摘要：由于机场场面运行环境复杂，特别是夜晚、雨雾天对飞行员视野带来影响，采用光学助航辅助是保障场面运行安全的重要手段，本文主要对机场跑道智能灯光助航系统的组成和构造进行了探析，提出在机场交叉跑道的两端设置检测传感器，用来检测是否有飞机进入跑道，同一时刻依据监测传感器收集到的结果信息，为飞行员提供灯光的信号指引和声音报警，更好的帮助飞行员增强防范意识。
关键词：机场跑道；智能灯光；自动控制；传感器
一、引言
由于我国经济发展迅速，人民生活水平不断增高，带来民航交通流量高速增长，机场场面发生了跑道入侵等灾难性事故的风险性越来越高。有关研究表明，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员疏忽造成。当今计算机技术的不断发展，智能灯光系统在场面运行管制中提供指挥引导能力越来越重要，系统通过智能检测和告警，辅助机场管制员开展场面管制。本篇文章通过对机场跑道的智能灯光助航系统的组成和构造进行分析，使大家更好的理解该系统的工作原理和作用。
二、智能灯光助航系统的发展
第一套机场跑道灯光系统于1930年在克里夫兰市立机场（现称克里夫兰霍普金斯国际机场）开始使用。
时至今日，机场的灯光系统日益完善，在引导航空器场面滑行方面发挥重要作用，辅助管制员开展管制活动的重要手段。目前机场的灯光系统主要分为进近灯光系统、着陆灯光系统和滑行灯光系统，这些灯光系统共同构成了五彩斑斓的灯光世界，以下简单介绍几种主要的机场跑道灯。
进近灯光系统（Approach Lighting System，ALS），主要安装在跑道的进近端，是从跑道向外延伸的一系列横排灯、闪光灯(或者两者组合)。进近灯光通常在有仪器进近程序的跑道上使用，使得飞行员能够目视分辨跑道环境，帮助飞行员在飞机进近到达预定点的时候对齐跑道。包括进近中线灯、进近横排灯、进近旁线灯、目视进近坡度指示器等，种类不同灯组数量也不同，安装的位置也有所区别。有的对称地排列在跑道两侧，多数则排列在跑道左侧。
着陆灯光系统（Landing Lighting System，LLS），主要集中安装在机场主跑道上，帮助飞行员驾驶飞机安全着陆跑道和跑道滑行引导。包括跑道入口灯、跑道边线灯、跑道中线灯、跑道接地地带灯、跑道末端灯、跑道调头坪灯等。
滑行灯光系统（Sliding Lighting System，LLS），主要集中安装在机场滑行道上，引导航空器从跑道到停机位之间安全滑行，包括滑行快速出口滑行道指示灯、滑行道中线灯、滑行道边灯、滑行道停止排灯、中间等待位置灯、跑道警戒灯等。
三、智能灯光助航系统的设计
为了实现跑道安全使用的检测目的，本文主要介绍一套由监测传感器、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设计方案。系统的控制电路对于检测传感器的探测结果进行实质性响应，进而控制指示灯和报警系统的工作状态。
在一个互相交叉的A和B 的跑道两端分别设置一个可用于监测飞机是否进入跑道的传感器。传感器为光电传感器，采用激光和红外线的感应方式在，主要由发放和接收两个主要部分组成，分别放置在跑道的两侧位置。通过对光学产生的信号持续不断的检测，能够非常精准的测验跑道上是否有航空器出现，同时发出相应的信号。
并且在A和B跑道上面的两侧分别设置了一组用来指示跑道能否通行指示灯A1和B1，以及跑道封闭的指示灯A2和B2.这里面的A1和B1都表示绿灯，A2和B2 都表示红灯。每一个指示灯都是由A跑道和B跑道继电器K1、K2的常开和常闭触电相互的配合实现控制。
控制电路包括继电器、常开复位开关、常闭复位开关，以及对应继电器的常开触点、常闭触点组成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中，继电器K1，常开复位开关AS1，常闭复位开关AS2，常开触点K11、K12和K14，常闭触点K13均对应A跑道；继电器K2，常开复位开关AS3，常闭复位开关AS4，常开触点K21、K22和K24，常闭触点K23均对应B跑道。常开复位开关AS1用于指示有飞机进入A跑道，常闭复位开关AS2用于指示有飞机离开A跑道；常开复位开关AS3用于指示有飞机进入B跑道，常闭复位开关AS4用于指示有飞机离开B跑道。
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。并且设置总复位开关，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。
四、智能灯光助航系统的工作原理
系统初始状态下，继电器K1和K2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检测到飞机进入，此时，A跑道常开复位开关AS1的操作功能将输出一个高电平的脉冲信号，使AS1由断开状态转为闭合状态，继电器K1线圈接通，K1线圈接通后，由其控制的常开触点K11闭合，K1线圈构成自锁电路，继电器线圈K1在复位开关AS1复位后仍将处于通电状态；此外K1的常闭触点K12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K1通电，K11闭合，发出高电平信号，常闭复位开关AS2的操作功能接收到高电平信号，使AS2由闭合状态转为断开状态，继电器线圈K1失电，其常开触点K11及K12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AS3由断开状态转为闭合状态，继电器K2线圈接通，由其控制的常开触点K21闭合，K2线圈构成自锁电路；此外常开触点K21闭合，常闭触点K23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K14和K21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。
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。
五、结束语
2015年11月12日零时开始，首都国际机场东跑道开始试运行跑道智能灯光助航系统，管制员引导跑道上的飞机，告别只能依靠肉眼观察发布人工指令的历史。据了解，民航华北空管局在全国率先使用了这套智能灯光助航系统，并且与塔台电子进程单系统进行对接。系统通过跑道上的光电传感器，把传感器的输出信号当成控制电路的一个输入，监控交叉跑道的使用状况，能够对于跑道是否允许通行提供一种非常有效的灯光提示。而且还会将跑道上发生的问题及时自动报警。系统投入使用后，改变以前只能依靠目视监控，节省人力资源，提升现场监视管控力度，极大的增强机场自动化管理水平，有效的预防机场跑道入侵事件的发生。系统通过信息化手段检测分析，声光电各类告警显示，帮助飞行员和管制员增强情景意识，防患于未然。
参考文献
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论文作者:庄青
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签：跑道论文; 常开论文; 灯光论文; 系统论文; 指示灯论文; 触点论文; 机场论文; 《基层建设》2019年第16期论文;