Fusion de radars et de caméras thermiques pour la prévention 24h/24 et 7j/7 des impacts d'oiseaux dans un aéroport central

Aperçu du projet

Arrière-plan

Les impacts d'oiseaux représentent l'un des risques pour la sécurité aérienne les plus régulièrement documentés, reconnu comme une préoccupation prioritaire par l'OACI, la FAA et l'AESA. Cet aéroport est une plaque tournante internationale majeure située dans une région côtière de l’Asie du Nord-Est où l’activité aviaire est élevée toute l’année. Les habitats protégés des zones humides et des estuaires dans la zone environnante se trouvent à quelques kilomètres du système de pistes, créant une exposition soutenue qui s'intensifie pendant la migration saisonnière lorsque les mouvements d'oiseaux à grande échelle coïncident fréquemment avec les opérations de vol de pointe.

La gestion actuelle des oiseaux à l’aéroport reposait sur des patrouilles au sol, l’observation des tours et une réponse réactive une fois que les oiseaux étaient déjà repérés. Quatre limites ont rendu cette approche de plus en plus inadéquate à mesure que le volume du trafic aérien augmentait :

· Pas de couverture de nuit ou par faible visibilité : la surveillance visuelle ne peut pas suivre les mouvements des oiseaux dans l'obscurité, le brouillard ou la pluie - conditions qui perdurent pendant les opérations aériennes normales.

· Portée d'avertissement insuffisante : au moment où les oiseaux étaient visuellement détectés à proximité des pistes, le temps de dispersion était souvent trop court avant qu'un avion n'atteigne la course d'approche ou de départ.

· Pas de quantification des troupeaux : les opérateurs ne disposaient d'aucun moyen systématique pour mesurer la densité du troupeau, la répartition de l'altitude ou la trajectoire de déplacement, ce qui rendait l'évaluation des risques subjective et dépendante du changement de poste.

· Aucune donnée pour l'intervention sur l'habitat : sans enregistrements d'observation continus, l'aéroport ne disposait pas de la base de preuves nécessaire pour cibler les travaux de réduction des attractifs pour les oiseaux autour du périmètre.

Les incidents liés aux impacts d'oiseaux étaient en hausse, contribuant aux dommages aux avions, à des maintenances imprévues et à des retards opérationnels. Une transition vers un système de détection basé sur un radar et fusionné avec des capteurs a été jugé nécessaire pour répondre aux exigences opérationnelles et aux obligations en matière de sécurité de l’aviation civile alignées sur le Doc 9137 de l’OACI.

Fonctionnement du système

Le système déployé suit un workflow Détecter → Suivre et classer → Alerter et répondre. Deux radars MR-RDT10K assurent une couverture continue de l’espace aérien à 360°. Lorsqu’une cible d’oiseau est détectée et classée, la plate-forme signale automatiquement la caméra thermique MR-HTVC12035-2132 la plus proche pour une vérification visuelle, déclenche des alertes à plusieurs niveaux dans la salle de contrôle et transmet simultanément les données de suivi en direct aux tablettes de l’équipe sur le terrain, conçues pour une réponse de bout en bout inférieure à 100 ms, de la détection à l’envoi de l’alerte.

Solution

MR-RDT10K Radar de surveillance basse altitude — Détection tous temps à l'échelle de la zone

Deux unités MR-RDT10K sont installées sur des structures de support frangibles de 10 mètres positionnées pour couvrir l'ensemble de l'environnement de la piste et l'espace aérien environnant à basse altitude. Grâce au balayage mécanique en azimut et à la formation de faisceaux numériques en élévation (DBF), le MR-RDT10K est conçu pour offrir une surveillance continue à 360°, quels que soient l'éclairage ou la météo.

Les algorithmes MTI/GMTI suppriment les parasites au sol et en mer, permettant une détection fiable des cibles lentes et à faible RCS, notamment les grands oiseaux individuels et les petits troupeaux qui seraient masqués par les retours des radars de surveillance conventionnels. Le moteur de classification IA MR-RDT10K permet une discrimination de cibles multiclasses parmi les troupeaux d'oiseaux, les oiseaux individuels, les drones et les avions en temps réel. Une couche de reconnaissance des caractéristiques Micro-Doppler distingue en outre les échos d'UAV entraînés par rotor des échos biologiques d'oiseaux battant des ailes au niveau du traitement du signal, réduisant ainsi considérablement les alarmes intempestives provenant de cibles aériennes autres que les oiseaux.

Caméra thermique PTZ montée sur véhicule MR-HTVC12035-2132 — Vérification PTZ thermique à longue portée

Sept unités de caméra thermique PTZ MR-HTVC12035-2132 sont déployées sur cinq points d'installation : trois emplacements sur poteaux au niveau du sol, trois emplacements sur le toit du bâtiment et un emplacement dans une tour surélevée offrant une couverture étendue sur les couloirs d'approche migratoire les plus actifs.

Le canal thermique fournit une imagerie fiable des cibles dans l’obscurité totale, sous la pluie, la brume et le contre-jour solaire direct — des conditions qui dégradent les caméras à lumière visible précisément lorsque les troupeaux en migration sont les plus actifs. Avec une portée de détection de véhicule de 21 km et une portée de reconnaissance à échelle humaine de 9 km, la vérification thermique reste efficace bien avant que les oiseaux n’atteignent une proximité critique de la piste. Le repérage de la caméra est entièrement automatisé via l’interface de liaison optoélectronique de Midradar : l’unité la plus proche se dirige vers les coordonnées GPS de la cible, se verrouille et commence le suivi sans aucune commande manuelle requise.

Plateforme unifiée de gestion des risques aviaires

La plate-forme intégrée offre toutes les capacités opérationnelles définies pour prévention des impacts d'oiseaux dans les aéroports:

· Affichage de la situation unifié : traces radar, vidéo thermique et visible, mouvements de l'avion (intégration MLAT) et superpositions de zones à risque sur une seule interface opérateur basée sur un SIG (GIS).

· Gestion des zones à risque : segments de piste et couloirs d'approche divisés en niveaux horizontaux et basés sur l'altitude, chacun avec des seuils d'alerte indépendants configurables

· Enregistrement des données cibles : chaque événement suivi est enregistré avec les coordonnées GPS, l'altitude, la portée, la vitesse, le cap, l'estimation de la taille du troupeau et l'étiquette de classification.

· Score du risque aviaire : calcul de l'indice de risque en temps réel intégrant la taille du troupeau, la vitesse, l'altitude, la trajectoire et la proximité des zones de piste actives

· Lecture de trajectoire et statistiques : données de suivi historiques complètes interrogeables par zone, heure et type de cible ; reporting automatisé pour la documentation réglementaire et la gestion de l'habitat

· Interface de terrain sur tablette : affichage en direct des traces radar sur des tablettes montées sur véhicule pour les équipes de patrouille de contrôle des oiseaux – permettant une dispersion ciblée sans relais vocal du centre de contrôle.

· Redondance du système : serveurs de traitement redondants et architecture réseau résiliente conçue pour éliminer les points de défaillance uniques

· Prêt pour l'intégration : interfaces ouvertes pour les plates-formes ATIS, MLAT, UAM et les systèmes effecteurs anti-drones

Architecture du système

Faits saillants du déploiement

Conception et conformité des structures frangibles : les deux structures de support MR-RDT10K nécessitaient des calculs de charges structurelles, une analyse des collisions et une vérification de la stabilité du sol avant l'installation, en coordination avec l'autorité aéroportuaire et l'organisme de réglementation de l'aviation civile, conformément aux réglementations de sécurité aérienne pour les constructions frangibles.

Installation de nuit uniquement : toute l’intégration avec l’infrastructure de communication en direct de l’aéroport a été réalisée pendant les fenêtres de maintenance de nuit sur un calendrier de plusieurs mois, nécessitant une coordination entre le contrôle du trafic aérien, la gestion des installations et l’équipe d’installation pour protéger la continuité des opérations aériennes.

Coordination RF dans un environnement multi-radar : avec un radar d'approche, un radar de mouvement de surface et un radar météorologique déjà opérationnels sur site, l'attribution de fréquences pour le MR-RDT10K a nécessité une simulation complète des ondes radio et une étude de l'environnement RF pendant la conception détaillée, suivies d'une licence de fréquence nationale officielle.

Optimisation saisonnière sur 12 mois : après le transfert de la construction, une phase d'optimisation dédiée a calibré les seuils de sensibilité du MR-RDT10K, ajusté les paramètres d'alerte des zones à risque et affiné les performances de classification de l'IA à l'aide d'un cycle saisonnier complet d'activité réelle des oiseaux observés - tenant compte de la composition des espèces locales, du moment de la migration, de la variation de la taille des troupeaux et du calendrier opérationnel de l'aéroport.

Résultats

Après la mise en service et l'optimisation, l'aéroport est passé d'une observation visuelle réactive à une gestion proactive et basée sur les données du risque aviaire pendant toutes les heures d'exploitation et toutes les conditions météorologiques. Les améliorations opérationnelles suivantes ont été réalisées et confirmées lors de la phase d'optimisation :

· Couverture continue des pistes par tous les temps : la couche radar offre une capacité de détection pendant la nuit et dans des conditions de faible visibilité qui n'étaient auparavant pas surveillées, couvrant toutes les heures opérationnelles sans personnel supplémentaire.

· Portée d'alerte précoce étendue : l'activité des oiseaux est désormais suivie à distance avant que les troupeaux ne s'approchent d'une proximité critique de la piste, ce qui donne aux équipes de terrain le temps de déployer des mesures de dispersion avant le mouvement de l'avion - un changement fondamental par rapport au modèle réactif précédent.

· Flux de travail d'alerte cohérent et progressif : les alertes automatisées à plusieurs niveaux remplacent les observations visuelles non classifiées, permettant des décisions de réponse standardisées pour tous les quarts de travail et toutes les conditions météorologiques.

· Documentation structurée par incident : chaque événement suivi est enregistré avec une estimation de la taille du troupeau, de l'altitude, de la vitesse, de la trajectoire et du score de risque, fournissant ainsi un enregistrement objectif de l'incident que l'observation manuelle ne pouvait pas produire.

· Déploiement ciblé d'équipes de terrain : les véhicules de patrouille anti-oiseaux sont dirigés par des données radar en direct vers des emplacements de menace active plutôt que d'emprunter des itinéraires de patrouille fixes.

· Base de données saisonnière sur l'activité des oiseaux : la période d'optimisation de 12 mois a produit un enregistrement continu de l'activité spatiale et temporelle des oiseaux, donnant à l'autorité aéroportuaire une base de données pour les décisions de gestion de l'habitat autour du périmètre de l'aéroport.

Remarque : Les mesures quantitatives, notamment la réduction du taux de déclenchement et les taux de fausses alarmes au niveau du système, sont soumises à un examen continu des autorités aéroportuaires et aux exigences de confidentialité. Les chiffres de performance opérationnelle seront mis à jour après autorisation.

Foire aux questions

Pourquoi un radar est-il nécessaire ? Les caméras thermiques peuvent-elles gérer seules la détection des oiseaux dans les aéroports ?

Les caméras thermiques sont très efficaces pour la vérification visuelle et l’identification à courte portée, mais ne peuvent pas fournir une détection volumétrique à grande échelle, tous temps, à l’échelle de l’aéroport. Le MR-RDT10K est conçu pour balayer un rayon de plusieurs kilomètres en continu dans l'obscurité totale ou dans des conditions de visibilité nulle – des environnements dans lesquels tout système basé sur une caméra est confronté à des contraintes physiques fondamentales. La quantification de la densité des troupeaux, la cartographie de la répartition des altitudes et le suivi simultané de centaines de cibles sur l’ensemble de l’espace aérien d’un aéroport sont des fonctions radar. La combinaison de la détection radar et de la vérification par caméra thermique est la norme acceptée pour les systèmes professionnels de prévention des impacts d'oiseaux dans les aéroports.

Comment le MR-RDT10K distingue-t-il simultanément les oiseaux des avions et des drones ?

Le moteur de classification IA MR-RDT10K permet une discrimination de cibles multiclasses parmi les troupeaux d'oiseaux, les oiseaux individuels, les drones et les avions à partir d'un seul capteur. La reconnaissance des caractéristiques micro-Doppler distingue davantage les échos d'UAV entraînés par le rotor des échos biologiques d'oiseaux battant des ailes au niveau du traitement du signal. Les données de mouvement des aéronefs provenant de l'infrastructure MLAT existante peuvent être superposées sur l'écran pour une connaissance combinée de l'image aérienne et désactivées par la sélection de l'opérateur. Cette approche à plusieurs niveaux est conçue pour minimiser les fausses alertes provenant de cibles aériennes autres que les oiseaux lors des opérations aéroportuaires normales.

Comment sont calibrés les seuils d’alerte pour éviter les fausses alarmes ?

La phase d'optimisation de 12 mois calibre tous les paramètres d'alerte à l'aide d'un cycle saisonnier complet de données réelles sur l'activité des oiseaux à l'aéroport spécifique : composition des espèces locales, tailles typiques des troupeaux, calendrier de migration et horaires d'exploitation des pistes actives. Cela produit une configuration d'alarme spécifique au site plutôt que des paramètres d'usine génériques, permettant au système d'équilibrer la sensibilité de détection par rapport au taux de fausses alarmes pour l'environnement opérationnel particulier.

Le système peut-il se connecter aux équipements de dispersion d’oiseaux existants et aux futures plateformes anti-drones ?

Oui. Les interfaces standard de Midradar prennent en charge la connexion avec des dispositifs de dispersion acoustiques, laser et pyrotechniques, permettant aux équipements existants d’être déclenchés automatiquement en fonction de l’activité des oiseaux détectés par radar. La plate-forme fournit également des interfaces d’intégration ouvertes pour l’ATIS, les plates-formes opérationnelles UAM et les systèmes effecteurs anti-drones, ce qui permet à l’investissement dans la détection d’oiseaux d’être architecturalement compatible avec la feuille de route plus large de gestion de l’espace aérien à basse altitude de l’aéroport.