作者：兴光共享创新工作室 大兴机场灯光
基于四型机场理念，提升机场资源利用率，大兴机场建立高杆灯夜间航空器入位开启、推出关闭的机坪泛光照明智能运行模式。根据大兴机场现有设备设施及A-SMGCS运行模式，汇总运行基础数据，搭建A-SMGCS全场景应用平台。通过获取平台数据，机坪泛光照明控制系统实时判断航空器运行态势和机位使用状态，形成合理控制指令，通过双层通信网络，传输至现场控制单元，实现自动实时控制单基高杆灯启闭，建立机坪泛光照明智能运行模式，实现降低能耗和控制碳排放目标。
0 引言
目前大兴机场机坪泛光照明控制模式主要采取传统的定时开关模式，通过机坪泛光照明控制系统定时下发开关指令，控制全场所有高压钠灯启闭。该控制模式操作简单，可为航空器和机坪作业人员提供足额照明，但也带来资源浪费和眩光等伴生问题。基于四型机场理念，参考《民用机场机坪泛光照明技术要求》，大兴机场兴光联合创新工作室提出高杆灯航空器入位开启、推出关闭的机坪泛光照明智能运行模式。
1 搭建A-SMGCS全场景应用平台
大兴机场飞行区是航空器地面活动的主要区域，但飞行区内地面保障单位众多，航空器地面活动与地面保障设备设施运行信息分属于不同单位，信息量大且分散。现场作业人员因工作需求查询不同运行信息时，因信息来源差异可能导致信息不及时且有遗漏，故大兴机场飞行区考虑整合大兴机场、空管塔台及各航司相关运行信息，搭建A-SMGCS全场景应用平台。该平台基于A-SMGCS系统对全场航空器运行态势实时感知，汇集其他所有地面保障单位实时动态信息，是飞行区运行信息大平台。各单位可直接从该平台获取信息，减少信息传递环节，提高运行效率。目前该平台尚在筹建当中。
大兴机场飞行区机坪泛光照明分级智能运行模式暂直接从FOMS系统中获取航空器运行状态、机位资源使用状态等信息，根据上述信息判断机位状态，实现高杆灯在航空器入位前开启、离开后关闭。
2 智能运行模式
倡行四型机场理念，响应控制碳排放政策，大兴机场构建机坪泛光照明智能运行模式：夜间所有高杆灯均开启适宜数量灯具为所有机位提供基础照明，有航空器作业的机位高杆灯额外开启适宜数量灯具为作业机位提供足额照明；低能见度天气下所有机位开启全部灯具提供全额照明；其余情况下不开启高杆灯。
2.1夜间照明
2.1.1基础照明
基础照明基于机坪工作区安防需求提出，该模式下机位照度可辨认出机坪工作区域内的人员和物体，根据《民用机场机坪泛光照明技术要求》4.1.8相关条款规定，机位安全照明的照度值应不低于10lx。调整现场高杆灯开灯位置及数量，尽量以最小开灯数量达到安全照度要求。该部分灯具在夜间自动开启，昼间自动关闭。
2.1.2足额照明
半额照明基于机坪工作照明需求提出，该模式下机位照度可满足工作区照明需求，根据《民用机场机坪泛光照明技术要求》4.1.7相关条款规定，不同机场及机坪应满足一定的照度要求。调整现场高杆灯除基础照明已经开启的灯具，尽量以最小开灯数量达到工作照度要求。该部分灯具仅在夜间航空器入位前自动开启，航空器推出后自动关闭。
2.2低能见度照明
低能见度照明模式需满足《民用机场机坪泛光照明技术要求》4.1.3要求，即昼间机坪泛光照明应能满足低能见度条件下（如阴天、雨、雪、雾等）机坪工作区作业照明要求。该模式下所有灯具在进入低能见度天气后开启，不随机位使用状态变化，仅在退出低能见度模式后恢复。
上述开灯模式整体结合，根据飞行区数字化信息平台提供信息计算判断机位使用状态，实现自动控制高杆灯启闭的机坪泛光照明智能运行模式：昼间一般天气下全部高杆灯关闭，低能见度情况下所有机位开启全部高杆灯灯光；夜间全部高杆灯均提供基础照明，一般天气下为使用机位提供半额照明，特殊天气下所有机位提供全额照明且不随时机位使用状态变化。整体开灯情况见表一机坪泛光照明智能运行模式开灯情况表：
表一 机坪泛光照明智能运行模式开灯情况表
3 智能运行模式模型
大兴机场机坪泛光照明遵循智能运行模式逻辑，开发机坪泛光照明智能控制系统，通过适当的硬件搭配，建立机坪泛光照明智能运行模式模型。该模型通过链接外部信息平台数据，计算判断机位使用情况，实时计算高杆灯对应状态，控制信号经通讯网络传输至现场控制单元，最终控制单元执行控制指令实现灯具启闭。
大兴机场机坪泛光照明智能运行模式模型主要分信息部分、处理部分及执行部分三个部分。信息部分主要由A-SMGCS全场景应用平台组成，该部分为处理部分提供实时基础数据；处理部分主要由机坪泛光照明控制系统组成，该部分实时接收数据，整理计算并判断机位状态，根据机位状态下发相应控制指令；执行部分主要由控制单元、电力采集单元及照明单元组成，控制单元负责执行控制指令，电力采集单元负责监视照明单元的能耗情况，照明单元负责根据指令提供照明。
大兴机场机坪泛光照明智能运行模式模型三个部分线性链接，数据需实时交互，故需双网络通讯保证信息传递通畅。信息部分与处理部分点位简单，可采用双链路网络通讯结构，增加通讯可靠性；处理部分与执行部分位置点线构成复杂，可采用有线通讯与无线通讯双网络通讯方式，增加通讯可靠性，增加网络故障处置时间。大兴机场机坪泛光照明智能运行模式模型图如图1所示。
图1 机坪泛光照明智能运行模式模型图
4 模型分析
大兴机场机坪泛光照明智能运行模式模型简单，匹配适应能力较强，实现精准控制照明，减少能耗：模型结构整体呈线性连接，简单明朗，便于理解；无A-SMGCS全场景应用平台的机场可联系相关单位部门接入机位相关数据，完成基础信息数据的采集，适用于主流机场；模型通过精确控制开灯时间与数量达到最小照度要求的手段，实现精准照明目的，减少大范围过额照度照明的情况，实现降低碳排放的目的。
大兴机场机坪泛光照明智能运行模式模型与现有控制模式相比，增加了控制系统逻辑复杂性，对通讯网络提出了更高要求，也增加了更多的硬件设备设施：现有控制模式下，仅需根据条件判断是否启闭全场高杆灯即可，计算量较小，而该模型下，需实时计算判断全部机位状态，系统逻辑复杂，操作与维护更为困难；数据信息、控制指令和灯具状态需通过通讯网络在系统内部不间断传输，提升通讯网络信号质量、维护通讯网络畅通要求更高；为完成该模型下的基础功能，需在机坪泛光照明系统中增加额外硬件设备设施，整体施工改造投入大，耗费更多资金与时间。
综上所述，该模型的采用应根据机场实际情况进行，综合考虑本场机坪泛光照明设置情况、天气状况等因素，论证该模型的节能效果，探讨该模型的适用性，最终实现机坪泛光照明的信息化和自动化管理，降低运营成本，实现绿色效益与经济效益的匹配协调。
来源：民航基建，作者：大兴机场灯光
