飞行安全不得不警惕的“FOD”
为了航空安全，航空器的检查必不可少，而为避免起降和滑行中的航空器因外来物产生各种危险，机场跑道的FOD检查也是非常重要的环节，因为一个疏忽，FOD就会成为航空杀手。
1、什么是FOD
FOD是（Foreign Object Debris）的缩写，即可能损伤航空器的某种外来的物质、碎屑或物体。如金属零件、防水塑料布、碎石块、报纸、瓶子、行李牌等，以上统称外来物。典型的有：金属器件（螺帽、螺钉、垫圈、钉子、保险丝等）、机械工具、飞行物品（私人物品、钢笔、铅笔、纽扣等）、橡胶碎片、塑料制品、混凝土沥青碎块（石头、沙子、冰渣等）、纸制品、动植物等。
机场范围内外来物的种类繁多、来源复杂，按照对航空器运行安全的危害大小可大致分为三类：高危外来物、中危外来物和低危外来物。
（一）高危外来物：金属零件和重量较重的外来物。高危外来物极为坚硬，击中航空器会对其造成的极大地损伤。
（二）中危外来物：碎石块、报纸、包装箱等对飞行安全有一定影响的外来物。
（三）低危外来物：非金属零碎垃圾、纸屑、食品等对飞行安全威胁较小的外来物。
2、FOD的危害
航空器对于外来物来说相当脆弱，一块塑料膜吸入发动机就能引起空停，硬币、螺母等金属物甚至会打坏航空器引擎的叶片，而导致发生航空事故，螺钉、金属片或者尖锐的石子也会扎伤航空器的轮胎引起爆胎，产生的轮胎碎片又会打伤航空器本体或重要部件，如液压管、油箱等。
据统计，全球民用航空业每年因FOD造成的直接损失超过40亿美元，同时还会造成航班延误、中断起飞、关闭跑道等间接损失，其间接损失至少为直接损失的4倍；中国民航每年都发生5000起以上的FOD损伤飞机事件，约占航空事故征候总数1/3。
案例回顾
案例1
2000年7月25日，从巴黎戴高乐机场起飞的一架法国航空公司的协和超音速客机发生了空难。据说这架法航的协和飞机在起飞56秒钟之后，机场控制塔的工作人员，突然发现它的尾部起火，飞行员发现情况在紧急迫降的过程中，不幸坠毁。这不仅造成机上109人全部遇难，同时地面的4位无辜百姓，也因此丧生。
经过一个多月的调查，专家们出乎意料地发现，这一次事故的原因，是飞机在起飞滑跑的过程中，轧到了跑道上的一块43厘米长的金属薄片，导致轮胎爆裂，爆裂的轮胎碎片飞起，正好击中了飞机的油箱，引发燃油泄漏并燃起大火，最终导致飞机坠毁。而那导致整个惨案的罪魁祸首——金属薄片，正是从上一班飞机上遗漏的异物。由于航班的频次多，飞机跑道不可能被随时巡查，所以那块夺命的金属薄片，才没有被及时发现，酿成了惨剧。
案例2
2005年1月20日，某航空公司的一架B737-700准备离港，当机组启动发动机，地面机务人员发现左发前方有火星闪出，立即通知机组关车。
经查，飞机左发吸入异物（小水泥碎块），多个叶片被打坏，飞机停场更换叶片。且现场有两块道面板因掉边有修补过的痕迹，修补处已松动脱落，从而产生水泥碎块。
案例3
2010年10月19日19∶27时，国航CA1234航班在西宁机场正常推出滑行至11号跑道等待起飞时，由于11号跑道顺风过大，改用29号跑道起飞。19∶38时，在该航班由11号跑道自西向东滑行过程中，在距离A滑行道向西10米左右，距跑道中心线5米左右处发现属A滑行道临时关闭标志物的一部分。随后场务人员迅速清理了跑道，并对道面进行了检查，确认道面适航。CA1234航班最终使用11号跑道于19∶53时正常起飞。
经查，A滑行道于2010年3月15日至2010年10月31日期间临时关闭。临时关闭标志采用两块3.75m×1.5m和一块9.0m×1.5m的黄色彩钢板与空腹方钢骨架连接后在滑行道拼铺，每块彩钢板标志采用四根15kg的混凝土预制条压住四周。
虽然该关闭标志尺寸符合《民用机场飞行区技术标准》（MH5001-2006）第6.7.2条规定，但材料不符合《民用机场飞行区技术标准》（MH5001-2006）第6.7.2条及《民用机场运行安全管理规定》（191号令）第二百四十四条之规定的易折要求。同时由于所设置的临时关闭标志固定方式不够牢固，关闭标志中一块3.75m×1.5m板材，被吹至跑道，导致事件发生。
案例4
2015年，12月11日，由广州飞往昆明的航班在机场东跑道降落着陆时飞机轮胎发生爆胎，后被拖至指定停机位。经检查，飞机轮胎爆胎是由于中线跑道灯脱落而导致的。
案例5
2017年10月27日，新西兰某机场一名地勤人员在对一架A320飞机进行检查时，不慎将写字夹板遗漏在右侧的发动机里，迫使客机起飞后返航。经查，地勤组在飞机跑道发现了写字板残骸及碎纸片，飞机被发现“发动机内全是纸屑”，发动机风扇叶和用于抑制噪音的摩擦衬垫也出现轻微损坏。
3、FOD防范
目前，国内外大多数机场的FOD检测仍然是以人工检测为主，这种方法不但可靠性差、效率低，而且占用了宝贵的跑道使用时间。
随着航空事业的迅速发展，为满足不断增加的客货运输量，越来越多的机场都在进行大规模的扩建和新建，与此同时，机场的安全隐患问题也在不断的增加，现有的技术难以有效保障航班安全。尤其法航协和号飞机的失事推动了FOD自动监测系统的研究。
目前世界上较为典型的有英国开发的Tarsier系统、以色列开发的FODetect系统、新加坡开发的iFerret系统和美国开发的FOD Finder系统。
国内，对跑道异物自动监测系统的研究才刚刚起步，一些高校和科研单位也在积极进行技术研发和产品探索。
纵观国内外多年的FOD检测实践，目前FOD智能检测的技术发展趋势是采用毫米波雷达+近红外与高清摄像融合成像的多种探测传感手段融合识别技术。
在国内外的FOD智能检测系统产品中，苏州理工雷科传感技术有限公司的高精度FOD智能检测系统颇受关注，其技术性能目前在国际上处于领先地位。
苏州理工雷科FOD智能检测系统
边灯式FOD智能检测系统
采用毫米波和光学复合探测体制，W波段毫米波雷达具有更高的测距和测角精度，光学镜头36倍数字变焦自动获取异物高清影像，结合多维度信号检测和虚警剔除算法，使FOD无处遁形。
主要特点
●毫米波雷达率先在国内标杆机场商业应用
●新建或改扩建机场首选
●安装简易无需破坏跑道道肩
●微小目标稳健检测&超低虚警
●自动识别人、车、飞机和动物
●体积小功耗低
核心优势
体积小巧性能强大
最低安装高度不超过35cm，能够对厘米级微小异物进行精确探测和定位，不会因机场季节性飞虫等导致误报。
技术先进质量可靠
采用先进的雷达光学复合探测技术体制和智能化信息处理算法，结合自主可控的技术体系和生产体系，在复杂天气环境依旧表现卓越，并满足客户定制化需求。
性能指标
最大探测距离≥67m
最小可探测目标尺寸2cm
定位精度≤1m
扫描整条跑道时间≤30s
检测概率≥99%
虚警时间≥8h
方位覆盖0°-180°
塔架式FOD智能检测系统
作用距离超过1.2km，典型架设高度下4部设备即可实现对4F级跑道的双覆盖探测。采用机器学习逐层识别的方式对多类目标进行精确探测和分类识别。产品能有效防止FOD入侵导致的安全事故，提升机场道面安全。
主要特点
●正常运行中机场首选
●支持不停航施工
●超远作用距离
●微小目标稳健检测
●自动识别人、车、飞机和动物
●场景变化自适应降低虚警概率
核心优势
超远作用距离
作用距离超过1.2km，典型架设高度下4部设备即可实现对4F级跑道的双覆盖探测。
自动边缘提取技术
采用自动边缘提取技术，最大程度覆盖道面区域，不会因为机场周边草地环境和固有设施导致误报。
性能指标
最大探测距离≥1200m
最小可探测目标尺寸2cm
定位精度≤1m
扫描整条跑道时间≤60s
检测概率≥99%
虚警时间≥8h
方位覆盖0°-180°
车载式FOD智能检测系统
采用合成孔径技术对跑道或停机坪进行高分辨雷达成像，在车辆行驶速度达到80km/h时，可探测异物的最小尺寸达到惊人的1cm。在高精度导航定位装置的配合下，实现亚米级异物定位精度，大幅降低人工漏检概率，提升清理质量。
主要特点
●FOD探测低成本解决方案
●建设周期短，“即插即用”
●极大地增强道面巡检能力
●可探测小至1cm尺寸异物
●车辆行驶速度最高支持80km/h
●亚米级定位精度
核心优势
黑夜雾天，工作自如
产品以雷达为主要传感器，在黑夜雾天均能具备良好的异物探测能力；
合成孔径，性能不俗
使用合成孔径技术对跑道或停机坪进行高分辨雷达成像，极大地增强了探测能力、降低虚警概率、提高定位精度，并且定位精度不随距离增加而降低
性能指标
可探测1cm尺寸物体，定位精度亚米级，巡视速度最高可达80km/h
