作為保障體系的關(guān)鍵一環(huán)，空地交通匯聚的機(jī)場飛行區(qū)一直是航空運(yùn)行安全管控的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為提高飛行區(qū)安全裕度和運(yùn)行效率，青島膠東國際機(jī)場自主研發(fā)了飛行區(qū)南垂直滑行道與服務(wù)車道路口基于雷達(dá)自動(dòng)控制紅綠燈系統(tǒng)，并先后獲得“一種機(jī)場飛機(jī)滑行道與車輛交叉路口的紅綠燈信號(hào)系統(tǒng)”“一種機(jī)場車路協(xié)同的交通信息采集結(jié)構(gòu)”“一種機(jī)場車路協(xié)同交通車速監(jiān)測結(jié)構(gòu)”3項(xiàng)國家專利。在該系統(tǒng)基礎(chǔ)上，青島機(jī)場基于雷達(dá)自動(dòng)控制紅綠燈系統(tǒng)的飛行區(qū)車輛安全穿越滑行道保障項(xiàng)目還在2025第八屆CAPSE民航創(chuàng)新大賽中榮獲創(chuàng)新獎(jiǎng)，為提高行業(yè)的運(yùn)行效率和安全性貢獻(xiàn)青島機(jī)場力量。
3個(gè)雷達(dá)站 10套信號(hào)燈
實(shí)現(xiàn)全天候大范圍安全預(yù)警
在青島機(jī)場飛行區(qū)內(nèi)，航空餐食車、擺渡車、加油車、除冰車等數(shù)十種保障車輛與飛機(jī)形成動(dòng)態(tài)交織的作業(yè)網(wǎng)絡(luò)。飛機(jī)與地面車輛在有限空間內(nèi)的高密度協(xié)同，使得飛行區(qū)運(yùn)行面臨復(fù)雜的安全挑戰(zhàn)。
青島機(jī)場工作人員介紹，目前，機(jī)場建設(shè)有2條遠(yuǎn)距平行跑道，通過南、北兩組垂直滑行道連接。北垂滑區(qū)域設(shè)有2條下穿車道，連通1號(hào)機(jī)坪與北貨運(yùn)區(qū)，而南垂滑區(qū)域無下穿通道。因航班保障需要，飛行區(qū)內(nèi)客梯車、牽引車、旅客擺渡車等各類航班保障車輛需要頻繁穿越南垂滑區(qū)域K1、K2滑行道進(jìn)入機(jī)坪，此時(shí)車輛與航空器產(chǎn)生沖突的風(fēng)險(xiǎn)較大。
在傳統(tǒng)模式下，車輛穿越K1、K2滑行道主要依靠駕駛員自主觀察，在夜間、低能見度條件下風(fēng)險(xiǎn)增大。為有效管控車輛穿越K1、K2垂直滑行道期間與航空器發(fā)生沖突的風(fēng)險(xiǎn)，青島機(jī)場創(chuàng)新開發(fā)了基于雷達(dá)的自動(dòng)控制紅綠燈系統(tǒng)，可在保證安全的前提下，最大限度提高運(yùn)行效率。
據(jù)了解，該系統(tǒng)由雷達(dá)感知觸發(fā)系統(tǒng)、信號(hào)燈控制系統(tǒng)、ADS-B（自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視廣播）航空器位置接收系統(tǒng)、目標(biāo)數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)、指揮與控制平臺(tái)、太陽能供電系統(tǒng)、全景全彩視頻記錄系統(tǒng)7個(gè)單元組成，為機(jī)場安全運(yùn)行提供支撐。
青島機(jī)場沿與南垂直滑行道平行的服務(wù)車道圍界邊，對(duì)應(yīng)穿越南垂直滑行道的3條服務(wù)車道部署了3個(gè)雷達(dá)站，在服務(wù)車道交叉口區(qū)域共安裝10套信號(hào)燈，實(shí)現(xiàn)對(duì)南垂直滑行道的無盲區(qū)覆蓋，并在東西兩端以雷達(dá)立桿為圓心覆蓋半徑700米范圍，實(shí)現(xiàn)全天候大范圍安全預(yù)警。青島機(jī)場工作人員向記者介紹，系統(tǒng)投用后，車輛平均通過時(shí)間由2分37秒縮短至1分45秒，車輛平均響應(yīng)時(shí)間縮短約30%，有效提高了青島機(jī)場飛行區(qū)的作業(yè)服務(wù)效率。
青島機(jī)場在南垂直滑行道部署3個(gè)雷達(dá)站和10套信號(hào)燈
定位精度高 掃描周期短
規(guī)避人為判斷帶來的通行風(fēng)險(xiǎn)
新技術(shù)創(chuàng)新采用針對(duì)飛行器全新研發(fā)的低功率固態(tài)相控陣毫米波雷達(dá)，由多個(gè)雷達(dá)組成的全覆蓋網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)航空器與車輛的精確定位、鎖定和跟蹤。
據(jù)悉，傳統(tǒng)用于跑道和滑行道監(jiān)控的二次雷達(dá)和多點(diǎn)定位系統(tǒng)的定位精度為7.5米，掃描周期為每秒1次。而毫米波雷達(dá)主動(dòng)探測技術(shù)采集航空器及服務(wù)車輛軌跡數(shù)據(jù)，定位精度小于0.1米，掃描周期高達(dá)每秒20次，具有定位精度高、掃描周期短等優(yōu)勢。此外，新系統(tǒng)的毫米波雷達(dá)還具有數(shù)據(jù)精度高、延遲低、數(shù)據(jù)源穩(wěn)定、性價(jià)比高等優(yōu)勢，是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)場場面目標(biāo)采集定位技術(shù)的一次革新和突破。
青島機(jī)場工作人員介紹，基于雷達(dá)自動(dòng)控制的紅綠燈系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測飛機(jī)與雷達(dá)站的相對(duì)位置。當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入警戒區(qū)域時(shí)，紅燈常亮用于警示過往車輛注意避讓；若在發(fā)出警示后仍有車輛向沖突點(diǎn)移動(dòng)，系統(tǒng)則向指揮控制平臺(tái)上報(bào)該異常行為數(shù)據(jù)，通知調(diào)度人員及時(shí)采取應(yīng)急措施。當(dāng)飛機(jī)離開安全規(guī)則規(guī)定的區(qū)域時(shí)，信號(hào)燈變?yōu)榫G色，車輛正常通行。系統(tǒng)對(duì)于飛機(jī)進(jìn)入預(yù)定位置停止通行和飛機(jī)離開允許通行的位置設(shè)定值可以精確到1米，消除了人為判斷距離是否可以通行的不確定性，規(guī)避了夜間、低能見度條件下人為判斷距離的通行風(fēng)險(xiǎn)。
基于雷達(dá)的自動(dòng)控制紅綠燈系統(tǒng)保障飛行區(qū)車輛安全、高效運(yùn)行
在運(yùn)維方面，青島機(jī)場實(shí)現(xiàn)了對(duì)該系統(tǒng)雷達(dá)、信號(hào)燈控制器、目標(biāo)融合服務(wù)器、指揮控制平臺(tái)等核心組件的智能運(yùn)維，具備數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測、故障節(jié)點(diǎn)分析、智能報(bào)表生成等功能，在提高運(yùn)維效率的同時(shí)有效節(jié)約運(yùn)維成本。
值得一提的是，該系統(tǒng)的目標(biāo)融合服務(wù)器通過對(duì)各雷達(dá)站上報(bào)的目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、去重、糾偏、融合等處理，可以還原飛機(jī)在滑行道區(qū)域內(nèi)的運(yùn)行軌跡。系統(tǒng)平臺(tái)內(nèi)置的智能融合算法，可以同時(shí)精準(zhǔn)還原檢測范圍內(nèi)飛機(jī)和車輛的完整軌跡。
對(duì)于機(jī)場雷達(dá)站采集的飛機(jī)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如檢測區(qū)域內(nèi)飛機(jī)的通行架次、平均速度、最大速度、通過時(shí)長等，系統(tǒng)以柱狀圖、餅狀圖、報(bào)表等形式直觀呈現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，并支持按照時(shí)間、位置等不同檢索條件查詢結(jié)果。未來經(jīng)過一段時(shí)間的模型訓(xùn)練后，該系統(tǒng)還將有效區(qū)分大型飛機(jī)、中型飛機(jī)、小型飛機(jī)等不同機(jī)型，為機(jī)場運(yùn)營和管理精細(xì)化提供大數(shù)據(jù)支撐。
互聯(lián)互通 持續(xù)優(yōu)化
推動(dòng)機(jī)坪運(yùn)行越來越智慧
青島機(jī)場工作人員介紹，基于雷達(dá)自動(dòng)控制的紅綠燈系統(tǒng)符合國家“車路網(wǎng)云一體化”設(shè)計(jì)框架要求，預(yù)留了與無人駕駛云控平臺(tái)的對(duì)接接口，可與無人駕駛車輛互聯(lián)互通，為后續(xù)飛行區(qū)內(nèi)無人駕駛設(shè)備的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
2024年7月，青島機(jī)場承擔(dān)的山東省交通運(yùn)輸廳重點(diǎn)項(xiàng)目——L4級(jí)車路協(xié)同無人駕駛車輛及系統(tǒng)應(yīng)用研究——順利通過山東省交通運(yùn)輸廳結(jié)題驗(yàn)收，項(xiàng)目研究成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
自系統(tǒng)投用以來，青島機(jī)場不斷對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，收集反饋意見。利用系統(tǒng)具備的數(shù)據(jù)監(jiān)測功能，青島機(jī)場可實(shí)時(shí)收集雷達(dá)探測數(shù)據(jù)、信號(hào)燈切換時(shí)間、車輛通行速度等信息，并通過數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行初步分析，查找異常數(shù)據(jù)。在工作人員意見反饋收集方面，青島機(jī)場設(shè)置了專門的意見反饋渠道，如在線問卷、專線電話反饋等，收集機(jī)場工作人員、飛行員、車輛駕駛員等對(duì)紅綠燈系統(tǒng)的使用體驗(yàn)和改進(jìn)建議。
此外，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，青島機(jī)場持續(xù)提高雷達(dá)探測精度，擴(kuò)大覆蓋范圍，調(diào)整信號(hào)燈的切換邏輯和配時(shí)方案，根據(jù)不同時(shí)段的交通流量和飛行器活動(dòng)情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整紅綠燈時(shí)長，提高通行效率，并定期關(guān)注民航業(yè)內(nèi)關(guān)于類似系統(tǒng)的最新研究成果和技術(shù)應(yīng)用案例，及時(shí)引入先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，不斷提升本場紅綠燈系統(tǒng)的運(yùn)行水平。
青島機(jī)場航站樓（本文圖片均由青島機(jī)場提供）
青島機(jī)場基于雷達(dá)自動(dòng)控制紅綠燈系統(tǒng)的創(chuàng)新應(yīng)用，是落實(shí)“平安、綠色、智慧、人文”四型機(jī)場建設(shè)要求的有力舉措，不僅有效規(guī)避了車輛穿越航空器滑行道帶來的沖突風(fēng)險(xiǎn)，提高了車輛通過垂直滑行道的效率，還產(chǎn)生了一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。未來，青島機(jī)場將不斷深化數(shù)字化、智能化技術(shù)的探索應(yīng)用，為提高機(jī)場全天候運(yùn)行保障能力、機(jī)坪運(yùn)行效率提供技術(shù)支撐。（中國民航報(bào) 記者張之涵 通訊員孫粒成）
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