Debris）是指机场跑道、滑行道和停机坪等区域上的杂物和碎片，是致使飞机机身和航空发动机受损的主要原因之一。

对机场道面FOD产生的分析和控制措施的研究显得尤为重要。

本文将就机场道面FOD产生的原因进行分析，并提出相应的控制措施，以期为机场管理部门提供有益的决策参考。

我们来看一下机场道面FOD产生的原因。

机场道面FOD的产生主要有以下几个方面：1. 人为原因。

机场的工作人员在进行维护和清理时，如果不慎留下工具、设备或其他杂物，都可能成为机场道面FOD的来源。

一些乘客在候机和登机的过程中，可能会丢弃一些个人物品，比如纸巾、饮料瓶等，这些也会成为FOD的来源。

2. 飞行器的碎片。

在飞机起飞和降落的过程中，由于各种原因可能会产生一些碎片，比如飞机表面的涂层、橡胶轮胎、螺栓等，这些碎片如果未能及时清理，也会成为机场道面FOD。

3. 自然因素。

风、雨、雷电等自然因素也会对机场道面FOD的产生起到一定的影响。

比如大风可能吹落树叶、枯枝，雨水可能冲刷土壤，都有可能将杂物带到机场道面上。

基于以上分析，我们可以提出一些控制机场道面FOD的措施：1. 加强机场清洁。

加大人员和设备投入，保证机场道面的日常清洁工作做到位，及时清理飞机碎片和人为留下的杂物，减少FOD的来源。

2. 加强安全意识培训。

对机场的工作人员和乘客进行相关的安全意识教育，提高他们对FOD危害的认识，减少人为因素对FOD产生的影响。

3. 加强机场保洁管理。

与机场清洁工作相关的管理部门加强对清洁人员的管理，提高其工作意识和责任感，确保道面清洁的质量和效果。

4. 安装机场道面监测设备。

通过安装机场道面监测设备来定期检测和清理机场道面上的FOD，提前发现和排除可能的危险因素。

5. 安排机场巡查。

加强机场的巡查力度，提前发现和清理机场道面上的杂物，防止其对航空器造成危害。

机场道面FOD的产生与飞行安全息息相关，对其进行分析研究并提出相应的控制措施，对于保障飞行安全具有十分重要的意义。

浅谈机场道面FOD产生分析与控制措施研究

浅谈机场道面FOD产生分析与控制措施研究随着民航业的迅速发展，机场的道面FOD（Foreign Object Debris）问题日益凸显。

FOD是指在机场道面上产生的任何可能损害飞机的异物，例如石子、螺丝、螺母等。

道面FOD不仅影响了机场的安全运行，还给航空公司造成了不小的经济损失。

对机场道面FOD的产生原因进行分析，并制定有效的控制措施，对于保障飞行安全和降低航空公司的运营成本具有重要意义。

一、机场道面FOD产生分析1.环境因素：风沙、雨水、积雪等自然因素造成的道面污染是机场道面FOD的主要来源。

在高风速和强降雨的情况下，道面FOD的产生率明显增加。

2.飞机操作：在飞机的起降和滑行过程中，往往伴随着轮胎、刹车系统的磨损和故障，这些可能导致碎片掉落在道面上成为FOD。

3.机场施工：机场为了进行维护、改建等工程而进行的施工作业，可能会产生大量的碎屑和杂物，严重影响了道面的清洁度，成为FOD的来源。

二、机场道面FOD的控制措施1.加强环境清理：加强各类污染清理工作，包括清雪、除冰、清洁道面等。

特别是要加强对高风速和强降雨等极端天气条件下的道面保洁工作，减少环境因素对FOD产生的影响。

2.建立报告机制：对于飞机和地面作业人员在操作过程中发现的FOD，建立及时、准确的报告机制。

一旦发现FOD，要及时清理并进行记录，以便进行原因分析和制定改进措施。

3.加强设备维护：对飞机、地面设备等相关设备进行定期检查和维护，减少故障损坏导致的碎片掉落。

4.加强安全教育：对机场地勤人员、飞行员等相关人员进行FOD知识的培训和教育，加强他们的安全意识和责任心，减少FOD的产生。

5.科学施工：在机场施工过程中，要合理施工布局、采取有效防护措施，减少对道面的污染和影响。

三、结语机场道面FOD的产生与控制是一个复杂的系统工程，需要机场管理部门、航空公司及相关执法监管机构共同努力。

只有通过科学的分析，制定科学的控制措施，才能更好地保障飞行安全和机场经济运行。

浅谈机场道面FOD产生分析与控制措施研究

浅谈机场道面FOD产生分析与控制措施研究机场是民用航空的重要组成部分，其安全运行直接关系到航空交通的安全。

然而，机场道面上的FOD（Foreign Object Debris）却是机场运行安全的一大隐患。

本文拟从FOD的产生分析与控制措施研究两个方面进行探讨。

首先，分析机场道面FOD产生的原因。

机场道面FOD的产生原因主要有以下几点：第一，机务检修中遗留的工具、零件；第二，地勤人员操作不当而遗留的物件；第三，机场周边环境引起的污染，例如飞鸟、树叶、石块等；第四，恶劣天气条件下，地面车辆打滑失控，撞击道面造成的碎片。

而这些FOD的产生对于机场道面的安全运行带来诸多隐患。

例如，一旦在飞机起降过程中出现碎片，“炮弹效应”很容易造成飞机失事；或者在机场道面上撞击起落架、发动机等进行修理维护的部件，则会对机务保障和航班保障产生影响。

其次，分析机场道面FOD控制的措施。

机场道面FOD的控制是机场安全运行的重要环节。

为此，机场道面FOD的控制措施包括以下几点：第一，把握全过程的掌控。

机场管理人员应在机务检修、地勤操作、天气条件等各个方面提出科学规范的控制策略，使整个机场运行流程得到科学规范的掌控；第二，强化培训和教育。

机场管理人员应为机务检修、地勤操作、安检等各工作岗位提供充分的培训和教育，使工作人员牢固树立道面FOD控制的重要性；第三，加强机场周边环境管控。

机场管理人员应对机场周边环境进行定期清理，以防止死因不明的树叶、石块等物品进入机场道面所带来的隐患；第四，完善机场道面FOD清理机制。

机场管理人员应在机场道面设立FOD采集器，并安排专人定期清理，从而保证机场道面始终保持清洁无阻。

综上所述，机场道面FOD的产生原因多种多样，对于机场安全运行产生了一定的隐患。

而通过科学规范的FOD控制措施，可以有效地降低机场道面上FOD的产生，从而确保机场的安全运行。