倪豆

随着我国民航交通流量的高速增长，民航安全运行中发生跑道入侵灾难性事故的风险很高，有关研究证明，跑道入侵的主要危险来自于航空器与航空器的相撞，而超过一半的跑道入侵事故是由于飞行驾驶人员差错造成的。因此有必要开发相应的地面或机载设备，以帮助飞行员和管制员增强情景意识，防患于未然。目前国内民航机场亟待开发和应用防止跑道入侵，尤其是航空器之间冲突的自动报警和提示设备。自动报警和提示设备的重要性在于一旦发生跑道入侵，可以立即做出响应和警报，给飞行员和管制员以足够的时间和空间来避免和解决跑道入侵问题。基于相关领域的研究和现状，为避免人为因素发生错误，本文阐述了一种跑道状态灯（RWSL）系统，该跑道状态灯（RWSL）系统是可以自动决策，避免人为因素引发错误，直接采用直观的灯光提示飞行员，避免通讯错误，同时增强飞行员情景意识。

一、防跑道侵入现状

按照ICAO的规定，跑道入侵是指在机场发生的任何航空器、车辆或人员误入指定用于航空器着陆和起飞的地面保护区的情况。在机场发生的任何航空器、车辆、人员误入指定用于航空器起飞和着陆地面保护区的情况均可定义为跑道侵入。根据国际民航组织ICAO和美国联邦航空局（FAA）的相关规定，跑道侵入危险等级可以划分为4个级别。A级为危害最严重的安全事故，此种情形下，基本上一定会发生飞机碰撞事故，一般不能够有效避免；B级较为严重的安全事故，这种情况，会增加可能碰撞的风险；C级此种情况致使飞机发生碰撞的可能性较低；D级一般界定为没有引发安全事故的事件类型。

（一）防止跑道侵入相关技术

场面活动引导与控制系统（A-SMGCS）技术主要通过对机场场面活动的监视、引导和控制来解决机场在安全、效率和容量等方面的问题。该系统可在全天候、高密度航班流量和复杂机场环境条件下，实现对机场场面运动的飞机和车辆进行实时监控和引导，从而有效地避免场面活动目标发生冲突，显著增强机场安全保障能力，特别是在低能见度条件下能大幅度提高机场运行的安全与效率。A-SMGCS技术是由ICAO提出的高级场面引导和控制系统，可通过向管制员告警提示跑道侵入事件发生，未来引导功能技术成熟后，可通过跑道、滑行道中线灯的亮灭来引导飞机车辆运行，防止跑道侵入事件发生。

2002年麻省理工学院林肯实验室第一次提出了国内跑道状态灯（RWSL）系统的概念，2005年达拉斯机场开展RELs（跑道进入灯）和THLs（起飞等待灯）原型系统验证，后于2009年洛杉矶机场同样也开展了RELs和THLs原型系统验证，后于2010年波士顿机场开展了RILs（跑道交叉口灯）系统验证测试，2017年FAA（美国联邦航空管理局）在全美17个机场部署安装了跑道状态灯（RWSL）系统。目前美国已安装跑道状态灯（RSWL）系统的机场，据不完全统计，跑道入侵事件概率降低了70%。

二、跑道状态灯（RWSL）系统组成和工作原理

（一）跑道状态灯（RWSL）系统组成

如图1所示，跑道状态灯系统主要包括活动目标的监视处理服务器、智能决策与控制服务器及灯光子系统三部分组成。监视数据处理服务器主要接收不同监视传感器（场面监视雷达、多点定位等）数据并进行融合处理；智能决策处理服务器负责根据监视信号自动判断跑道运行状态，根据交通态势自动决定状态灯的开启/关闭；灯光控制器负责根据决策指令控制灯光开关、光强；灯光子系统包括状态灯调光器、供电及通讯连路、嵌入式灯具组成。

（二）跑道状态灯（RWSL）系统工作原理

如图2所示，跑道状态灯系统是一个全自动的跑道侵入防护系统，它是在实现目标精确监视基础上，自动判断跑道的运行状态，同时结合跑道的运行规则，通过信号指示灯方式直接提示飞行员、车辆驾驶员禁止进入或使用跑道。系统主要有3种红色信号指示灯，分别是跑道进入灯、起飞等待灯和交叉跑道灯，一旦红灯开启，就表示禁止进入或使用跑道。

系统运行时首先接入监视传感器的监视数据，通过融合处理实现对场面交通态势的连续可靠监视，在此基础上，通过机场跑道/滑行道布局、跑道运行规则建立跑道安全运行逻辑，结合监视信息自动判断跑道状态，自动决策状态灯是否开启/关闭，灯具控制器接收决策指令后，根据灯光子系统控制协议向其发出控制指令，控制状态灯的开启/关闭。

（三）跑道状态灯（RWSL）系统在我国的创新应用

目前，跑道运行指揮方式主要依靠管制员-飞行员间语音通讯方式，容易由于误解、语音干扰、管制指挥失误 、飞行员情景意识丧失等因素引发跑道侵入事件，跑道状态灯系统通过智能的决策系统直接以信号灯方式向飞行员/驾驶员提示跑道的可用性，有助于避免人为因素引发的跑道侵入，提高飞行员情景意识，大大增强跑道运行的安全性。民航二所研制的跑道状态灯系统目前正在上海虹桥机场开战系统安装，计划2018年在上海虹桥机场开战示范验证。

三、总结

本文通过介绍跑道状态灯（RWSL）系统，提出了防止跑道入侵措施和安全建议，目前人的工作能力是对抗穿过航空安全防御系统的潜在隐患和控制安全事故的最后一道屏障。虽然跑道入侵不是一个新问题，可伴随着交通流量的增加，跑道侵入事件也会逐渐增加，怎样在航空运输中，减少隐患、缓解和管理剩余风险，跑道防侵入永远是航空运输的一个重要部分。