一种基于无线通信的边灯式FOD探测系统及其应用方法与流程

一种基于无线通信的边灯式fod探测系统及其应用方法
技术领域
1.本发明涉及fod探测系统技术领域，具体涉及一种基于无线通信的边灯式fod探测系统及其应用方法。


背景技术：

2.随着世界民用航空业的迅猛发展，民用客机数量大幅增加，机场航班的起降越加频繁，机场跑道异物(foreign object debris，fod)导致的飞机损伤、飞行事故及航班晚点事件发生频率不断上升，破坏程度不断加大，对民用航空业带来了巨大的影响和损失。目前，国内外跑道监察工作主要是靠道面巡查人员每天对道面进行3～4次检查，在巡查跑道时将关闭跑道，这使得航班通行能力大大降低。在雷达技术和计算机视觉目标识别技术日益发展的今天，机场跑道异物探测系统正日益成为国内外大中型机场即时发现跑道异物入侵，保障飞行器安全起降的重要装备。
3.其中，边灯式雷达光学复合fod探测系统因其探测性能好、响应速度快的优点得到了广泛应用。常规的边灯式fod探测器内安装有光端机，将探测器内部的网络电信号转换为光信号，实现与灯光站内光纤交换机的远距离数据传输。
4.可见，现有探测系统通信光缆的长度长达十几公里，受限于机场环境，敷设边灯式fod探测器通信线路的工程成本是极高的，尤其是针对老机场的改装，只能在不影响跑道正常运行的情况下在凌晨进行施工，每天施工时间仅2～3小时，且光纤通信发生故障时，需要进行复杂的故障排查和光纤熔接等作业，大幅提高了工程成本也严重影响工程进度。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于无线通信的边灯式fod探测系统及其应用方法。
6.第一方面，一种基于无线通信的边灯式fod探测系统，包括中心接入设备、灯光站以及多个边灯式fod探测器，所述多个边灯式fod探测器安装于机场跑道两侧，所述每个边灯式fod探测器上均安装有终端接入设备，所述中心接入设备安装于灯光站与多个终端接入设备之间，所述多个终端接入设备与中心接入设备无线连接，所述中心接入设备与灯光站光纤连接。
7.进一步地，
8.所述灯光站数量为1个，所述中心接入设备的数量为至少2个；
9.机场跑道从中心处划分为左右两部分，左端中心接入设备与左跑道区域内多个终端接入设备无线连接，右端中心接入设备与右跑道区域内多个终端接入设备无线连接。
10.进一步地，所述中心接入设备的数量为2个，跑道左端和跑道右端分别安装1个所述中心接入设备。
11.进一步地，
12.所述中心接入设备的数量为4个，跑道左端和跑道右端分别均安装2个所述中心接
入设备；
13.相邻终端接入设备分别与不同的所述中心接入设备无线连接。
14.进一步地，
15.所述灯光站数量为2个，所述中心接入设备的数量为至少2个；
16.机场跑道从中心处划分为左右两部分，左端中心接入设备与左跑道区域内多个终端接入设备无线连接，右端中心接入设备与右跑道区域内多个终端接入设备无线连接。
17.进一步地，
18.所述中心接入设备的数量为2个，跑道左端和跑道右端分别安装1个所述中心接入设备；
19.所述每个灯光站对应连接1个所述中心接入设备。
20.进一步地，
21.所述中心接入设备的数量为4个，跑道左端和跑道右端分别均安装2个所述中心接入设备；
22.所述每个灯光站对应连接2个所述中心接入设备，相邻终端接入设备分别与不同的所述中心接入设备无线连接。
23.进一步地，所述相邻终端接入设备分别与不同的所述中心接入设备无线连接，具体为：
24.所述多个终端接入设备按数量分为奇数组终端接入设备和偶数组终端接入设备，所述奇数组终端接入设备与偶数组终端接入设备分别与不同的中心接入设备无线连接。
25.第二方面，一种基于无线通信的边灯式fod探测系统的应用方法，步骤包括：
26.边灯式fod探测器对机场跑道进行分时扫描探测，并获取探测数据；
27.边灯式fod探测器通过终端接入设备采用无线通信技术，将所述探测数据传输至中心接入设备；
28.中心接入设备接收所述探测数据，并通过光纤线缆将所述探测数据传输至灯光站；
29.灯光站接收所述探测数据，并将所述探测数据发送至机场的数据处理终端，以进行分析处理，获取得到异物信息，发出警报。
30.进一步地，所述灯光站包括光纤交换机，所述灯光站接收所述探测数据，具体为：
31.所述灯光站通过光纤线缆接收所述中心接入设备传输的探测数据，并将所述探测数据作为信号引入所述光纤交换机中。
32.本发明的有益效果体现在：通过安装终端接入设备和中心接入设备，利用无线通信实现边灯式fod探测器与灯光站之间的数据传输，大幅降低建设成本和安装部署时间，且故障定位简单，设备更换方便，故障发生时也不影响系统整体的探测效果。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
34.图1为本发明实施例一提供的一种基于无线通信的边灯式fod探测系统的模块框
图；
35.图2为本发明实施例一提供的一种基于无线通信的边灯式fod探测系统的中心接入设备数量为2个时的结构示意图；
36.图3为本发明实施例一提供的一种基于无线通信的边灯式fod探测系统的中心接入设备数量为4个时的结构示意图；
37.图4为本发明实施例二提供的一种基于无线通信的边灯式fod探测系统的中心接入设备数量为2个时的结构示意图；
38.图5为本发明实施例二提供的一种基于无线通信的边灯式fod探测系统的中心接入设备数量为4个时的结构示意图；
39.图6为本发明实施例三提供的一种基于无线通信的边灯式fod探测系统的应用方法流程图。
具体实施方式
40.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
41.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
42.实施例一
43.如图1所示，一种基于无线通信的边灯式fod探测系统，包括中心接入设备、灯光站以及多个边灯式fod探测器，其中，多个边灯式fod探测器安装于机场跑道两侧，每个边灯式fod探测器上均安装有终端接入设备，中心接入设备安装于灯光站与多个终端接入设备之间，多个终端接入设备与中心接入设备无线连接，中心接入设备与灯光站光纤连接。
44.进一步地，单侧相邻边灯式fod探测器之间的间隔距离为60m，而边灯式fod探测器的探测距离一般为70m，因此可实现对跑道全面探测。当一个探测器故障时，故障探测器两端相邻的其他探测器仍可对故障探测器原覆盖区域进行补充探测。
45.中心接入设备的无线信号覆盖范围为2km，实际应用中，中心接入设备安装于灯光站附近，中心接入设备与灯光站之间埋设的光纤线缆距离很短，大幅减少了建设成本。边灯式fod探测器的具体数量根据机场跑道的实际长度决定，例如：机场跑道长度为3600m，边灯式fod探测器在跑道两侧间隔60m安装，则需要安装120个边灯式fod探测器。
46.本实施例以灯光站的数量为1个为例，中心接入设备的数量为至少2个。
47.如图2所示，当灯光站对应连接2个中心接入设备时，为了使中心接入设备与终端接入设备之间的传输信号能全面覆盖整个跑道，则需要在跑道左端和跑道右端分别安装1个中心接入设备。机场跑道从中心处划分为左右两部分，跑道左右两端的中心接入设备分别负责各半条跑道区域内边灯式fod探测器的数据传输，即左端中心接入设备与左跑道区域内多个终端接入设备无线连接，右端中心接入设备与右跑道区域内多个终端接入设备无线连接。
48.优选地，如图3所示，当灯光站对应连接4个中心接入设备时，跑道左端和跑道右端分别均安装2个中心接入设备。同时，安装在边灯式fod探测器上的终端接入设备按数量进
无线连接；同理，右跑道区域内，奇数组终端接入设备与“中心接入设备7”无线连接，偶数组终端接入设备与“中心接入设备8”无线连接。
58.即使单个中心接入设备发生故障，该故障中心接入设备信号范围内的边灯式fod探测器会通过邻近的探测器补充探测，且邻近探测器的终端接入设备会因与另一个中心接入设备连接而保持通信正常，从而保证了故障信号范围内的边灯式fod探测器所探测的区域也能被探测到，并传输至灯光站，不影响对跑道的实时探测。
59.具体地，通过机场跑道两侧的多个边灯式fod探测器对机场跑道进行分时扫描探测，并通过终端接入设备利用无线通信技术，实时地将探测数据传输至中心接入设备，中心接入设备通过无线通信接收该探测数据，同时通过光纤线缆将探测数据传输至灯光站，实现与灯光站之间的数据交互。灯光站接收探测数据，将探测数据作为信号引入灯光站内的光纤交换机中，并将探测数据发送至机场的数据处理终端，对探测数据进行分析处理，获取得到异物信息，根据异物信息发出警报，以提示工作人员。
60.实施例三
61.如图6所示，一种基于无线通信的边灯式fod探测系统的应用方法，步骤包括：
62.s1：边灯式fod探测器对机场跑道进行分时扫描探测，并获取探测数据；
63.s2：边灯式fod探测器通过终端接入设备采用无线通信技术，将所述探测数据传输至中心接入设备；
64.s3：中心接入设备接收所述探测数据，并通过光纤线缆将所述探测数据传输至灯光站；
65.s4：灯光站接收所述探测数据，并将所述探测数据发送至机场的数据处理终端，以进行分析处理，获取得到异物信息，发出警报。
66.具体地，机场跑道两侧的多个边灯式fod探测器对机场跑道进行分时扫描探测，并通过终端接入设备利用无线通信技术，实时地将探测数据传输至中心接入设备，中心接入设备通过无线通信接收该探测数据，同时通过光纤线缆将探测数据传输至灯光站，实现与灯光站之间的数据交互。灯光站接收探测数据，将探测数据作为信号引入灯光站内的光纤交换机中，并将探测数据发送至机场的数据处理终端，对探测数据进行分析处理，获取得到异物信息，根据异物信息发出警报，以提示工作人员。
67.在实际工程中，大多数情况下相邻边灯式fod探测器通过终端接入设备分别与不同的中心接入设备通信连接。具体为：安装在边灯式fod探测器上的终端接入设备按数量进行间隔分组，分为奇数组终端接入设备和偶数组终端接入设备，奇数组终端接入设备和偶数组终端接入设备分别与不同的中心接入设备进行无线通信。例如：左跑道区域内，奇数组终端接入设备与“中心接入设备a”无线连接，偶数组终端接入设备与“中心接入设备b”无线连接；同理，右跑道区域内，奇数组终端接入设备与“中心接入设备c”无线连接，偶数组终端接入设备与“中心接入设备d”无线连接。
68.即使单个中心接入设备发生故障，该故障中心接入设备信号范围内的边灯式fod探测器会通过邻近的探测器补充探测，且邻近探测器的终端接入设备会因与另一个中心接入设备连接而保持通信正常，从而保证了故障信号范围内的边灯式fod探测器所探测的区域也能被探测到，并传输至灯光站，不影响对跑道的实时探测。
69.本发明通过安装终端接入设备和中心接入设备，利用无线通信实现边灯式fod探
测器与灯光站之间的数据传输，大幅降低建设成本和安装部署时间，且故障定位简单，设备更换方便，故障发生时也不影响系统整体的探测效果。
70.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。