在中国民航局第二研究所15层展厅里，一个军绿色类似地球仪的巨大球体格外引人注目。“球状的是塔架式光学监测系统。球体旁较小的、黄色的是边灯式光电复合监测系统”。民航二所所长罗晓谈起这两件“宝贝”，格外自豪。塔架方式部署的光学传感器、雷达传感器和边灯方式部署的光学、雷达复合传感器，组成了混合制式机场跑道异物监测系统，民航二所具有这套系统的自主知识产权。

罗晓告诉记者，混合制式机场跑道异物监测系统就像“火眼金睛”，能够及时发现跑道上存在的异物并作出判断、告警。该系统的成功研制，标志着我国打破了国外在该领域的技术垄断，是我国民航机场运行安全领域重大装备国产化的又一次突破。

金属片引发“协和”空难

2000年7月25日，法国航空公司一架注册编号为F-BTSC的“协和”飞机准备从法国巴黎戴高乐机场起飞，飞往美国纽约肯尼迪国际机场，航班上共有9名机组成员和100名旅客。飞机起飞时，左侧引擎着火，起飞不久坠毁于巴黎市郊的戈内斯。这场事故造成了机上人员全部罹难，还造成了地面上4人死亡。事故调查结果显示，造成灾难的原因是另一架飞机在跑道上掉落了金属片，金属片扎破了随后起飞的“协和”飞机轮胎，轮胎爆破产生的碎片击中了一个或多个油箱，导致了飞机左机翼起火并很快坠毁。

造成协和飞机机毁人亡的金属片就是俗称的跑道异物。跑道异物已经是飞机起降阶段的主要不安全因素之一。跑道异物不仅会危害到飞行器安全，还会给机场和航空公司带来航班延误、关闭跑道等间接损失。在全球范围内，跑道异物造成的间接损失为直接损失的4倍。

目前，我国机场跑道异物的防范工作主要依靠“人”来完成，机场每天要对跑道进4次人工巡检。当人工巡检时，跑道无法使用，直接影响到航班运行效率。

“‘协和’空难发生后，美国联邦航空管理局、欧洲空中航行安全组织实验中心等相关机构加强了对跑道异物防范技术的研究，主要是利用自动化设备监测跑道异物。”民航二所科研开发中心跑道异物监测项目组组长龙柯宇介绍，“使用高度自动化的跑道异物监测设备，辅助或替代人工巡检，是民航业保障跑道运行安全的必然趋势。”

“火眼金睛”识别微小异物

机场跑道异物监测系统由异物传感器、异物信息处理系统、异物系统控制终端以及基础设施等构成，采用光学或雷达技术进行探测，具有异物检测、自动报警、异物定位等功能，能够全天候自动监测跑道。

“光学探测技术适合各种材质的小目标探测，但对空气能见度有一定的要求；雷达探测技术受环境影响小，适合对金属物品进行探测，但有可能漏掉非金属物品。”龙柯宇比较了这两种探测方式的优劣。若能将两种方式结合起来，正好能优势互补，收到良好的检测效果。于是，民航二所从研发伊始就选定了光学和雷达两种探测方式。

在系统部署方式上，民航二所也进行了充分考虑。机场跑道异物监测系统的部署方式可分为三类：塔架式、边灯式和移动式。塔架式系统是将传感器安装在4米~8米的塔架上面，塔架一般被部署在距跑道中线上百米处。边灯式系统是将传感器安装在和跑道边灯一体的底座上面，其通信和供电模块及跑道边灯被放置在同一空间（灯桶）内。移动式系统将传感器安装在可移动的车辆或装置上面，在工作过程中边移动边扫描、边检测边清理。塔架式、边灯式系统才算得上是高度自动化的系统，因此民航二所将研发精力集中在采用这两种部署方式的跑道异物监测设备上。

自2012年起，民航二所正式启动了机场跑道异物监测系统研制工作，并获得了国家自然基金、民航局等渠道的多个科研项目支持。民航二所紧密结合民航安全运行实际需求，紧跟国内外技术发展趋势，在机场跑道异物监测领域开展了大量研究工作，在毫米波雷达检测、光学检测以及雷达与光学数据融合等技术领域取得了重大进展，最终完成了塔架式光学监测系统、雷达监测系统和边灯式光学雷达复合监测系统的研制工作。

随后，民航二所在兰州中川机场和四川成都太平寺机场完成了真实环境中机场跑道异物监测系统的技术示范验证。不论采用哪种监测方式的设备，“我们能够检测出2厘米粒径甚至更小的跑道异物”，龙柯宇对此很有信心。

目前，民航二所是业内唯一同时拥有多种制式FOD探测系统部署能力的单位。

国产系统优势显著

在国外，多家厂商已经完成跑道异物监测产品研制并投入商业应用。如以色列的Xsight公司开发的系统已经运用于以色列特拉维夫机场、美国波士顿洛根机场、泰国素万那普国际机场和美国西雅图塔科马国际机场，新加坡策技（Stratech）公司开发的系统已经运用于阿联酋迪拜机场、新加坡樟宜国际机场、中国香港国际机场、美国迈阿密国际机场和美国奥兰多国际机场。跑道异物自动监测技术已获得国际民航业广泛认可，成为机场跑道运行安全领域的技术热点。

2017年8月，民航二所承担的民航局安全能力建设项目“机场跑道异物监测技术示范验证”顺利通过民航局机场司组织的结题验收。验收专家组认为民航二所研制的混合制式机场跑道异物监测系统性能已达到中国民航《机场道面外来物探测设备》IBCA-2016-01信息通告和美国联邦航空管理局咨询通告要求。

和国外厂商产品相比，民航二所的混合制式机场跑道异物监测系统有特有的优势。在技术上，民航二所毫不逊色；在服务上，则能做到遥遥领先。“我国地域辽阔，机场分布全国，全国各地机场特点不同。”民航二所科研开发中心主任吴宏刚说。在我国北方机场，冬天大雪会覆盖边灯式监测设备，影响检测效果；南方多雾，光学设备也会受到影响。“我们在研发这套系统时已经充分考虑了设备可靠性和环境适应性，能够提供满足各机场需要的灵活系统配置方案，我们还愿意针对国内机场多样化的需求进行改进”。不仅如此，民航二所的混合制式机场跑道异物监测系统在价格上也具有很强的竞争力，“我们比国外同等产品便宜了30%~50%。”吴宏刚说。民航二所在提供优质售后服务的同时，还能为机场节约大量后期维保费用。

目前，国内有数十个机场已开始进行机场跑道异物监测系统建设的前期调研和立项工作。未来，混合制式机场跑道异物监测系统一旦广泛应用，将有效提高我国机场的跑道外来物防范水平，为提高机场的运行安全水平和运行效率提供有力的技术支撑。（《中国民航报》、中国民航网 记者陈嘉佳 通讯员李琳）