機場喜鵲行為的鳥撞風險評估與防范

1、機場喜鵲行為的鳥撞風險評估與防范賽道建;孫濤;張永強;邵增珍;呂濤;王永杰【摘 要】以滑跑階段活動的喜鵲(Pica pica)為研究對象,探討鳥類行為與飛行階段鳥撞風險的 4 種關系.結果顯示:鳥撞風險占 20.05,潛在風險占 37.79,風險增加占 22.61,風險降低占 19.56,這 4 種關系因時段、機場及分區(qū)的不同存在差異. 喜鵲侵入機場的日活動有 2 個高峰期,分別是 9:00 和 16:00 前后,這也是驅鳥防撞的重要時段.飛行階段鳥撞的發(fā)生與機場對應草坪區(qū)的喜鵲數(shù)量、活動頻率、飛翔方向和飛行航線的距離密切相關.【期刊名稱】天津師范大學學報（自然科學版）【年(卷),期】2015

2、(035)003【總頁數(shù)】3 頁(P152-154)【關鍵詞】喜鵲行為;鳥撞風險;航線凈空度;航空安全【作 者】賽道建;孫濤;張永強;邵增珍;呂濤;王永杰【作者單位】山東師范大學 生命科學學院,濟南 250014;濟南軍區(qū)空軍機場處,濟南250002;空軍營房部鳥害防治辦公室,北京 100720;山東師范大學 生命科學學院,濟南 250014;濟南軍區(qū)空軍機場處,濟南 250002;濟南軍區(qū)空軍機場處,濟南 250002【正文語種】中 文【中圖分類】Q959.7;V328鳥撞防范對保障航空安全1具有重要意義.機場鳥類研究，如鳥類多樣性2、群落結構3、區(qū)系生態(tài)分布4-5，以及信息系統(tǒng)建立、測報及

3、風險評估6-9、規(guī)避行為10-11和鳥撞防范12等，對機場防范鳥撞發(fā)揮了積極作用.但鳥類行為與飛行航線的關系及執(zhí)勤人員如何進行鳥類風險評估、實施有效驅鳥等方面的研究較少.為此，作者于 20092013 年的 610 月份間，選擇了 5 個條件相似的軍用機場， 命名為 A、B、C、D 和 E，對喜鵲（Pica pica）行為與航線相關活動分別進行了7 d、5 d、6 d、3 d、4 d 的連續(xù)調(diào)查，以探討飛行階段鳥撞風險的評估及防范措施.研究方法機場分區(qū)飛機的飛行包括滑跑、起飛、離陸、爬升、巡航、下降、進近、著陸和滑行等基本階段.以候機樓在飛機左側為基準，按照飛機在 ab 方向主飛，將相似的 5

4、 個機場跑道及兩側的草坪劃分為滑跑區(qū)（、）和起飛區(qū)（、）、爬升區(qū)（、） 和降落區(qū)（、）8 個飛行階段相關區(qū)，如圖 1 所示.滑跑與滑行在跑道 a 區(qū)上重疊，b 區(qū)為起飛區(qū).選擇滑跑區(qū)觀察喜鵲飛翔與滑跑階段鳥撞風險相關的活動.圖 1 機場分區(qū)示意圖 Fig.1 A diagram of districted area in an airport 注：跑道、聯(lián)絡道、滑行道為飛機活動區(qū)，a、b 為飛行階段跑道的滑跑、起飛分區(qū).、為草坪分區(qū)，箭頭為航線方向.喜鵲活動的觀察記錄方法喜鵲在 a 區(qū)兩側的、草坪區(qū)附近活動時，飛翔路線與飛機航線存在著平行、交叉和重疊的關系.喜鵲的活動區(qū)可以劃分為遠離跑道的場外

5、“安全區(qū)”，靠近航線具有潛在風險的草坪區(qū)和存在潛在鳥撞風險的跑道（即航線）區(qū).將滑跑區(qū)低空活動或左右穿越跑道（航線）的鳥類飛翔視為鳥撞風險；將鳥類在草坪區(qū)及不同草坪區(qū)間的活動視為潛在風險；將鳥類靠近航線的飛翔視為風險增加；將偏離航線的飛翔視為風險降低.超過機身一定高度的飛鳥不會影響滑跑安全，但在飛機反向飛行時會成為鳥撞風險.觀察時，每隔 35 min 按飛翔方向和起落點（如喜鵲從跑道左、右兩側的場外林地飛到草坪、跑道、對面草坪區(qū)和穿越機場，或按相反方向飛翔）記錄 1 次.記錄所得數(shù)據(jù)，按具有鳥撞風險、潛在風險、風險增加、風險降低的 4 種情況進行統(tǒng)計，分析喜鵲活動與航線的這 4 種關系.結果與

6、分析喜鵲活動與跑道的關系滑跑階段喜鵲活動的鳥撞風險調(diào)查結果如表 1 所示.表 1 滑 跑 階 段 喜 鵲 活 動 的 4 種 風 險 Tab.1 Four kindsof bird strike risk of Magpie in the coasting stage 注：側為飛機左側、候機樓一側的草坪區(qū)， 側為飛機右側、備降道草坪區(qū)；AE 為 5 個軍用機場.風險方式側側 總數(shù)/占比/%A B C D E 合計/占比/% A B C D E 合計/占比/%鳥撞 138 172 137 105 82 634/14.98 138 172 137 105 82 634/30.31 1 268/20

7、.05 潛在 530 235 498 290237 1 739/41.08 202 162 118 56 113 651/31.12 2 390/37.79 增加 365 85264 138 137 989/23.36 65 214 54 55 53 441/21.08 1 430/22.61 降低 294 60257 142 118 871/20.58 66 126 72 51 51 366/17.50 1 237/19.56 總數(shù) 1 327552 1 156 675 574 4 284/100 471 674 381 267 299 2 092/100 6 325/100表 1 顯示，喜

8、鵲活動中鳥撞風險、潛在風險、風險增加與風險降低的幾率分別為20.05%、37.79%、22.61%、19.56%.但各機場的情況不盡相同，即使同一機場跑道左、右兩側的情況也不同.其中 4 個機場區(qū)的活動多于區(qū)，B 機場與其他機場相反，這與場外林地的分布情況有關.鳥撞風險、潛在風險、風險增加的大小影響甚至決定了鳥撞概率的高低，跑道左、右側風險的高低決定飛行方向上機身左、右側發(fā)生鳥撞的概率.航線兩側鳥類的活動數(shù)量、飛翔高度、飛機的飛行方向、飛行階段與機身左右側鳥撞的危害性密切相關.、區(qū)喜鵲活動與航線方向、高度鳥撞的相關性表 1 和圖 1 顯示，在、區(qū)地面和低空活動的喜鵲構成了滑跑飛機左、右側不同程

9、度的潛在風險.當飛機沿航線 ab 方向飛行時，除非鷹隼類俯沖捕食，超過機身高度的飛鳥不會威脅滑跑飛行的安全，在區(qū)活動的喜鵲不會造成滑跑階段飛機右側的鳥撞.當飛行方向變?yōu)?ba 時，區(qū)活動的喜鵲能夠造成 ba 方向起飛、爬升的飛機右側鳥撞，這是因為 a 跑道區(qū)的滑跑區(qū)已經(jīng)成為 ba 方向的起飛和爬升區(qū).在、區(qū)，鳥類的活動高度、活動頻率、飛機的飛行頻率和方向、二者的時空相對位置 關系是不同高度層和飛機左右側鳥撞風險的影響因素.喜鵲基于航線的活動與鳥撞概率的關系5 個機場的鳥撞風險、潛在風險、風險增加、風險降低的喜鵲活動規(guī)律相似.喜鵲沿-、-或-、-等方向的飛翔行為都會侵入航線，活動頻率越高鳥撞發(fā)生

10、率也越高，喜鵲穿越航線的活動數(shù)量達到峰值時鳥撞概率最高.機場各區(qū)喜鵲活動與場外生境的關系5 個機場喜鵲進出機場的數(shù)量結合場外林地生境分布情況的分析表明，場外物種多樣性豐富的生境是機場重要的鳥源地3-4，7，影響并決定了機場各區(qū)的鳥種、數(shù)量及其飛翔行為的基本規(guī)律.喜鵲在棲息林地與覓食活動的草坪地間的往返飛翔， 會靠近、遠離或穿越航線構成不同程度的安全威脅.加強鳥類生境及其飛向機場活動規(guī)律的監(jiān)控，有助于及時發(fā)現(xiàn)風險增加鳥類的活動規(guī)律，采取針對性措施防止其靠近飛行航線，降低潛在鳥撞風險.喜鵲日活動與航線的關系喜鵲日活動鳥撞風險的曲線如圖 2 所示.圖 2 喜鵲日活動發(fā)生鳥撞的風險 Fig.2 Bir

11、d strike risk of the Magpies in day- activity 注：圖中 14 分別為潛在風險、鳥撞風險、風險增加、風險降低.由圖 2 可知，喜鵲侵入機場的日活動有 2 個高峰期，分別是 9：00 和 1600 前后；喜鵲飛離機場的 2 個峰值緊隨侵入峰期出現(xiàn)，分別出現(xiàn)在 1000、1800前后，這與喜鵲覓食、棲息的飛翔活動有關.喜鵲活動峰期是造成鳥撞風險、風險增加和潛在風險的重要時段，與喜鵲鳥撞發(fā)生在 15：50 顯示風險峰期的鳥撞概率較大.鳥類侵入機場活動峰期是驅鳥防撞的重要時段，12：0014：00 時喜鵲活動數(shù)量減少，鳥撞風險處于低谷.討論鳥撞是由多種因素決

12、定且瞬間發(fā)生的，鳥的飛翔路線與飛機航線存在交叉和重疊是鳥撞發(fā)生的必要條件.本文以喜鵲基于航線相關活動的鳥撞風險、潛在風險、風險增加和風險降低 4 種具有實際操作意義的風險評估，探討鳥類飛翔軌跡與飛機飛行階段機身左、右兩側鳥撞的相關性及防范措施.種風險曲線表明，喜鵲活動的高峰將引起潛在風險與鳥撞風險峰期的到來，此時驅鳥應關注并防止同側這些鳥類繼續(xù)向航線靠近，對風險降低活動的鳥類則應加速其離開機場而不是妨礙其逃離.研究危險鳥種的飛翔軌跡與飛行航線、周邊環(huán)境的關系，有助于根據(jù)機、鳥運行速度和三點（飛機起點、鳥棲點和鳥撞發(fā)生點）的動態(tài)時空關系，確定驅鳥實施區(qū)邊界和不同飛行階段應采取的針對性措施.通過驅

13、鳥信號顯示飛行期間飛行相關的動態(tài)信息，警告“驅鳥區(qū)”內(nèi)的鳥類主動采取避讓行為.根據(jù)飛行狀態(tài)，特別是人（設備）、鳥、機三者間相對于飛行航線時空位置的動態(tài)關系，采取措施，防止飛鳥靠近并將其驅離，以保證鳥類在飛機到達時無返回航線的時間，保障飛行航線處于凈空狀態(tài)，避免將鳥驅向飛機，有效防范鳥撞的發(fā)生.近年來，5 個機場曾發(fā)生的明確鑒定為鳥撞的事故中，喜鵲 2 次，豆雁、丘鷸、鸊鷉、伯勞各 1 次.豆雁和丘鷸發(fā)生在同一機場，喜鵲與丘鷸都在區(qū)活動，丘鷸引起 ab 方向滑跑飛機左側鳥撞，喜鵲則造成 ba 方向起飛爬升飛機右側鳥撞.不同機型的滑跑距離、起飛爬升、進近降落的角度不同，飛機滑跑方向有 ab、ba

14、方向的變化，航線不同飛行階段投影到機場上的長度不同，對應飛行階段的草坪分區(qū)也應隨之變化.要根據(jù)飛行階段鳥撞防范的需要調(diào)整機場分區(qū)，即根據(jù)機型、滑跑距離、起降的角度、高度及方向規(guī)范地劃分跑道及草坪的相關區(qū)，以便于研究和掌握機場各區(qū)鳥類與飛行階段的動態(tài)時空關系12，探討規(guī)律，制定和實施有效的針對性驅鳥措施，驅離或防止飛鳥靠近航線，保障飛行航線處于鳥類凈空狀態(tài).【相關文獻】李奎.航空安全管理M.北京：航空工業(yè)出版社，2011.李新，楊貴生，姜春揚，等.呼和浩特白塔機場春季鳥類的鳥擊危險等級評估（英） J.動物學研究，2007，28（2）：161-166.許青，李炳輝，林睿.哈爾濱太平國際機場冬季鳥類

15、組成及鳥撞預防措施效果的分析J.東北林業(yè) 大學學報，2003，31（3）：41-43.張世峰，楊貴生，李并報.呼和浩特白塔機場鳥類生態(tài)學研究J.內(nèi)蒙古大學學報：自然科學版， 2008，39（1）：85-91.李益得，楊道德，張志強，等.湖南常德桃花源機場鳥類的時空分布與鳥擊防范J.四川動物， 2010，29（3）：446-451.李俊紅，何文珊，陸健健.浦東國際機場鳥情信息系統(tǒng)的設計和建立J.華東師范大學學報：自然 科學版，2001，（3）：61-67.王志高，周放，李相林，等.機場鳥撞防治中的鳥類風險評價J.生態(tài)科學，2007，26（1）： 69-74.呂濤，賽道建，孫濤，等.機場鳥情物候日歷的編制與應用J.山東師范大學學報：自然科學版， 2012，27（2）：192-195.呂克，徐夫田，舒文迪.基于神經(jīng)網(wǎng)絡的鳥撞預測模型應用研究J.計算機技術與發(fā)展，2012， 22（5）：90-93.BLACKWELL B F，BERNHARDT G E.Efficiency of aircraft landing lights in stimulating avoidance behavior in