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1、机场跑道异物（FOD）探测试验系统建议方案1、系统总体说明1.1、系统总体组成机场跑道外来物探测试验系统（后简称“FOD探测系统”或“本系统”）由 FOD探测子系统、网络通信子系统、物理链路子系统、现场供电子系统等共同组 成。系统总体结构图如下:FOD综合信息显示FOD管理员操作席位FoD清理作业无线链路FoD系统数据中心FOD事件识别FODil件调度处理探测数据统计分析D-传感器数据处理 监控中心及可视化展示机场、空管信息联动一FOD信息管理FOD业务流程管理:FoD传惑供配电及数据传给网落Fi7供配电及数据传卷网络L 2、系统运行模式FO邸警FoD预处理非 FOD1、系统运行流程1）系统扫
2、描跑道，发现异物后会以声音和屏幕报警提示操作员进行FOD处理流程操作。2）操作员操作软件，对报警信息进行核实，如果能判断不是FOD,即可归档。如果确认是FOD或者不能明确辨识，则需将此任务派发至现场人员处理3）现场人员通过FOD移动操作控制终端收到系统发送过来的FOD信息，根据紧急情况，决定是否申请进入跑道处理。4）现场人员进入跑道，根据FOD移动操作控制终端的提示，到达报警处，判别是否是FOD,并填写FOD信息记录，拍照上传至后台系统。5）操作员根据现场人员反馈回来的信息，对此报警信息进行分类并归档。2、监控中心职能根据FOD探测系统提供的FOD报警信息，进行相应的软件操作，判别是否需要进一
3、步处理。3、现场人员职能根据监控中心操作人员确认后下发的FOD报警信息，申请进入跑道清理异物，并填写相关信息上传归档。2、总体解决方案2.1、 设计原则2.1.1、 先进性FOD系统采用先进的概念、技术、方法、设备，既成熟可靠，又符合目前技术发展潮流。系统整体技术性能达到目前国内外机场跑道FOD系统建设的先进水平，并在一定时期内保持其先进性。2.1.2、 适用性FOD探测系统的功能应完全立足于机场的安防管理，充分满足当前和未来五年内机场用户的需求，保证系统信息处理和传递的安全、可靠、及时、准确、完整，提高工作效率，减少人为差错，降低运行成本。2.1.3、 开放性系统软件和硬件的选取遵循开放系统
4、规范，支持多种国际标准协议，包括采用具有开放的操作系统、数据库、应用程序、开发工具、接口协议等。系统采用先进的技术、方法和设备，为第三方应用提供开放的标准接口。2.1.4、 可靠性系统能每天正常工作24小时，每年运转365天，所有设备具有高度的可靠性和优良的性能。系统所选设备和材料考虑XX机场气候条件因素，满足FOD探测系统在-40飞0的环境下正常工作。2.1.5、 5、可用性系统在任何时段内，不允许全系统停止运行。在系统规定的可用时间和系统响应时间内，系统能正常运行，并且不会降低其使用的性能。2.1.6、 安全性系统具有高度的安全性和保密性，通过对系统分级保护、数据存储权限的控制，以及网络安
5、全隔离等手段，来防止各种形式的对系统的非法侵入。2.1.7、 扩充性系统在系统容量、通信能力、处理能力等方面应具有扩充性，可以方便地进行产品升级、换代及功能扩充。在以后的升级中，能有效保护用户已有的投资，而且具有较高的综合性能价格比。2.1.8、 可维护性系统管理员能够对FOD探测系统进行维护管理，并且在进行维护维修的时候，不影响系统的整体业务运行。2.1.9、 可操作性系统的操作界面提供友好的中文界面，采用规范的行业用语，易于管理和维护。用户界面基于WindoWS系统,支持键盘和鼠标操作，界面友好、清晰，操作简单、方便，容错性强。2.1.10、 经济性在充分满足跑道FOD探测系统应用功能需求
6、和系统性能要求，并保证系统安全可靠性的情况下，选用性能价格比高的系统和产品。2.2、 FOD探测子系统2.2.1、 系统概述FOD探测子系统旨在建立一个软硬件结合的，基于分布式光电传感器探测的集成系统，该系统能够覆盖整个机场跑道，全天24小时不间断运作，为机场工作人员提供一种能够替代人工巡检方式的自动化跑道异物非中断式检测手段。系统可以在不影响航班正常起降的情况下，对机场跑道异物进行实时的检测告警，并将告警信息发送给FOD终端工作人员和异物清理回收人员。该系统投入运行后，能为机场提供有效的跑道异物检测手段，为机场安全生产、运营管理服务的高质量运行提供有力保障。2.2. 2、系统点位部署根据广州
7、机场提供的试验地段，边灯式FOD探测设备部署在Jl滑行道试验段，长约97米，宽约35米，计划在滑行道两边各部署边灯式探测设备3台，共计6台边灯式探测设备，间距30米部署。2.23、系统组成FOD探测子系统由系统现场设备、数据中心设备、监控中心设备和FOD探测系统管理软件构成。2.2.4、 系统功能2.2.4.1、总体功能FOD探测系统旨在建立一个软硬件结合的，基于分布式光电传感器探测的集成系统，系统能够覆盖整条机场跑道，全天24小时不间断运作，为机场工作人员提供一种能够替代人工巡检方式的自动化跑道异物检测手段。系统在不影响航班正常起降的情况下，对机场跑道异物进行实时检测，覆盖FOD报警、复核、
8、清除、归档等全业务流程。系统投入运行后，能够进一步提升机场运行效率和安全管控水平。系统符合相应国家、行业标准及规范，符合民航局发布的机场道面外来物探测设备信息通告(IB-CA-2016-01,2016年7月1日)、FAA咨询通告和民用机场飞行区技术标准(MH5001-2013)、以及国家标准无线电发射设备参数通用要求和测试方法(GB/T12572-2008)的要求。系统总体功能如下： 能够对跑道活动区中的指定区域进行监视。 能够在60秒扫描周期内检测并定位跑道活动区中的单个或多个FODo 检测到FOD时会及时向用户发出声音和屏幕警报。 同机场现有设施(包括通信、导航、气象、灯光和空管设施设备)
9、一起作业时，不会干扰到这些系统正常工作。 采用智能分析算法可以排除航空器和车辆等运行活动的干扰 FOD探测设备具备包括自检功能在内的健康管理功能，设备故障时，能够立即进行声音和屏幕报警。 设备数据、FOD探测数据、巡视人员数据、FOD处理结果数据、日志数据等数据及记录存储时间10年以上。 易折性符合跑道和滑行道助航灯具检测规范(ACT37-CA-2015-04)中5. 3.7易折试验中的要求，以不大于220Nmin的速度逐渐加力，直到204Nm,在确知易折件能够承受此负荷而不损坏后，继续以原速度增大负荷，易折点应在弯矩达到680Nm前折断。1.1.1.2、 系统现场设备系统现场设备包括边灯式探
10、测设备、边灯式探测设备配套设备。1.1.1.2.1 、边灯式探测设备1、边灯式探测设备构成产品由FOD探测雷达、光电组件、电源模块、通信模块、机械底座、转台和易折灯柱等组成。边灯式探测设备具有系留措施，倒伏后不会解体，并能被固定在机械底座附近。2、安装高度限制依据跑道和滑行道助航灯具技术要求倡0137人-2015-03）第5.3.2节相关要求。边灯式探测设备的安装方式遵循道面上的立式灯具限高要求，并遵循助航灯具相同的易折性要求。1.1.1.2.2 边灯式探测设备配套设备配套设备包含隔离变压器箱、光纤分线盒和防雷设备，安装点位于边灯式探测设备附近的土面区中。为使边灯式探测设备和配套设备均具备良好
11、的接地条件，将就近设置接地极，接地电阻WlOQ。1.1.1.3、 监控中心设备监控中心设备包括固定操作控制终端和移动操作控制终端。2.2.4. 3.1、固定操作控制终端固定操作控制终端部署FOD监测处理软件，FOD监测处理软件显示核心控制软件检测处理的FOD目标信息，以声音和屏幕报警功能提示操作员，并实现FOD检测处理，设备参数配置，数据监测，统计分析等功能。2.2.5. 3.2、移动操作控制终端移动操作控制终端部署FOD现场处理软件。系统检测到FOD信息后，将FOD信息（发现时间、位置坐标等）发送给移动操作控制终端进行处理，移动操作控制终端有待处理异物显示，异物位置引导、现场人员异物清理和处
12、理结果上报等功能。2.2.4.4,数据中心设备数据中心设备包括数据库服务器、磁盘阵列、应用服务器、核心交换机、集群软件、数据库软件、NVR视频服务器、图像处理工作站、融合处理工作站等。2.2.4.4.1、数据库服务器本系统的应用模式决定了系统将存储大量的数据和图片信息，是高可靠性的关键性应用系统，需要避免任何可能的停机和数据的破坏与丢失。数据库服务器采用双机热备，安装WirldowSServer操作系统，该操作系统具有标准工业接口，并支持中文内码，符合我国关于中文字符集定义的有关国家标准，支持主流网络协议,如TCP/IP等。数据库服务器安装FOD探测系统数据库，负责存储FOD探测系统所需的所有
13、数据，根据业务需要可在本系统与其它系统间进行数据交换。2.2.4.4.2 、磁盘阵列本系统的磁盘阵列挂载在数据库服务器上，与数据库服务器通过HBA卡连接，主要存储系统发现的FOD图片及视频信息。磁盘阵列是由很多磁盘组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查(ParityCheCk)的观念，在数组中任意一个硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新置入新硬盘中。2.2.4.4.3 、应用服务器应用服务器采用双机热备，部署系统所有分析应用程序，包括数据分析算法
14、、目标检测算法、核心控制软件与后台数据库交互的应用程序，前端操作软件与后台数据库交互的应用程序等。2.2.4.4.4 2.4.4.4、核心交换机核心交换机采用IRF2虚拟化技术进行双机热备，提高网络系统的稳定性。数据库服务器、应用服务器、图像处理工作站、融合处理工作站通过核心交换机转发数据，基于核心交换机构建的局域网络，为FOD检测设备视频和雷达数据传输，服务器的数据存储、管理和分析处理等工作提供稳定的快速传输途径。2.2.4.4.5 .集群软件2.2.4.4.6 ,数据库软件选用大型关系数据库。2.2.4.4.7 .NVR视频服务器NVR视频服务器接收前端所有FOD检测设备检测到的实时视频数
15、据，并将数据存储在服务器本地硬盘中，通过不同接口的输出，实现对视频的预览、存储和回放功能。存储的视频数据可保存30天。2.2.4.4.8 4.8、图像处理工作站运行目标检测算法，对FOD边灯式探测设备的传送回来的图像及雷达数据进行分析处理，处理数据后将发现的FOD目标信息存入FOD探测系统数据库，并通知固定操作控制终端处理。2.2.4.4.9、融合处理工作站运行目标融合算法，对探测设备发现的FOD目标数据（包括雷达目标和光学目标）进行融合、对不同探测区域的FOD目标数据进行融合处理。2.2.4.5、FOD探测系统管理软件2.2.4,5.1、FOD核心控制软件FOD核心控制软件实现控制模块将雷达
16、、光学组件，转台等接入系统，按预定的扫描模式，完成雷达和光学的同步扫描，数据检测模块利用检测算法检测实现目标识别并将数据存入数据库。2.2.4、 5.2、前端操作软件1、FOD监测处理软件 分类列表显示未处理、待处理、己处理的异物信息，可查看异物详细信息。 列表显示传感器列表，点击查看各传感器的网络相机，查看实时视频。 显示机场矢量地图、传感器位置、异物位置、移动端位置。 机场矢量地图支持测距、指南针、移动端运动轨迹显示。 可选择连接传感器进行人工操作，手动确认异物。 下发待处理异物信息至移动终端。 异物处理流程状态链跟踪，异物的状态分类查看。 异物信息、视频信息回溯、查看。 显示检测原图、取
17、证图，生成缩略图、鹰眼图。 动态即时截图 异物区域分布饼图。 传感器指令参数设置。 异物运行时统计，统计此次开机工作未处理、正在处理、处理完成归档的异物数量。 系统运行时间统计，统计系统总运行时间。2、FOD现场处理软件 用户登录。 待处理异物信息列表显示。 机场矢量地图显示异物经纬度坐标信息。 查看下发的待处理异物信息，包括缩略图图片、经纬度坐标等信息。 拍照，扫描二维码。 上传异物现场图片、异物描述信息。3、FOD信息管理平台 用户登录。 用户信息、角色信息、部门信息管理。 己处理、未处理异物信息查看。 机场异物年度统计图表查看。 提供移动终端软件下载。2.2.5、 系统性能主要性能指标如
18、下：2.2.5.1、 可检测外来物目标类型探测系统能够检测的外来物目标包括但不限于以下3大类型:标准异物（标准样件）、非标准异物（实物样件）和其它样件，如下表所示。目标物项名称标准异物（标准样件）黑色高尔夫球灰色高尔夫球白色高尔夫球未上漆金属圆柱体非标准异物（实物样件）沥青或者混凝土块跑道照明设备部件可调扳手深色套筒飞机轮胎的橡胶皮扭曲的金属条飞机或汽车油箱盖平头螺栓飞机或地面设备的液压管白色聚氯乙烯塑料管其它样件（直径大于20亳米）冰块鸟类尸体塑料袋（有色和无色）报纸草团边灯式探测设备系统采用毫米波雷达和光学探测器复合检测技术，支持对规范要求定义的所有外来物目标类型进行检测，同时还支持机场用
19、户自定义扩展要求的检测异物目标类型。2.2. 5.2、FOD系统检测性能2.2.1.1.1 探测性能系统在道面处于干燥、湿润或是有积水、积雪的状态时，任意天气情况时，任意能见度情况时，任意光照情况下都能对覆盖范围进行FOD探测。系统在天气晴朗、雾、霾、道面干燥，或在跑道低能见度（RVR低于175米但不小于50米）条件下的探测性能如下： 能探测到覆盖范围内任意放置的标准样件； 能探测到覆盖范围内30m30m区域内任意放置的一组实物样件中92%以上的样件； 任意2个FOD样件，如相互之间距离3m以上，则被识别为独立的2个F0D。1.1.1.1.1、 5.2.2、定位精度FOD探测设备能提供探测到的
20、FOD位置坐标信息，与FOD实际位置的误差小于5mO2.2.5.2.3、 工作模式探测设备能够不间断探测跑道道面FOD,在航空器起飞、降落与移动期间均能正常工作。2.2.5.2.4、 响应时间FOD探测设备能够全天候不间断对覆盖区域进行快速扫描，能够在60秒内完成对整条跑道的扫描，在FOD出现后90秒内进行报警，报警提示框可以显示报警时间、位置、FOD类别、处置时间和方案、备注等信息。2.2.5.2.5、 环境适应性 工作温度：-401+60； 相对湿度：5%95%； FOD探测设备具有一体化金属外壳、防水防尘设计，使其零部件不受雷、雨、雪、冰、沙尘和道面除冰液等物质的损害； 能够承受不低于1
21、34ms的风荷载。2.2.5.2.6、 警报与虚警FOD探测设备发现FOD时会发出警报，该警报会提供充分的信息，使机场管理人员能够评估该FOD的威胁程度以及是否需要立即清除该F0D；系统在任意连续90天内平均每天不超过1次虚警。2.2.5.2.7、 系统寿命FOD探测子系统的探测设备设计使用寿命10年以上。2.2.5.3、射频设备性能指标 使用频率：92-95Ghz; 占用带宽：同频工作时为1000MHz,异频工作时为800MHz； 端口发射功率：12dBm; 等效全向辐射功率(e.i.r.p)：40dBm; 带外杂散：-30dBmMHzo1.2、 5.4,探测系统故障报警功能 边灯式探测设备
22、具备自检功能，设备故障时，监控中心能够立刻进行声音和屏幕报警； 为确保报警信息出现方式的适宜性，进而确保故障报警处置的及时性，系统故障报警信息的出现方式可由招标人需求定制； 自探测系统故障之时起，自动报警延迟时间W60秒； 系统故障报警信息包含故障日期及时间、故障设备编号、设备位置及故隙类型等信息； 对系统故障报警信息进行电子存储，信息保存10年以上，可按照故障日期及时间、故障设备编号、设备位置及故障类型等进行分类查询统计分析； 系统故障报警信息可选择进行置顶； 当探测设备被修复时，系统故障报警信息能自动识别故障己消除，延迟时间小于60秒； 系统故障报警信息可人为根据需求过滤系统故障报警信息，
23、过滤后系统不再对该故障发出报警； 对系统故障报警信息进行电子存储，信息保存10年以上； 系统故障报警信息可按照故障日期及时间、故障设备编号、设备位置及故障类型等进行分类查询统计导出，根据用户要求，导出格式可以为excel、pdf等; 系统在任意连续90天内故障报警信息误报次数不大于1条； 当FOD探测系统主电源发生故障时，系统能自动切换备用电源并按照故障前的设置与状态继续工作。1.3、 网络通信子系统1.3.1、 系统概述网络通信子系统通过边灯式探测设备通信设备和核心交换机完成整个FOD探测系统的数据传输。网络链路使用全光纤传输，从边灯式探测设备到机房敷设光纤网络。1.3.2、 系统结构如下图
24、所示，所有边灯式探测设备接入边灯式探测设备通信设备，边灯式探测设备通信设备与机房设备、监控中心设备接入核心交换机。手持终端通过机场专网或4G网络访问系统。1.3.3、 系统功能边灯式探测设备通信设备接入并转发所有边灯式探测设备数据信息，提供给图像工作站和融合工作站处理，将处理结果保存至数据库。应用服务器、移动终端、操作工作站通过网络通信系统访问数据库。边灯式探测设备通信设备采用光交换技术。光交换是指不经过任何光/电转换，将输入端光信号直接交换到任意的光输出端。1.3.4、 网络安全安全网关设备融合了防火墙和VPN技术，通过安全网关设备防火墙功能的正确配置可实现对网络安全的有效防护。其中防火墙功
25、能典型的网络部署模式包括路由部署模式和透明部署模式，在本方案中，考虑到安全网关会负责边界隔离和区域划分，建议进行路由模式部署。1.4、 物理链路子系统1.4.1、 系统概述FOD探测系统物理链路子系统主要指本系统的光纤链路。光纤链路从机房敷设至每个边灯式探测设备。1.4.2、 系统结构考虑到系统链路容灾，本系统物理链路如下：从机房引出1根24芯铠装光纤沿试验段一周敷设，采用纵剖工艺，每处传感器剥离2芯至边灯式探测设备。1.5、 现场供电子系统2.51、系统概述FOD探测系统现场供电子系统主要指本系统的边灯一次电缆链路。系统采用助航边灯供电模式，所有边灯式探测设备通过正弦波调光器串联恒流供电。正
26、弦波调光器一般放置在灯光站，边灯一次电缆从灯光站引出，沿试验段一周敷设。3、详细设备清单序号设备材料名称规格型号单位数量设备提供方(一)FOD探测子系统1.1现场设备1.1.1边灯式探测设备套6二所提供1.1.2边灯式探测设备配套设备套61光纤分线盒个6请广州机场提供2隔离变压器200w个6请广州机场提供3专用电源个6二所提供4弱电通信箱个6请广州机场提供5隔离变压器箱个6请广州机场提供6防脱落固定件个6二所提供7复合线缆分线盒个6二所提供1.2数据中心1.2.1数据库服务器台1二所提供1.2.2磁盘阵列台1二所提供1.2.3应用服务器台1二所提供1.2.4NVR存储设备台1二所提供1.2.5图像处理工作站台1二所提供1.2.6融合处理工作站台1二所提供1.3监控中心1.3.1固定操作控制终端台1二所提供1.3.2移动操作控制终端台2二所提供(一)网络通信子系统2.1边灯式接入交换机套1二所提供2.2核心交换机台1二所提供(三)物理链路子系统3.1复合线缆根6二所提供（四）现场供电子系统4.1正弦波调光器个1请广州机场提供
