机场鸟击时空风险评估模型研究与精准防控策略

为什么鸟类与飞机会构成危险组合

每当飞机起降时，都与鸟类共享天空。大多数情况下并无大碍，但当鸟类与飞机发生碰撞时，发动机可能受损，航班被迫改道，乘客遭遇延误。仅在中国，鸟击每年就导致数百起昂贵的事故。该研究着眼于预测这些遭遇何时何地最可能发生，以便机场在减少不必要干扰的同时，将飞机与鸟类安全分隔开来。

对真实机场周边鸟类的深度观察

研究者聚焦于中国中部的延安南泥湾机场——一家中型机场，周围有农田、林地和丘陵，吸引许多鸟类。他们在代表性的四个月里覆盖春、夏、秋、冬季进行了详尽鸟类调查。观测队在航班时段内沿12条固定路线缓行，每小时记录鸟类种类、数量、飞行高度和位置。随后，他们用标准生态相似性检验将这些专项调查与机场的日常巡查记录进行比对，确认所得数据能可靠反映不同季节和时段的鸟类活动情况。

将空域划分为实用的风险分区

研究没有把整个机场视为一个均质区域，而是将空间划分为三个符合飞机实际飞行过程的分区。最内层区域覆盖跑道及附近地面，飞机低空运行，鸟类有可能被直接吸入发动机；第二层区域包括机场建筑上方及周边的空域，飞机在此处爬升或下降；外层区域沿进近和离场航线向外延伸数公里，飞机高度较高但仍在许多飞行鸟类的活动范围内。通过将这些分区与鸟类位置对应，研究团队不只是问“是否有鸟？”而是问“鸟是否出现在飞机最脆弱的区域？”

将时间、空间与损害合为一体的风险评分

工作的核心是一种“时空”风险模型，综合鸟类何时活跃、它们位于飞行路径的何处以及与各物种碰撞可能造成的损害程度。首先，团队通过考察物种的季节丰度、小时活动模式以及各小时的航班量，计算出基于时间的概率。接着，他们通过测量鸟类距跑道及进出场路径的距离并考虑外层鸟群漂入最危险内区的可能性，估算出基于空间的概率。最后，他们评估与每个物种发生碰撞的严重性，考虑鸟体重、个体数量、飞机类型以及飞机是在起飞、着陆还是巡航。将这些要素通过风险矩阵——一个将概率与严重性转化为四个清晰等级（低、中、高、极高）的结构化表格——组合在一起，得出最终风险等级。

新模型如何优于旧方法

许多机场目前使用更为简化的清单式方法，将鸟类风险在全年和整个周边范围内进行平均。研究用延安南泥湾机场七年的历史鸟击记录，将新模型与中国标准的四因素方法进行了对比检验。统计分析显示，新方法与实际鸟击模式的匹配度更高，尤其是在跑道区和近场空域。结果表明夏季总体风险最高，且跑道区域始终最危险。像麻雀和燕科等常见物种成为主要威胁，这并非因为体型大，而是因为它们数量众多并且常在繁忙时段穿越关键飞行通道。

把数据转化为有针对性的安全措施

通过精确定位时间、地点与物种的高风险组合，该模型使机场能够定制应对措施。例如，它可以指出跑道旁的一条狭窄地带需要修剪草地并减少食源，进近航线旁的一片农田需要疏伐高树和灌木，或是在特定早晚时段加强巡逻、使用声响驱鸟器或激光驱赶的效果最佳。模型也能表明何时何地风险低到无需使用过激手段。就实践而言，这意味着更安全的航班、更少的冗余工作和更低的成本，为机场提供了一条基于科学的路线图，以同时保护飞机与鸟类免受伤害。

引用: Shi, Y., Jia, J., Lin, R. et al. Research on spatiotemporal risk assessment model of bird strike at airports and precise prevention and control strategies. Sci Rep 16, 6449 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36814-6

关键词: 鸟击, 航空安全, 机场野生动物, 风险评估, 时空建模