Hệ thống phát hiện vật thể lạ trên đường cất hạ cánh (FOD)

Các mảnh vỡ của vật thể lạ (Foreign Object Debris - gọi tắt là FOD) trên đường băng (cắt hạ cánh và đường lăn của máy bay) là nguyên nhân của nhiều sự cố tai nạn hàng không trên thế giới, một mối đe dọa lớn cho sự an toàn của các loại máy bay, có thể gây ra các thiệt hại nghiêm trọng về tài sản cũng như về nhân mạng. Các ví dụ về FOD bao gồm: dụng cụ, bộ phận và phần cứng rời, vật liệu xây dựng, giấy, kẹp giấy, bút, đồng xu và phù hiệu, các mảnh vỡ vỉa hè, thùng rác, hộp đựng thực phẩm và đồ đựng đồ uống, cây cối, cát và thảm thực vật rời, thẻ hành lý và miếng hành lý, mũ, khăn choàng và găng tay, chim, động vật hoang dã, tro núi lửa.

Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, tốc độ của máy bay ngày càng tăng và tiếng ồn của động cơ ngày càng nhỏ đã làm tăng rủi ro khi gặp chướng ngại vật hoặc động vật trên đường băng sân bay và trong không phận sân bay. Các yếu tố này đã trở thành tác nhân ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn bay khi số vụ va chạm với máy bay và mức độ nghiêm trọng của sự va chạm ngày càng tăng. FOD có thể gây nguy hại nghiêm trọng đến sân bay hoặc máy bay. Các thiệt hại tiềm năng mà những vật lạ gây ra bao gồm: cắt lốp máy bay, gây hỏng động cơ máy bay, kẹt trong máy gây ảnh hưởng đến hoạt động bay. Thậm chí trong môi trường vận tốc cao, FOD có thể gây ra các vụ nổ trong máy bay.

Xuất phát từ nhu cầu thực tế và chi phí đầu tư lớn nếu sử dụng các hệ thống nhập ngoại, Trung tâm Tin học và Tính toán – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã chủ trì thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng giải pháp phát hiện vật ngoại lai và động vật trên khu bay”, thời gian thực hiện 2016 – 2018, chủ nhiệm đề tài PGS.TS Phạm Hồng Quang. Đề tài có sự phối hợp của Công ty Cổ phần Phát triển hạ tầng và Đầu tư công nghệ Châu Long và Cảng hàng không Quốc tế Đà Nẵng.

TÍNH NĂNG CHÍNH CỦA HỆ THỐNG 

• Tự động tìm kiếm và phát hiện các vật thể lạ.
• Phân tích hình ảnh thời gian thực.
• Định vị các thiết bị di động trợ giúp thu quét FOD.
• Quản lý lịch sử hoạt động.
THÀNH PHẦN HỆ THỐNG
• Các cảm biến đặt tại hiện trường: được lắp đặt với khoảng cách cách nhau 60m hai bên đường cất hạ cánh và ở biên vùng máy bay chạy, đỗ.
• Các tủ chứa máy tính phân tích dữ liệu, cấp nguồn và kết nối cảm biến nằm gần cảm biến nhưng trong khu vực an toàn bay.
• Mạng truyền dẫn kết nối lưới cảm biến và trung tâm điều khiển.
• Trung tâm điều khiển bao gồm máy chủ dữ liệu, bàn điều khiển giám sát FOD và điều động tổ thu dọn FOD.
• Máy di động trợ giúp tổ thu dọn FOD (xe tuần quét sân bay).

Sơ đồ hoạt động thông tin của hệ thống CNTT&TT tìm kiếm, phát hiện và trợ giúp thu dọn FOD

Bộ cảm biến dọc đường cất hạ cánh (CHC) 

THÀNH PHẦN CẢM BIẾN 
• Camera độ phân giải và độ nhậy sáng cao.
• Cảm biến đo xa quang học Lidar.
• Bộ thu định vị vệ tinh GPS.
• Truyền dẫn và nguồn nuôi: cáp nối giữa có cảm biến và tủ kỹ thuật có thể dài đến 60m.

HIỆU NĂNG HOẠT ĐỘNG BỘ CẢM BIẾN 

• Hệ thống xử lý dựa trên tín hiệu đo xa để phát hiện FOD trong cả ngày, đêm, sương mù và tuyết.
• Độ nhạy để phát hiện các vật thể kích thước đường kính từ 3.5cm ở khoảng cách đến 50m.
• Có thể phát hiện vật liệu kim loại, nhựa, cao su, kính và hữu cơ.
• Nhiệt độ hoạt động từ -40 độ C đến 60 độ C.
• Thời gian phát hiện từ 40 giây đến 90 giây (tuỳ theo khoảng cách từ FOD đến vị trí đặt cảm biến.

Hệ thống đã được thử nghiệm hoạt động tại Cảng Hàng không quốc tế Đà Nẵng, Việt Nam. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động tốt, phù hợp với quy định an toàn bay quốc tế (đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn kỹ thuật FAA AC150/5220-24).

Kết quả thực hiện đề tài đã được nhận bằng khen của Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam nhân dịp kỷ niệm 10 năm thành lập Trung tâm vào năm 2019. Hiện nay các nhà khoa học của Trung tâm đang phối hợp với một đơn vị công nghệ cao tiếp tục triển khai dự án sản xuất thử nghiệm cấp quốc gia để hướng tới mục tiêu đưa kết quả nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn.

Nguồn tin: Phòng Công nghệ Tính toán và Ứng dụng

Xử lý tin: Minh Tâm