广州白云国际机场建设发展有限公司
摘要：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，超过一半的跑道入侵事故是由于飞行驾驶人员差错造成。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。
关键词：机场跑道；防入侵；智能灯光系统
引言
本文设计一种机场跑道防入侵智能灯光系统，通过在机场交叉的跑道两端设置监测传感器，用于监测是否有飞机进入相应跑道，同时根据监测传感器采集的信息，利用控制指示电路的闭锁互锁功能，为飞行员提供灯光信号指示，能帮助飞行员和管制员增强情景意识，防止两条交叉的跑道上同时有飞机运动，预防事故发生。
一、系统方案设计
1.1 系统结构
本文设计一套由监测传感器、控制电路、跑道通行、封闭指示灯和高音喇叭警报器组成的系统方案，该系统的基本结构如图1所示。控制电路对监测传感器的探测结果进行响应，控制指示灯和警报器的工作状态。
控制电路包括继电器KM1、KM2，常开复位开关SB1、SB3，常闭复位开关SB2、SB4和SB5，及对应继电器KM1的常开触点KM11、KM12和KM14，常闭触点KM13；对应继电器KM2的常开触点KM21、KM22和KM24，常闭触点KM23。A跑道的常开复位开关SB1、A跑道的常闭复位开关SB2和A跑道继电器KM1线圈串联并与供电电源连接，A跑道继电器KM1的第一常开触点KM11与SB1并联；B跑道的常开复位开关SB3、A跑道的常闭复位开关SB4和B跑道继电器KM2线圈串联并与供电电源连接，B跑道继电器KM2的第一常开触点KM21与SB3并联。
其中，继电器KM1，常开复位开关SB1，常闭复位开关SB2，常开触点KM11、KM12和KM14，常闭触点KM13均对应A跑道；继电器KM2，常开复位开关SB3，常闭复位开关SB4，常开触点KM21、KM22和KM24，常闭触点KM23均对应B跑道。
常开复位开关SB1用于指示有飞机进入A跑道，常闭复位开关SB2用于指示有飞机离开A跑道；常开复位开关SB3用于指示有飞机进入B跑道，常闭复位开关SB4用于指示有飞机离开B跑道。
以A跑道常开复位开关SB1为例，其控制逻辑电路的输入为传感器C1和C2，及继电器KM1的常开触点KM11的输出。通过与门、或门和非门的连接关系，若传感器C1和C2任意一个的检测信号输出为高电平，当KM11断开时，SB1由断开状态转为闭合状态，当KM11闭合时，SB1由闭合状态转为断开状态；若传感器C1和C2任意一个的检测信号输出为高电平，当KM11闭合时，SB2由闭合状态转为断开状态，当KM11断开时，SB2由断开状态转为闭合状态。
在机场中还设置了警报器L，用于在A、B跑道同时有飞机进入时，发出整个机场都能听到的警报声。SB5为总复位开关，用于对整个控制电路进行复位。根据传感器采集的跑道信息，控制电路进行相应的开关动作，控制指示灯的点亮、熄灭及警报器发出警报声。
二、工作原理
系统初始状态下，继电器KM1和KM2的线圈都是断电状态，其对应的常闭触点均为闭合状态，常开触点均为断开状态，指示灯A1、A2、B1、B2均为熄灭状态。
当跑道A有飞机进入时，位于A跑道两端的任一光电传感器C1或C2检测到飞机进入，此时，A跑道常开复位开关SB1的操作机构将输出一个高电平的脉冲信号，使SB1由断开状态转为闭合状态，继电器KM1线圈接通，KM1线圈接通后，由其控制的常开触点KM11闭合，KM1线圈构成自锁电路，继电器线圈KM1在复位开关SB1复位后仍将处于通电状态；此外KM1的常闭触点KM12闭合，位于A跑道的指示灯A1和位于B跑道的指示灯B2通电点亮，提示A跑道上飞机可正常通行，且B跑道关闭不可通行。当A跑道上飞机离开跑道时，位于A跑道末端的光电传感器检测到飞机经过，此时，线圈KM1通电，KM11闭合，发出的为高电平信号，常闭复位开关SB2的操作机构接收到高电平信号，使SB2由闭合状态转为断开状态，继电器线圈KM1失电，其常开触点KM11及KM12断开，A跑道通行指示灯A1及B跑道封闭指示灯B2均熄灭，系统恢复到初始状态。
若在A跑道上有飞机通过时，即当A跑道通行指示灯A1和B跑道封闭指示灯B2均亮时，有其它飞机强行或者操作失误进入B跑道，位于B跑道一端的光电传感器检测到飞机进入，此时，B跑道常开复位开关SB3由断开状态转为闭合状态，继电器KM2线圈接通，由其控制的常开触点KM21闭合，KM2线圈构成自锁电路；此外常开触点KM21闭合，常闭触点KM23断开，A跑道封闭指示灯A2点亮，A跑道通行指示灯A1熄灭。由于KM14和KM21同时闭合，警报器L通电，发出警报声。当两条交叉跑道均有飞机进入时，均显示红色的封闭指示灯，提示不可通行，且发出警报声，为双方驾驶人员乃至机场管控人员提供警示信息。两条跑道上均有飞机后，若其中一条跑道上飞机撤离，信号将恢复常态。
结束语：本文介绍了一种机场跑道防入侵智能灯光系统，通过在跑道上设置光电传感器，将光电传感器的输出信号作为控制电路的输入，控制交叉跑道指示灯光的显示，可实现对跑道是否允许通行进行及时有效的灯光提示，并在发生跑道冲突时自动报警。该系统可有效防止交叉跑道因人为因素导致的航空器入侵事故的发生，在交叉跑道出现航空器冲突的情况下，及时感应并利用灯光系统警示，进一步提高机场跑道的自动化管理水平。
参考文献
[1]丁靓靓.浅析跑道入侵问题的国内外现状及研究意义[J].河南科技，2013（9）：157-160.
[2]李勇.跑道入侵的危害及预防[J].科技资讯，2013（16）：221-222.
论文作者:刘功贵
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/30
标签：跑道论文; 常开论文; 触点论文; 状态论文; 继电器论文; 指示灯论文; 线圈论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;