机场跑道异物(FOD)探测试验系统建议方案.doc
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。
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。
跑道FOD检测系统关键技术分析
道， 至少有以下两点不足： ①监察 跑道时 降低交通流量； ②非实时监察 ， 仍然存在运行安全隐患。而机场跑道外
来 物 检测 系统 是 解 决 该 问题 的 重 要 手 段 。一 旦 系 统 发
Ｄ ｂｉ ， ｅｒ ） 可能损伤航空器或 系统 的某种外来 的物 质、 ｓ 碎 屑或物体 ； 其二是外来物损伤 （ ｏｅ ｎＯ ｊｃ Ｄ ｍ ｇ） Ｆ ｒｇ ｂｅｔ ａ ａｅ ， ｉ 任何 由外来物引起 的损伤 ， 即可以是物理上 的损伤也可 以是经济上 的损失 ， 有可能会降低产 品的安全或性能。
各系统性能对 比见表 １ 所示 。
表 １ ４种 系统 监控 性能 对 比表
ｉｅ ｅ系统 是 一 个先 进 的智 能 视 频 探 测 系 统 ， 以 Ｆｒ ｔ ｒ 可 全天 ２ ４小时 不 问断 监察 跑 道 上 的情 况 。通 过 在 跑 道 上 每隔一 定 间距 （ 新加 坡 的樟 宜 国际 机场 是 每 隔 ３０米 安 ４
本 文 中 的 Ｆ Ｄ 系指 外 来 物 ， 据 上 述 定 义 ， 跑 道 上 外 Ｏ 根 在
现跑道上 出现任何不明残 留物件 ， 就会立 即发出警 报 ， 自动通知控制塔和地勤人员物体的位置 ， 确保起飞或 降
落 客 机安 全 ， 低对 机 场运 作 的影 响 。 减
ｌ 已开发 的 Ｆ Ｄ检 测 系统 Ｏ
辨率摄像机 ， 自动探测 和辨认跑道上 的外来 物 ， 而图象
处理软件则可以针对照 明的变化 和路 面条件 做出适 当
的调整。系统发现 Ｆ Ｄ后 ， Ｏ 能够放大物体 的图像 ， 也能 提供精确的位置、 报警时间和发现 Ｆ Ｄ后 的持续报警记 Ｏ
装一台摄像机， 每条跑道安装 １ ２台摄像机） 安装 的高分
机场fod调查报告
机场fod调查报告机场FOD调查报告引言：机场是一个重要的交通枢纽，每天都有大量的航班起降。
然而，机场运营过程中存在一些潜在的安全隐患，其中之一就是FOD（Foreign Object Debris）即异物飞行物。
为了确保机场运营的安全性和高效性，对FOD进行调查和管理至关重要。
本文将对机场FOD调查报告进行分析和总结。
一、FOD的定义和危害FOD指的是机场跑道、滑行道、停机坪等区域上的任何不应该存在的物体，如工具、零件、垃圾等。
这些物体可能会被飞机的发动机吸入，导致发动机故障；或者被飞机的轮胎碾压，造成轮胎爆破。
FOD的存在不仅会对飞机和机场设施造成损害，还会威胁乘客和机组人员的安全。
二、机场FOD调查的方法和工具1.巡逻检查：机场工作人员定期巡逻跑道、滑行道和停机坪，寻找并清除FOD。
他们会进行细致的目视检查，以确保机场表面没有任何异物。
2.机场设备：机场通常配备了一些专门的设备来帮助检测和清除FOD。
例如，有机械扫描仪可以通过扫描机场表面来发现FOD。
还有一些吸尘器和清扫车辆可以将FOD吸走或清除。
3.技术支持：一些机场还使用了一些高科技手段来进行FOD调查。
例如，使用无人机进行航拍，利用图像识别技术来发现FOD。
这种方法可以提高效率和准确性。
三、机场FOD调查的挑战和解决方案1.人力和时间限制：机场是一个庞大的区域，需要大量的工作人员进行巡逻和清理工作。
然而，人力和时间都是有限的资源。
为了解决这个问题，机场可以采用智能化的巡逻设备和自动化的清理设备，减少人力投入。
2.环境因素：机场运营过程中，天气、季节等环境因素都会对FOD的产生和检测造成影响。
例如，风大的天气容易将轻飘飞的物体吹到跑道上，增加FOD的数量。
机场可以根据不同的环境条件，调整巡逻和清理的频率和方式。
3.人为因素：机场工作人员的疏忽和漏检也是FOD存在的原因之一。
为了提高工作人员的责任心和意识，机场可以加强培训和教育，提供更好的工作条件和奖励机制。
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。
机场FOD数据调查分析应用与防治实践
机场FOD数据调查分析应用与防治实践机场飞行区内的外来物（Foreign Object Debris，以下简称FOD），主要包括航空器自身脱落的零部件、地面保障设备及人员产生的外来物、装卸货物及包装材料产生的外来物、机场维护施工产生的外来物以及道面、助航灯具等设施损坏产生的外来物。
这些外来物在飞行区内具有分布广、数量大、来源复杂、防控难度大的特点。
飞行区内的外来物对航空器的危害极其严重且难以预测，例如：一小块塑料布被吸入发动机可能引起空停，一个小螺钉或金属片甚至尖锐的碎石都会扎伤轮胎引起爆胎，爆胎产生的轮胎碎片又有可能打伤飞机机体或重要部件等。
FOD 不仅极大的影响航空运输业的经济效益，更关乎旅客及其财产的安全。
为了对FOD防治做更深一步的研究，加强机场FOD防范工作力度、增加防范效果、完善防控机制，特以西部一大型国际机场2012年3月飞行区为调查对象，从机场FOD分布特点与来源分析、机场航空器扎胎情况分析、机场FOD防范实施措施三个方面来分析阐述如何机场FOD的防控工作。
按照飞行区内FOD可能对航空器安全运行造成的危害程度可将飞行区内FOD大致分为三类：高危外来物、中危外来物和低危外来物。
FOD危害等级具体分类如下：（一）高危外来物：金属零部件、有尖锐棱角的物块、质量较重或极为坚硬会对航空器造成极大损伤的外来物；（二）中危外来物：碎石块、塑料瓶、报纸、包装箱、打包带等对航空器安全运行有一定威胁的外来物；（三）低危外来物：非金属零碎垃圾、纸屑、枯草、树叶等对航空器安全运行影响较小的外来物。
第一部分机场FOD数据分析（三月份）一、跑道1)特征分析：跑道上的FOD主要为碎石，种类单一、数量多、危害较大，发生事故后果严重。
该机场飞行区道面受十多年冰冻低温环境和炎热高温气候的循环作用冻融破坏现象严重，由于反复的冻融作用使水泥混凝土的强度逐渐衰减，再加之应力疲劳的影响，更加速了混凝土板的破损，因此冻融后混凝土道面产生的大量剥落物便成了威胁飞机运行安全的FOD的主要来源。
fod检测
fod检测
fod检测系统：机场跑道异物检测系统是根据机场跑道长度与宽度，选择具体受检道面关键位置，在跑道一侧分区域安装前端探测系统设备。
在所需高度的塔架上，将雷达与多传感器一体化监控前端及相应伺服装置共同安装于跑道侧面固定架（或跑道灯）上，前端多传感器探测系统将异物位置信息传送给监控系统显示端，监控系统根据位置调整云台和角度、焦距和光圈等，对异物进行跟踪监测拍照，并进行智能分析处理后，将相关信息发送给主控系统供主控系统分析处理，并将检测到的异物信息上传到指挥中心，同时发出报警提示。
检测流程：
1、雷达不间断对跑道扫描，发现FOD时触发报警；
2、监控室对发现目标的的位置显示高亮；
3、监控室操作光学设备云台使其对准目标，使用目视确认FOD 现场画面；
4、借助全球定位系统获得FOD目标的精确定位；
5、判断FOD目标的危害性，告知清除车辆，迅速清除FOD；
6、监控室的“工具箱”自动记录时间、气候、FOD特性、FOD位置等信息。
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
机场跑道FOD监测系统技术方案一、项目背景机场跑道上的外来物（ForeignObjectDebris，简称FOD）对航空器的起降安全构成严重威胁。
据统计，每年因FOD导致的航空器损伤事故高达数百起，损失巨大。
为了提高机场跑道的安全性，降低FOD 对航空器的危害，我们提出了这套机场跑道FOD监测系统技术方案。
二、系统设计目标1.实现对机场跑道FOD的实时监测，及时预警，确保航空器起降安全。
2.降低人工巡检成本，提高机场运行效率。
3.提高机场跑道的使用寿命，降低维修成本。
三、系统组成1.检测设备：采用高分辨率摄像头，结合图像处理技术，实现对FOD的实时检测。
2.数据传输：采用无线传输技术，将检测到的FOD数据实时传输至监控中心。
3.监控中心：对检测到的FOD数据进行处理、分析，及时发布预警信息。
4.应急处理：配备专业的应急处理团队，对FOD进行快速清除。
四、系统工作原理1.检测设备：摄像头对机场跑道进行实时监控，当检测到FOD时，立即触发报警。
2.数据传输：报警信号通过无线传输技术，实时传输至监控中心。
3.监控中心：对报警信号进行处理，分析FOD的位置、大小等信息，判断是否对航空器构成威胁。
4.应急处理：根据监控中心的分析结果，启动应急预案，组织应急处理团队进行FOD清除。
五、系统技术优势1.实时监测：采用高分辨率摄像头，实现对机场跑道的实时监控，确保及时发现FOD。
2.精准识别：结合图像处理技术，对FOD进行精准识别，降低误报率。
3.无线传输：采用无线传输技术，实时传输数据，提高传输效率。
4.快速应急：配备专业的应急处理团队，确保FOD的快速清除。
六、项目实施步骤1.调研：对机场跑道的现状进行调研，了解FOD分布情况，为系统设计提供依据。
2.设计：根据调研结果，设计适合机场跑道FOD监测的系统方案。
3.设备采购：选购高性能的检测设备、传输设备等，确保系统稳定运行。
4.系统安装：在机场跑道安装检测设备，调试传输设备，确保系统正常运行。
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
Ａ ｓｒｃ： ｕｃ ｎ ｒｃ ｅｄｔ ｔ ｎａｄａａ ｏｅ ｎＯ ｊｃ Ｄ ｂ ｓ（ Ｏ ） ｒ ｓ ｉｃｎ ｉ ｕｓ ｏ ｒｌ ｅＳ ｂ ｔ ｔＱ ｉ ａｄｐｅｉ ｅｅ ｉ ｎ ｌｒ ｔ Ｆ ｒｉ ｂ ｔ ｅ ｒ Ｆ Ｄ ａｅ ｉ ｆ ａｔｓ ｅ ｒ ｉ ａ ａ ｋ ｓ ｃｏ ｍ ｏ ｇ ｅ ｉ ｇ ｉ ｓ ｆ ａｐ ｎ ｎ
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。
基于偏振成像的机场跑道异物检测系统设计
基于偏振成像的机场跑道异物检测系统设计作者：郑吉来源：《数字技术与应用》2018年第07期摘要：本论文提出了将偏振成像技术应用于机场跑道低对比度异物检测领域，在能见度低的天气中检测识别机场跑道异物，从而提高检测系统环境适应性与探测能力。
通过实验结果表明：偏振成像能提高目标对比度，减少杂散光干扰，有效提高机场跑道异物检测系统环境适应性与探测能力。
关键词：偏振成像；机场跑道；异物中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）07-0134-031 引言机场跑道异物简称FOD，这是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。
机场跑道异物对飞机起飞和降落的危害极大，全行业FOD事件统计，每一万架次的飞行事件中就有4-5次FOD致命事件发生，每一万架次的事件造成的直接损失平均费用在32333美元，间接损失至少在这个基础上的10倍[1]。
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，有许多事例表明，机场跑道上的异物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。
偏振成像技术作为一种新型的探测技术，不仅可以探测目标的强度信息，还能从光强、光谱、空间、偏振度、偏振角、偏振椭率和旋转方向获得成像信息。
相比于光强成像，在低对比度目标探测领域具有显著优势。
同时偏振成像具有穿云透雾成像的特点[2]，增强目标识别的精确性和可靠性，它为目标的检测、识别提供了一种新的技术手段。
本系统提出将偏振成像技术应用于机场跑道低对比度异物检测领域，相比与传统光强探测手段，偏振成像探测系统具有信息量大的特点。
2 国内外研究现状2.1 国外研究现状国外对于机场跑道异物检测系统，早在2000年就有提出。
民用机场FOD 系统异物检测技术研究
民用机场FOD 系统异物检测技术研究发表时间：2020-12-18T03:27:21.090Z 来源：《科技新时代》2020年9期作者：赵玉强[导读] 一是采用雷达探测技术与视频图像识别相结合的方式；二是只采用视频图像识别技术。
中国人民解放军93792部队河北廊坊 065000摘要： FOD（Foreign Object Debris）是指可能损坏航空器的某些外来的物质或碎屑，常称为跑道异物。
全国每年因跑道FOD导致的轮胎损坏多达4000起，全球每年因跑道FOD造成的直接损失至少30-40亿美元，在2000年法国航空的协和飞机因FOD而发生空难，从而导致了协和飞机的全面停飞。
因此，研究FOD异物检测技术对于提高民航安全运行水平，减少经济损失具有重要作用。
关键词：FOD,机场，雷达，毫米波1.背景知识介绍传统机场跑道FOD监察工作主要靠道面巡查人员进行人工完成，在道面巡查时将关闭跑道，这使得航班通行能力不仅效率低、可靠性差，而且占用了宝贵的跑道使用时间，并且，繁忙跑道起降架次多达30架次/小时，仅靠人工监视已无法满足跑道安全和运维需求。
因此，越来越多的机场开始采用基于先进雷达技术或图像识别技术的智能FOD探测系统进行FOD探测。
现有的智能FOD探测系统主要采用两种技术手段：一是采用雷达探测技术与视频图像识别相结合的方式；二是只采用视频图像识别技术。
国外的智能FOD探测系统研究早于我国。
英美等国家的FOD系统已经在数十个主要民航机场开始部署运行，且FAA也针对FOD系统发布了“机场FOD探测设备”咨询通告（AC No: 150/5220-24）。
我国目前仅在上海虹桥等机场部署有FOD探测系统，数量很少。
且目前针对FOD的研究主要集中在FOD系统如何有效的探测异物方面，对与针对FOD系统的测试研究还很薄弱，针对FOD系统的测试方法和测试技术还很缺乏。
因此，FOD技术在我国的发展并不均衡，如不能在FOD系统大规模部署前研究针对FOD系统的测试方法和测试技术，出台相关的测试标准，不仅不利于机场异物的快速有效检测，还可能会造成将来的重复建设，造成极大的经济损失。
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。
智慧停机坪异物检测系统设计方案
智慧停机坪异物检测系统设计方案智慧停机坪异物检测系统设计方案一、引言随着航空业的发展，机场的使用需求也越来越高。
为了保证飞机的安全起降，停机坪的运行管理显得尤为重要。
然而，由于停机坪上存在大量的机械设备、工人和杂物，往往会造成飞机起降时受到异物的干扰，给飞机和乘客的安全带来潜在威胁。
为解决这个问题，本文提出了一种智慧停机坪异物检测系统设计方案。
二、系统设计方案1. 系统架构本系统采用分布式架构，分为三部分：传感器节点、数据处理中心和用户界面。
传感器节点用于采集停机坪上的图像数据，将其发送至数据处理中心。
数据处理中心根据接收到的图像数据进行异物检测算法的处理，并将结果反馈给用户界面。
用户界面可以实时显示停机坪上的异物情况，并提供报警功能。
2. 传感器节点设计传感器节点应具备以下功能：- 图像采集：采用高清摄像头进行图像采集，通过光敏元件将图像转换为电信号。
- 数据传输：采用无线网络（如Wi-Fi或蓝牙）将图像数据传输至数据处理中心。
- 电源供应：采用电池供电，并具备低功耗模式，以延长电池寿命。
3. 数据处理中心设计数据处理中心应具备以下功能：- 数据接收：接收传感器节点发送的图像数据，并进行解码处理。
- 异物检测算法：根据接收到的图像数据，进行异物检测算法的处理。
常用的算法包括边缘检测、形态学处理和目标识别等。
- 异物分类：对检测到的异物进行分类，判断其对飞机起降的威胁程度。
- 报警处理：根据异物的威胁程度，选择适当的报警方式（声音、光线或振动）进行提醒。
- 数据存储：将检测结果和图像数据进行存储，以便后续分析和查询。
4. 用户界面设计用户界面应具备以下功能：- 实时显示：实时显示停机坪上的异物情况，包括异物的位置和威胁程度等。
- 报警提醒：根据数据处理中心发送的报警信号，进行相应的报警提醒，以便工作人员及时采取措施。
- 异物查询：提供异物查询功能，方便工作人员查询历史记录和分析异物的分布规律。
三、系统优势本系统设计方案具备以下优势：1. 高效性：采用分布式架构，充分利用传感器节点和数据处理中心的资源，实现快速的图像处理和异物检测。
机场智能小目标FOD地检系统设计
机场智能小目标FOD地检系统设计
洪刚;任怡青;侯晓婧
【期刊名称】《中国科技信息》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】随着航空航天安全管控技术的高速发展,机场跑道小目标FOD(外来物体碎片,即异物)的检测及清理是航空安全领域的最关键问题之一,这一环节对于维护机场的安全运行至关重要。
当前,大部分国内外军用和民用机场仍然依赖于传统的人工巡检方式,检测机场道面上的小目标FOD。
【总页数】3页(P53-55)
【作者】洪刚;任怡青;侯晓婧
【作者单位】中国飞行试验研究院;西安交通大学;中航西安飞机工业集团股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】F56
【相关文献】
1.机场跑道FOD智能识别图像光影处理技术研究
2.基于智能语音+增强现实技术的交互式智能运检系统设计分析
3.机场行李自动分检系统设计与设备维护探讨
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
2.1.4、可靠性系统能每天正常工作24小时，每年运转365天，所有设备具有高度的可靠性和优良的性能。
系统所选设备和材料考虑XX机场气候条件因素，满足FOD探测系统在-40℃~60℃的环境下正常工作。
2.1.5、可用性系统在任何时段内，不允许全系统停止运行。
在系统规定的可用时间和系统响应时间内，系统能正常运行，并且不会降低其使用的性能。
2.1.6、安全性系统具有高度的安全性和保密性，通过对系统分级保护、数据存储权限的控制，以及网络安全隔离等手段，来防止各种形式的对系统的非法侵入。
2.1.7、扩充性系统在系统容量、通信能力、处理能力等方面应具有扩充性，可以方便地进行产品升级、换代及功能扩充。
在以后的升级中，能有效保护用户已有的投资，而且具有较高的综合性能价格比。
2.1.8、可维护性系统管理员能够对FOD探测系统进行维护管理，并且在进行维护维修的时候，不影响系统的整体业务运行。
2.1.9、可操作性系统的操作界面提供友好的中文界面，采用规范的行业用语，易于管理和维护。
用户界面基于Windows系统，支持键盘和鼠标操作，界面友好、清晰，操作简单、方便，容错性强。
2.1.10、经济性在充分满足跑道FOD探测系统应用功能需求和系统性能要求，并保证系统安全可靠性的情况下，选用性能价格比高的系统和产品。
2.2、FOD探测子系统2.2.1、系统概述FOD探测子系统旨在建立一个软硬件结合的，基于分布式光电传感器探测的集成系统，该系统能够覆盖整个机场跑道，全天24小时不间断运作，为机场工作人员提供一种能够替代人工巡检方式的自动化跑道异物非中断式检测手段。
系统可以在不影响航班正常起降的情况下，对机场跑道异物进行实时的检测告警，并将告警信息发送给FOD终端工作人员和异物清理回收人员。
该系统投入运行后，能为机场提供有效的跑道异物检测手段，为机场安全生产、运营管理服务的高质量运行提供有力保障。
2.2.2、系统点位部署根据广州机场提供的试验地段，边灯式FOD探测设备部署在J1滑行道试验段，长约97米，宽约35米，计划在滑行道两边各部署边灯式探测设备3台，共计6台边灯式探测设备，间距30米部署。
2.2.3、系统组成FOD探测子系统由系统现场设备、数据中心设备、监控中心设备和FOD探测系统管理软件构成。
2.2.4、系统功能2.2.4.1、总体功能FOD探测系统旨在建立一个软硬件结合的，基于分布式光电传感器探测的集成系统，系统能够覆盖整条机场跑道，全天24小时不间断运作，为机场工作人员提供一种能够替代人工巡检方式的自动化跑道异物检测手段。
系统在不影响航班正常起降的情况下，对机场跑道异物进行实时检测，覆盖FOD报警、复核、清除、归档等全业务流程。
系统投入运行后，能够进一步提升机场运行效率和安全管控水平。
系统符合相应国家、行业标准及规范，符合民航局发布的《机场道面外来物探测设备》信息通告（IB-CA-2016-01，2016年7月1日）、FAA咨询通告和《民用机场飞行区技术标准》（MH5001-2013）、以及国家标准《无线电发射设备参数通用要求和测试方法》（GB/T 12572-2008）的要求。
系统总体功能如下：●能够对跑道活动区中的指定区域进行监视。
●能够在60秒扫描周期内检测并定位跑道活动区中的单个或多个FOD。
●检测到FOD时会及时向用户发出声音和屏幕警报。
●同机场现有设施（包括通信、导航、气象、灯光和空管设施设备）一起作业时，不会干扰到这些系统正常工作。
●采用智能分析算法可以排除航空器和车辆等运行活动的干扰●FOD探测设备具备包括自检功能在内的健康管理功能，设备故障时，能够立即进行声音和屏幕报警。
●设备数据、FOD探测数据、巡视人员数据、FOD处理结果数据、日志数据等数据及记录存储时间10年以上。
●易折性符合跑道和滑行道助航灯具检测规范(AC-137-CA-2015-04)中5.3.7易折试验中的要求，以不大于220N/min的速度逐渐加力，直到204N·m，在确知易折件能够承受此负荷而不损坏后，继续以原速度增大负荷，易折点应在弯矩达到680N·m前折断。
2.2.4.2、系统现场设备系统现场设备包括边灯式探测设备、边灯式探测设备配套设备。
2.2.4.2.1、边灯式探测设备1、边灯式探测设备构成产品由FOD探测雷达、光电组件、电源模块、通信模块、机械底座、转台和易折灯柱等组成。
边灯式探测设备具有系留措施，倒伏后不会解体，并能被固定在机械底座附近。
2、安装高度限制依据《跑道和滑行道助航灯具技术要求》(AC-137-CA-2015-03)第5.3.2节相关要求。
边灯式探测设备的安装方式遵循道面上的立式灯具限高要求，并遵循助航灯具相同的易折性要求。
2.2.4.2.2、边灯式探测设备配套设备配套设备包含隔离变压器箱、光纤分线盒和防雷设备，安装点位于边灯式探测设备附近的土面区中。
为使边灯式探测设备和配套设备均具备良好的接地条件，将就近设置接地极，接地电阻≤10Ω。
2.2.4.3、监控中心设备监控中心设备包括固定操作控制终端和移动操作控制终端。
2.2.4.3.1、固定操作控制终端固定操作控制终端部署FOD监测处理软件，FOD监测处理软件显示核心控制软件检测处理的FOD目标信息，以声音和屏幕报警功能提示操作员，并实现FOD 检测处理，设备参数配置，数据监测，统计分析等功能。
2.2.4.3.2、移动操作控制终端移动操作控制终端部署FOD现场处理软件。
系统检测到FOD信息后，将FOD 信息（发现时间、位置坐标等）发送给移动操作控制终端进行处理，移动操作控制终端有待处理异物显示，异物位置引导、现场人员异物清理和处理结果上报等功能。
2.2.4.4、数据中心设备数据中心设备包括数据库服务器、磁盘阵列、应用服务器、核心交换机、集群软件、数据库软件、NVR视频服务器、图像处理工作站、融合处理工作站等。
2.2.4.4.1、数据库服务器本系统的应用模式决定了系统将存储大量的数据和图片信息，是高可靠性的关键性应用系统，需要避免任何可能的停机和数据的破坏与丢失。
数据库服务器采用双机热备，安装Windows Server操作系统，该操作系统具有标准工业接口,并支持中文内码，符合我国关于中文字符集定义的有关国家标准，支持主流网络协议，如TCP/IP等。
数据库服务器安装FOD探测系统数据库，负责存储FOD探测系统所需的所有数据，根据业务需要可在本系统与其它系统间进行数据交换。
2.2.4.4.2、磁盘阵列本系统的磁盘阵列挂载在数据库服务器上，与数据库服务器通过HBA卡连接，主要存储系统发现的FOD图片及视频信息。
磁盘阵列是由很多磁盘组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。
利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。
磁盘阵列还能利用同位检查（Parity Check）的观念，在数组中任意一个硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新置入新硬盘中。
2.2.4.4.3、应用服务器应用服务器采用双机热备，部署系统所有分析应用程序，包括数据分析算法、目标检测算法、核心控制软件与后台数据库交互的应用程序，前端操作软件与后台数据库交互的应用程序等。
2.2.4.4.4、核心交换机核心交换机采用IRF2虚拟化技术进行双机热备，提高网络系统的稳定性。
数据库服务器、应用服务器、图像处理工作站、融合处理工作站通过核心交换机转发数据，基于核心交换机构建的局域网络，为FOD检测设备视频和雷达数据传输，服务器的数据存储、管理和分析处理等工作提供稳定的快速传输途径。
2.2.4.4.5、集群软件2.2.4.4.6、数据库软件选用大型关系数据库。
2.2.4.4.7、NVR视频服务器NVR视频服务器接收前端所有FOD检测设备检测到的实时视频数据, 并将数据存储在服务器本地硬盘中，通过不同接口的输出，实现对视频的预览、存储和回放功能。
存储的视频数据可保存30天。
2.2.4.4.8、图像处理工作站运行目标检测算法，对FOD边灯式探测设备的传送回来的图像及雷达数据进行分析处理，处理数据后将发现的FOD目标信息存入FOD探测系统数据库，并通知固定操作控制终端处理。
2.2.4.4.9、融合处理工作站运行目标融合算法，对探测设备发现的FOD目标数据(包括雷达目标和光学目标)进行融合、对不同探测区域的FOD目标数据进行融合处理。
2.2.4.5、FOD探测系统管理软件2.2.4.5.1、FOD核心控制软件FOD核心控制软件实现控制模块将雷达、光学组件，转台等接入系统，按预定的扫描模式，完成雷达和光学的同步扫描，数据检测模块利用检测算法检测实现目标识别并将数据存入数据库。