机场喜鹊行为的鸟撞风险评估与防范

赛道建，孙 涛，张永强，邵增珍，吕 涛，王永杰

（1.山东师范大学生命科学学院，济南 250014；2.济南军区空军机场处，济南 250002；3.空军营房部鸟害防治办公室，北京 100720）

鸟撞防范对保障航空安全[1]具有重要意义.机场鸟类研究，如鸟类多样性[2]、群落结构[3]、区系生态分布[4-5]，以及信息系统建立、测报及风险评估[6-9]、规避行为[10-11]和鸟撞防范[12]等，对机场防范鸟撞发挥了积极作用.但鸟类行为与飞行航线的关系及执勤人员如何进行鸟类风险评估、实施有效驱鸟等方面的研究较少.为此，作者于2009—2013年的6—10月份间，选择了5个条件相似的军用机场，命名为A、B、C、D和E，对喜鹊（Pica pica）行为与航线相关活动分别进行了7 d、5 d、6 d、3 d、4 d 的连续调查，以探讨飞行阶段鸟撞风险的评估及防范措施.

1 研究方法

1.1 机场分区

飞机的飞行包括滑跑、起飞、离陆、爬升、巡航、下降、进近、着陆和滑行等基本阶段.以候机楼在飞机左侧为基准，按照飞机在ab方向主飞，将相似的5个机场跑道及两侧的草坪划分为滑跑区（Ⅰ、Ⅱ）和起飞区（Ⅲ、Ⅳ）、爬升区（Ⅴ、Ⅵ）和降落区（Ⅶ、Ⅷ）8个飞行阶段相关区，如图1所示.滑跑与滑行在跑道a区上重叠，b区为起飞区.选择滑跑区观察喜鹊飞翔与滑跑阶段鸟撞风险相关的活动.

图1 机场分区示意图Fig.1 A diagram of districted area in an airport

1.2 喜鹊活动的观察记录方法

喜鹊在a区两侧的Ⅰ、Ⅱ草坪区附近活动时，飞翔路线与飞机航线存在着平行、交叉和重叠的关系.喜鹊的活动区可以划分为远离跑道的场外“安全区”，靠近航线具有潜在风险的草坪区和存在潜在鸟撞风险的跑道（即航线）区.将滑跑区低空活动或左右穿越跑道（航线）的鸟类飞翔视为鸟撞风险；将鸟类在草坪区及不同草坪区间的活动视为潜在风险；将鸟类靠近航线的飞翔视为风险增加；将偏离航线的飞翔视为风险降低.超过机身一定高度的飞鸟不会影响滑跑安全，但在飞机反向飞行时会成为鸟撞风险.

观察时，每隔3～5 min按飞翔方向和起落点（如喜鹊从跑道左、右两侧的场外林地飞到草坪、跑道、对面草坪区和穿越机场，或按相反方向飞翔）记录1次.记录所得数据，按具有鸟撞风险、潜在风险、风险增加、风险降低的4种情况进行统计，分析喜鹊活动与航线的这4种关系.

2 结果与分析

2.1 喜鹊活动与跑道的关系

滑跑阶段喜鹊活动的鸟撞风险调查结果如表1所示.

表1 滑跑阶段喜鹊活动的4种风险Tab.1 Four kindsof bird strike risk of Magpie in the coasting stage

表1显示，喜鹊活动中鸟撞风险、潜在风险、风险增加与风险降低的几率分别为20.05%、37.79%、22.61%、19.56%.但各机场的情况不尽相同，即使同一机场跑道左、右两侧的情况也不同.其中4个机场Ⅰ区的活动多于Ⅱ区，B机场与其他机场相反，这与场外林地的分布情况有关.鸟撞风险、潜在风险、风险增加的大小影响甚至决定了鸟撞概率的高低，跑道左、右侧风险的高低决定飞行方向上机身左、右侧发生鸟撞的概率.航线两侧鸟类的活动数量、飞翔高度、飞机的飞行方向、飞行阶段与机身左右侧鸟撞的危害性密切相关.

2.1.1 Ⅰ、Ⅱ区喜鹊活动与航线方向、高度鸟撞的相关性

表1和图1显示，在Ⅰ、Ⅱ区地面和低空活动的喜鹊构成了滑跑飞机左、右侧不同程度的潜在风险.当飞机沿航线ab方向飞行时，除非鹰隼类俯冲捕食，超过机身高度的飞鸟不会威胁滑跑飞行的安全，在Ⅰ区活动的喜鹊不会造成滑跑阶段飞机右侧的鸟撞.当飞行方向变为ba时，Ⅰ区活动的喜鹊能够造成ba方向起飞、爬升的飞机右侧鸟撞，这是因为a跑道区的滑跑区已经成为ba方向的起飞和爬升区.在Ⅰ、Ⅱ区，鸟类的活动高度、活动频率、飞机的飞行频率和方向、二者的时空相对位置关系是不同高度层和飞机左右侧鸟撞风险的影响因素.

2.1.2 喜鹊基于航线的活动与鸟撞概率的关系

5个机场的鸟撞风险、潜在风险、风险增加、风险降低的喜鹊活动规律相似.喜鹊沿Ⅰ-Ⅱ、Ⅱ-Ⅰ或Ⅰ-Ⅳ、Ⅱ-Ⅲ等方向的飞翔行为都会侵入航线，活动频率越高鸟撞发生率也越高，喜鹊穿越航线的活动数量达到峰值时鸟撞概率最高.

2.1.3 机场各区喜鹊活动与场外生境的关系

5个机场喜鹊进出机场的数量结合场外林地生境分布情况的分析表明，场外物种多样性丰富的生境是机场重要的鸟源地[3-4，7]，影响并决定了机场各区的鸟种、数量及其飞翔行为的基本规律.喜鹊在栖息林地与觅食活动的草坪地间的往返飞翔，会靠近、远离或穿越航线构成不同程度的安全威胁.加强鸟类生境及其飞向机场活动规律的监控，有助于及时发现风险增加鸟类的活动规律，采取针对性措施防止其靠近飞行航线，降低潜在鸟撞风险.

2.2 喜鹊日活动与航线的关系

喜鹊日活动鸟撞风险的曲线如图2所示.

图2 喜鹊日活动发生鸟撞的风险Fig.2 Bird strike risk of the Magpies in day-activity

由图2可知，喜鹊侵入机场的日活动有2个高峰期，分别是9：00和16∶00前后；喜鹊飞离机场的2个峰值紧随侵入峰期出现，分别出现在10∶00、18∶00前后，这与喜鹊觅食、栖息的飞翔活动有关.喜鹊活动峰期是造成鸟撞风险、风险增加和潜在风险的重要时段，与喜鹊鸟撞发生在15：50显示风险峰期的鸟撞概率较大.鸟类侵入机场活动峰期是驱鸟防撞的重要时段，12：00—14：00时喜鹊活动数量减少，鸟撞风险处于低谷.

3 讨论

鸟撞是由多种因素决定且瞬间发生的，鸟的飞翔路线与飞机航线存在交叉和重叠是鸟撞发生的必要条件.本文以喜鹊基于航线相关活动的鸟撞风险、潜在风险、风险增加和风险降低4种具有实际操作意义的风险评估，探讨鸟类飞翔轨迹与飞机飞行阶段机身左、右两侧鸟撞的相关性及防范措施.

4种风险曲线表明，喜鹊活动的高峰将引起潜在风险与鸟撞风险峰期的到来，此时驱鸟应关注并防止同侧这些鸟类继续向航线靠近，对风险降低活动的鸟类则应加速其离开机场而不是妨碍其逃离.研究危险鸟种的飞翔轨迹与飞行航线、周边环境的关系，有助于根据机、鸟运行速度和三点（飞机起点、鸟栖点和鸟撞发生点）的动态时空关系，确定驱鸟实施区边界和不同飞行阶段应采取的针对性措施.通过驱鸟信号显示飞行期间飞行相关的动态信息，警告“驱鸟区”内的鸟类主动采取避让行为.根据飞行状态，特别是人（设备）、鸟、机三者间相对于飞行航线时空位置的动态关系，采取措施，防止飞鸟靠近并将其驱离，以保证鸟类在飞机到达时无返回航线的时间，保障飞行航线处于净空状态，避免将鸟驱向飞机，有效防范鸟撞的发生.

近年来，5个机场曾发生的明确鉴定为鸟撞的事故中，喜鹊2次，豆雁、丘鹬、鸊鷉、伯劳各1次.豆雁和丘鹬发生在同一机场，喜鹊与丘鹬都在Ⅰ区活动，丘鹬引起ab方向滑跑飞机左侧鸟撞，喜鹊则造成ba方向起飞爬升飞机右侧鸟撞.不同机型的滑跑距离、起飞爬升、进近降落的角度不同，飞机滑跑方向有ab、ba方向的变化，航线不同飞行阶段投影到机场上的长度不同，对应飞行阶段的草坪分区也应随之变化.要根据飞行阶段鸟撞防范的需要调整机场分区，即根据机型、滑跑距离、起降的角度、高度及方向规范地划分跑道及草坪的相关区，以便于研究和掌握机场各区鸟类与飞行阶段的动态时空关系[12]，探讨规律，制定和实施有效的针对性驱鸟措施，驱离或防止飞鸟靠近航线，保障飞行航线处于鸟类净空状态.

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