基于对目安全二极管激光扫描技术的飞机泊位引导系统

此系统是为了使飞机安全和顺利地停靠于候机楼坪面，采用对目安全二极管激光扫描技术，追踪飞机的纵横两个方向的位置，在操作人员选择入口位置后，能自动识别靠近的飞机，向飞机驾驶员提供正确的指示，并在显示装置上显示：方位引导、接近速率、飞机机种、使用机位等全部必要信息，便于正副驾驶员来理解。

　　飞机泊位引导系统包括：

　　*飞机目视停靠引导单元：传感器、显示板装置、本地操作装置。

　　*控制中心：系统服务站。

　　* 控制中心与各目视停靠引导单元之间的通信网络。

　　系统的标准配置安装如图1所示。

　　

 

　　图 1

　　图1中显示板及激光检测单元是该系统的核心部分，它检测飞机的所有必要信息并通过显示板反馈到驾驶员那里，非常直观和及时。驾驶员与机位中心线的微小变化即可引起显示屏上很大的箭头显示，文字信息及渐近显示采用黄色像点的正反运动以反射光形式进行显示，并且由于是黄光，有极强穿透力，在雾雨天气，仍有很好的能见度，内部有设定检验功能，当系统进入工作状态时，激光扫描器对既定目标位置认识的同时，对系统作自动校正。如果目标与扫描坐标不相配时，系统将停止工作，显示装置上打出“停止”字样，同时2个红色矩形停止指示排显示，此种互动操作保证了泊位时的安全和效率。信息显示屏采用了高亮度发光二极管，表示回路采用相同的设计，并各具独自处理装置以最大限度减少内部接线。

　　标准2型显示板共有13个LED模块，包括：

　　* 5个黄色LED模块组成一行，显示阿拉伯数字。

　　* 3个黄色及2个红/黄LED模块组成一行，用作飞机方向引导及停止指示。

　　* 3个黄色LED模块在中央组成一列，用作停止位指示器。

　　2S型在标准2型基础上另有如下模块(总共18个LED模块)：

　　* 1行(共2行)用来显示阿拉伯数字。

　　* 显示的信息有：机型、停止距离、停止完成、等待、过远、减速、错误代码、舱门号、泊位号、时间。

　　通过增加一些LED模块及修改软件，可以很容易把一个标准2型升级到2S型。

　　激光检测单元采用对目安全二极管(CENELECEN60825-1994)，波长为903nm。

　　飞机泊位引导系统的一个重要安全特征是验证正在驶入的飞机机型的能力，以使飞机安全停靠在泊位上，同时引导飞行员把飞机正确停到停止位。因为不同型号的飞机头部有明显的不同特征，对目安全二极管激光扫描器只要对该部分进行扫描然后与操作员所选机型进行对比，即可确定驶入的飞机机型。如果操作员所选的机型未被系统验证或在距离停止位12m之前仍未被验证，显示板将显示“STOP IDFAIL”如果操作员确认所选机型是正确的，而系统未验证出飞机型号，他可以越过飞机验收阶段，引导飞机到停止位，但在停靠期间，被检测到的飞机失踪，比如，由于一个物体在激光前经过，系统将指示飞行员等待，一旦激光再次检测到飞机，引导程序将继续进行，而这也说明了该系统的灵活性、可靠性。

　　

　图2对驾驶员指令显示装置飞机在引导过程中，互动显示板将会显示不同的指令，驾驶员根据不同的指令进行下一步的操作，图2为对驾驶员指令2型显示装置。

　　如图2所示，先确认飞机型号的表示是否正确，“浮动”的箭头表示系统处于动作状态。

　　跟随引导线，当二条直立的接近速度表示排变为黄色时，则显示激光已捕捉到飞机，并进入识别状态，扫描装置检验飞机型号正确与否，然后显示方位信息指导。

　　找到闪烁的红色箭头及表示方位指导信息的黄色箭头，闪烁的红色箭头表示方位偏差，黄色块状表示飞机离开中心线的距离。

　　当飞机接近至最终停止位置12米处时，驾驶员可得到接近率信息，飞机每向前前进0.5米，黄色发光二极管灯排则消灯一行。

　　当飞机到达适当的停止位置时，画面在显示“停止”的同时，方位显示区域显示2个红色矩形停止指示排，而接近率黄色显示区域则全部熄灭。

　　飞机停止于正确位置时，2-3秒后，画面显示“OK”;如果飞机超越停止线时，画面显示“TOO FAR”。

　　飞机至少在距离停止位置12米处时，必须被系统识别，如达不到，系统将显示“STOP”，然后，方位显示区域为2个红色矩形停止指示排，并显示“WAIT”字样，在此期间，系统再次对飞机进行识别，成功时，则继续停靠，反之则显示“停止”。

　　图3为飞机泊位引导过程图。

　　

 

　　图3飞机泊位引导示意图 从图中可以看出，飞机的泊位过程一直是激光定位飞机位置的过程，体现了该系统及时、准确、明了，与传统图形识别泊位系统相比，有它的显著特点。

　　

 

　　图4为传统图形识别飞机泊位引导系统。

图4　图形识别泊位引导系统由图4可以看出，该系统主要区别在距离成像摄像机、计算机图像处理。而这就决定了该系统的先天不足，成像摄像机要受现场的制约，图像处理需要时间，在实际的操作过程中容易引起误动作!

　　泊位系统的最终目的是为了地面服务，与信息集成平台相连后，系统将飞机停靠的实时信息送入中央数据库，作为地面服务的统一指令，更好地服务于旅客。图5为DGS-2型泊位引导系统在宁波机场的应用。

　　

 

　　图5　DGS-2型泊位引导系统的应用

　　结语

　　该系统于2002年10月试运行并在2003年4月通过国家竣工验收，获得优良工程称号，至今已成功运行和使用两年多，充分说明本子系统不仅大大的提高了工作效率，创造了经济效益，而且能充分满足机场的业务需求和未来发展，对其他机场的安全泊机系统有很大的借鉴意义。