当今智能机场面临的无人机安全威胁日益加剧
2024年6月28日,据Airport World网站报道,机场周边安全至关重要,原因有很多,其中最重要的就是需要保护乘客和工作人员的安全。防止未经授权的无人机接近机场设施和飞机有助于防止破坏和其他恶意活动,同时也将增强公众对机场这一关键基础设施的信心。
新的威胁——无人机——使安全问题更加复杂。这种廉价且易于购买的设备既受好奇心强的寻求刺激者的欢迎,也受意图恶意使用无人机的人青睐。不幸的是,机场是两者的攻击目标。
美国联邦航空管理局(FAA)每月都会收到来自飞行员、公民和执法部门的100多起无人机系统目击报告,这些事件正迅速引起机场安全运营商的高度重视,并给国家空域系统(NAS)带来负担。FAA已针对构成安全威胁的手持无人机制定了具体协议;但机场必须谨慎行事,避免违反有关干扰飞机运行的联邦法规。
了解现代机场“无人机问题”的范围和规模
今天的“无人机问题”与过去不同。无人机技术的快速变化和机智的无人机操作员正在“消除”无人机及其控制器发出的曾经是危险的射频(RF)信号。
这些小型飞机被称为“黑暗”或“无声”无人机,它们不发射任何射频信号,而是通过航路点或蜂窝频率导航。这意味着,早期采用射频技术作为机场无人机探测手段已经不适用了。
“黑暗”无人机,即使是最便宜、最小的无人机,也有可能对仅以射频技术作为唯一探测手段的机场造成严重损害,这包括航班时刻表和地面运营中断、安全隐患、飞机损坏、因穿透而紧急降落、光学器件丢失等。这让机场面临各种问题,包括收入损失、后勤噩梦、乘客失望以及潜在的灾难性事件。
使“无人机问题”更加复杂的是,许多管理无人机使用的法规仍在制定中。这扩大了安全问题的范围,而不仅仅是侵入性或不受欢迎的无人机带来的威胁。它还包括将合法无人机作为工具(用于交付、医疗和灾难意识)整合到国家空域系统中的挑战。
如果目前无法清楚了解什么是负责任的无人机使用,机场安保人员几乎不可能区分无人机的良性和恶意活动。这种高度警惕的状态,加上缺乏有关无人机操作的具体信息,加剧了人们的焦虑,并进一步加剧了国家空域系统的风险。
然而,机场安保人员并非束手无策。他们可以采用技术,让他们全面了解地面和空域的态势,这不仅可以保护他们免受直接威胁,还可以随着无人机使用法规的完善而不断发展和适应。
指挥与控制:机场安检人员对旧威胁和新威胁的“耳目
机场安全运营商知道,机场环境极其复杂、嘈杂且敏感,需要采取多方面措施来确保安全高效的运营。这包括严格遵守有关航班时刻表、运营程序、噪音和环境法规的规定,同时保持警惕,全天候监控任何安全威胁。如果这个安全生态系统已经不复杂,那么无人机则增加了更大的复杂性。
作为多层安全措施的一部分,所有机场都配备了周界入侵探测系统(PIDS),该系统可探测未经授权的物理入侵并向安保人员发出警报,将实时更新的信息传送到指挥和控制平台。这一层是安全系统中最重要的组成部分,因为它是机场安保运营商的“耳目”。
机场安全取决于指挥和控制平台收到的数据。考虑到这一点,现代指挥和控制解决方案如何应对无人机的出现——尤其是可以绕过传统传感器的无人机?这个问题的答案是集成雷达,它可以提供数据保真度,以增强现有的多传感器解决方案并填补无人机探测方面的空白。
将雷达数据输入指挥和控制平台以创建“虚拟围栏”的关键案例
随着无人机的出现,以地面为中心的周界入侵探测系统和指挥控制层已不再足够。使问题更加严重的是,传统的周界入侵探测系统依赖于固定摄像头、射频或声学传感器。虽然后一种传感器在威胁探测中发挥着关键作用,但它们的任何组合都不足以对抗空域内不断增加的无人机数量,也不足以对抗没有射频信号飞行的“黑暗”无人机的扩散。
因此,机场安检系统已开始在其安检系统中增加雷达,以增强摄像头、射频和声学传感器。这种传感器填补了多个不同方面的安检空白,同时也满足了对空中和地面全面态势感知的需求。
单靠雷达无法解决机场基础设施及其周围的全部安全需求;相反,它是处理“无人机问题”的多层方法的一部分,提供全视野精度,并通过向其他传感器和指挥和控制层提供丰富的数据来增强态势感知。
雷达是一种全天候传感器
无论天气如何,雷达都是全天候有效的探测工具。虽然许多安全系统依靠摄像头来识别威胁,但在恶劣的天气条件或弱光条件下,摄像头的性能可能会显著下降。专为弱光或夜间使用而设计的摄像头也很难跟踪天空中快速移动的物体。即使在完美的条件下,平移-倾斜-变焦(PTZ)摄像头等跟踪技术也可能无法有效跟踪物体,例如,由于对比度低,白色无人机在白云中无法被看到。
雷达系统利用电磁波进行探测,即使在恶劣的天气、光照条件下或低对比度场景下,也能准确识别地面和空中威胁。当与摄像头系统(标准、热成像或红外PTZ)集成时,雷达可通过向摄像头提供一致的数据来确保持续跟踪,这意味着无论环境如何,目标始终在视线范围内。
雷达可以探测到“黑暗”无人机的扩散
从历史上看,射频解决方案是无人探测的首选,利用这种未经授权的频谱进行通信拦截。然而,随着无人机行业的迅速扩张,制造商探索新的市场缺口——寻找绕过射频探测的方法,包括使用替代通信方法和授权频谱,这些“黑暗”或“无声”的无人机对于基于射频的工具来说已经变得不可见。这种演变使雷达不仅是首选,而且是持续、全方位空域监视的必备选择,因为这种传感器能够探测其视野内的一切。
雷达技术通过提供精确的跟踪和探测能力显著增强了机场安全系统,为任何周界入侵探测系统中最重要的层(即利用所有传感器的最佳性能来提供全面态势感知的指挥和控制软件层)创建了关键数据基础。雷达提供的关键信息输入到该软件层,包括物体的精确坐标、其大小(称为雷达散射截面积(RCS))以及有关其方向、方向和速度的详细信息。
这些关键数据支持与摄像头系统等辅助安全措施的无缝集成,引导它们到达雷达识别的精确位置。因此,机场安检团队可以快速准确地查明潜在威胁,大大提高响应效率。
此外,雷达收集的详细信息与视频监控相结合,可形成强大的法医分析工具,并帮助执法部门针对安全漏洞采取适当行动。雷达数据和视频片段的融合成为证据链中的关键要素,增强了机场环境的安全框架。
展望合作空域的未来
无人机的出现对机场安全构成了复杂且不断演变的威胁,因此需要采取多方面且适应性强的方法。“黑暗”无人机的激增和无人机用途的多样化潜力凸显了传统周界入侵探测系统的盲点。为了应对这一问题,将雷达技术整合到机场安全框架中是一个关键的解决方案。
机场安全的未来在于开发和实施全面、多层次的反无人机解决方案,这些解决方案可提供对地面和空域威胁的全面态势感知。随着机场应对管理授权和未经授权的无人机活动的复杂性,对创新、协作的安全方法的需求变得至关重要;同样,与能够确定和部署正确的技术和服务组合以协调机场资源、专业知识和系统的集成商合作的需求也至关重要。
通过利用雷达等先进技术以及其他久经考验的传感器,机场不仅可以增强对安全威胁的即时反应,还可以适应无人机技术和监管不断变化的形势。
这一前瞻性战略对于确保乘客和工作人员的安全以及保持公众对关键机场基础设施抵御新出现威胁的恢复能力的信心至关重要。