关于机场跑道异物检测系统
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。
机场跑道异物(FOD)监测系统的——国外发展情况
FODetect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。
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。
Qinetiq公司在Tarsier1100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。
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。
赛英公司FOD监测雷达系统
..机场跑道异物（FOD）雷达检测系统（Foreign Object Debris radar Detection system）●研发背景●对FOD雷达检测系统的要求●赛英公司与研发团队简介●赛英产品的技术特点●赛英产品与国外同类产品比较●赛英产品的工作流程成都赛英科技有限公司2010.6.8一、研发背景简介机场跑道异物（FOD）泛指可能损伤飞机的某种外来物质。
FOD会危及飞机和乘客的生命，造成航班延误、中断起飞，引起巨大的经济损失。
据保守估计，每年全球因FOD造成的直接损失至少在30亿—40亿美元。
而间接损失是这个数字的4倍！我国民航局机场司2009年出版的【FOD防范手册】指出：从2007年5月到2008年5月，FOD损伤飞机轮胎的事件在我国有4500起！2000年7月25日，法航一架协和式客机从法国巴黎戴高乐机场起飞，两分钟后随即坠毁，共有113 人遇难，法航向遇难家属赔偿约1.3亿美元。
这次事件的罪魁祸首就是FOD——跑道上的一块45公分长的金属条，这也是史上FOD造成的最大空难。
协和悲剧发生后，FOD探测系统的研究与开发提上日程，2006年12月，加拿大温哥华机场安装了Tarsier FOD监测雷达，成为全球安装FOD 监测系统的第一个民航机场。
现在，欧美国家的一些大型民航机场已经陆续安装FOD监测系统。
在我国，既没有引进这种系统的机场，也没有研发这种系统的报道。
我国机场对FOD的监测都是靠人工定时巡视，靠人眼近距离搜寻,这种落后的方法效率低，可靠性差，而且大大占用了宝贵的跑道使用时间，使航班次数被迫减少。
因此，研发具有自主知识产权的国产FOD监测系统是我国航空业的当务之急，航管业界称之为雪中送炭。
国产FOD监测雷达的问世必将产生巨大的社会和经济效益。
二、对FOD检测雷达系统的基本要求FOD探测系统主要采用雷达探测技术与视频图像识别技术相结合来检测FOD。
赛英公司的研发也遵循这一思路。
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。
机场跑道异物检测系统研究
龙源期刊网
机场跑道异物检测系统研究
作者：赵锦华张军
来源：《现代电子技术》2012年第19期
摘要：为了解决机场跑道上的异物对飞机安全造成的极大威胁，在研究了国外现有的跑道异物检测技术的基础上，提出了易于实现的组合式毫米波探测系统及机场布局方法，分析了地杂波对跑道异物检测的影响，采用高距离与方位分辨探测技术实现对地面杂波的抑制，提出了超宽带毫米波线性调频探测单元的构成方法并对高分辨测距的基本原理和实现算法进行了理论分析。
针对探测单元以及环境杂波的分布模型进行了仿真研究，仿真结果表明组合式毫米波探测系统对小目标具有较好的分辨能力。
关键词：跑道异物； LFMCW；高分辨；地面杂波。
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。
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。
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。
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希望通过邀请闵行科学技术研究院机场研究室参与到他们申请的技术研发项目中，以推动产品在2、3线机场的试验性应用，进而进入大机场。实际上，技术已经基本成熟，但由于涉及到安全生产，所以必须有历史应用数据的支撑才可能进入大机场。
2009年，民航局机场司出台了机场异物检测规定，机场区域分类，并规定不同类型区域禁止的异物类型。
民航总局民航科学技术研究院机场研究室，负责相关技术研发与政策研究。该室出台了相关标准的指导手册。
每个机场都有异物管理委员会。
目前国际上主要生产厂家来自美国、以色列、新加坡等。美国、以色列使用短波雷达探测技术，元器件对中国封锁，价格十分昂贵。新加坡采用光电检测技术。该技术团队使用的方法与新加坡类似，但在某些方面技术领先于新加坡。新加坡的光电异物检测技术已应用于新加坡国内、泰国曼谷机场等。