民用机场地面新能源设备安全运营机制探析

□ 长沙黄花国际机场 高慧来 周宇群/文

从2014年中国民用航空局（以下简称“民航局”）将“油改电”列为行业节能减排重点工作，到2015年开展“油改电”试点；从2018年实施“打赢蓝天保卫战”，到2020年推进四型机场建设，新能源设备历经8年的持续发展已在我国民用机场得到广泛应用，统计数据显示，截至2021年底，我国民用机场场内电动车辆占比已超20%。《“十四五”民用航空发展规划》将“碳达峰”“碳中和”纳入民航高质量发展整体布局，政策的加持使新能源成为行业未来重点发展方向。

随着新能源设备的广泛应用，时有发生的电池自燃、线路起火、高压伤人等不安全事件引发了业内对地面新能源设备安全运营的高度重视。新能源设备作为民航业引入的新兴产业产品，目前运行管理手段比较粗放，需要从规章制度建设、专业人员建设、管理平台建设、运行机制建设等方面多管齐下，系统性提升行业新能源设备安全运营水平。

新能源设备政策及相关规定

（一）国家及各省市新能源汽车及充电设施的相关政策及管理办法

《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》在构建新型产业生态一章中强调“健全安全保障体系”，并提出“健全新能源汽车整车、零部件以及维修保养检测、充换电等安全标准和法规制度，加强安全生产监督管理和新能源汽车安全召回管理”。

以深圳市为例，作为全国最早推广新能源汽车的城市之一，深圳市先后出台了《深圳市充换电设施建设运营主体质量安全能力要求》《深圳市新能源汽车充电设施管理暂行办法》《深圳市新能源汽车充换电设施管理办法（征求意见稿）》，明确了充电设施安全的具体要求。多个地方省、市也在今年相继发布了电动汽车社会公用充、换电设施安全生产管理试行办法。

新能源汽车方面，为贯彻落实国务院常务会议关于加强交通等重点领域安全生产的会议精神，切实保障节能与新能源汽车示范运行安全。早在2011年，工业和信息化部等四部门向各新能源试点城市发布了《加强节能与新能源汽车示范运行安全管理函》，强调“安全高于一切”；2022年又联合五部委发布《关于进一步加强新能源汽车企业安全体系建设的指导意见》，要求“新能源汽车企业加快构建系统、科学、规范的安全体系，全面增强企业在安全管理机制、产品质量、运行监测、售后服务、事故响应处置、网络安全等方面的安全保障能力，提升新能源汽车安全水平，推动新能源汽车产业高质量发展。”

（二）民航局对新能源设备安全管理的要求

为守住机场安全运行底线，民航局高度重视新能源设备安全管理，多次在安全形势分析会、重大风险管控项目中强调其重要性，并举行民航特种车辆安全运营研讨会进行专项工作的探讨与部署。各地区管理局也开展专项督查工作，要求各机场完善安全管理，针对新能源设备特点制定安全运行规范，加强安全培训演练。

为促进新能源设备在行业内的良性发展，2020年，民航局发布《关于进一步加强机场新能源汽车运行安全管理工作的通知》（局发明电〔2020〕2032号文），要求机场发挥安全运行主体责任，进一步加强新能源汽车和充电基础设施安全隐患排查，做好新能源设备的准入管理、资产管理、运行监控、充电管理、维修维护和应急联动机制的建设。2022年，民航局将新能源设备相关的安全风险防护及处置要点列入消防人员训练与考核管理规定。

新能源设备风险分析

（一）动力电池热失控

目前在民航地面新能源设备中广泛应用的锂电池可分为磷酸铁锂和三元锂两类。磷酸铁锂电池晶体较为稳固，即便在高温或过充时，也少有结构崩塌发热，具有较好的安全性，是机场特种设备尤其是靠机作业设备的主流选择。三元锂电池能量密度高，但抗高温性相对较差，在民用机场仅用于少量通勤车辆。锂离子动力电池的安全风险主要来自于热失控。

1.电池遭受碰撞变形。电动车发生碰撞或托底事故时，动力蓄电池内部的蓄电池单体产生变形，内部隔膜被破坏，正负极短路，导致电池内部温度不断升高直至起火燃烧。

2.电池防护装置失效。新能源汽车的密封装置老化或损坏会导致动力蓄电池防护失效，在新能源汽车涉水时引发电池内部漏电短路，进而导致自燃甚至爆炸。

3.电池过充过放。用车过程中使用与车辆不相符的大功率耗电电器和过载充、放电都将对电池组造成损害。在过充实验中，使用超出自身放电电压的高电压对锂电池进行充电，产生了爆炸。

4.电池散热不良。充放电过程中，电池内部发生剧烈化学反应，产生大量热量。如遇电池零部件老化、高温天气、散热系统失效等情况容易导致散热不及时，进而引起自燃。

此外，线路短路、电池腐蚀等也可引发动力电池热失控。起火诱因的多样性和仅需数分钟即可导致电池箱爆燃爆炸的特点对锂离子动力电池风险防控及应急处置提出了更高的要求。

（二）线路自燃

线路自燃的原因主要可归为两类：

1.外部环境：外来物堆积、环境潮湿、粉尘等。

2.线路自身：不规范改装加装、线路老化破损、接触不良、保护失效等。

这些情况极易引发接触点过热、线路漏电、线路过载、线路短路等风险，造成自燃。

（三）人员触电

人员触电主要有两方面的原因：

1.人员不规范作业：绝缘防护不到位、雨天作业、带电插拔等不规范操作都可能导致高压触电。

2.充电设施故障：绝缘层失效、保护机制失效等故障容易引发拉弧伤人等安全事故。

新能源设备运营存在的问题

（一）规章制度不健全

民用机场新能源设备的管理尚处于初期阶段。很多机场仅参照地方相关文件和机场常规要求制定基础规章，没有结合新能源设备安全风险的特点以及机场的安全运行需求，缺乏覆盖新能源设备全生命周期的制度体系和系统的应急响应机制。

（二）人才建设滞后

由于社会新能源车辆的广泛应用早于机场地面新能源设备的批量使用，使得一线人员和管理人员在新能源设备运营工作中往往仅参照社会上新能源车辆的管理规范，而忽视了机场特种车辆特殊的机坪作业环境、独特的航班保障功能和更高的安全标准。

新能源行业相较传统行业，更新迭代快，设备科技含量高，对场内操作、运维和管理人员的业务素养提出了更高的要求。但现阶段场内操作、管理人员普遍缺乏对新能源设备的专业认知，专业运维人员短缺，加大了新能源设备安全运营的保障压力。

（三）管理平台建设缓慢

机场地面新能源设备包括特种车辆、普通乘用车、大型客车、充电设施、相关电力设备等多种类型，涉及众多生产厂家，数据资源的“质”与“量”层次不齐，通讯协议标准各异，给机场建立统一管理平台增加了难度。

目前，国内机场管理平台建设普遍存在系统建设统筹力度不够、数据资源整合力度不够、数据共享融合不够等问题。一方面，不同品牌的新能源设备之间存在信息壁垒，难以实现系统的兼容；另一方面，新能源设备与机场搭建的信息平台无法实现有效的数据汇聚共享。数据资源碎片化、烟囱化的现状阻碍了资源的集约利用和业务的高效协同。

（四）运行机制效率不高

民用机场使用的新能源设备在技术成熟度和使用年限上跨度较大，而与设备复杂性相匹配的日常运维、缺陷整改、应急处置等相关机制尚不够健全。运行机制效率不高的原因主要包括：一是陷入新能源设备运维成本低廉、维护保养简单的误区，并未充分考虑新能源设备特性，对三电系统（电池、电机、电控）等关键部件疏于检查和维护；二是初代新能源设备所遵照的设计规范、制造标准与现行标准，存在技术状态监控不到位、应急设计不符合航空安全要求、零配件停产、软件无法升级等问题，严重影响了设备的可持续化安全运行，需要建立更高效的升级改造和厂商召回机制；三是应急响应机制难以快速发挥功效，需要在反复演练与不断完善中提升协同联动能力和处置效率。

新能源设备安全运营对策及建议

相较于社会公共区域和其他物流类封闭区域，民用机场地面新能源设备的安全运营不仅涉及设备运维和规范操作，还关乎航空器、旅客的人身财产安全等，一旦酿成事故影响极大。因此新能源设备安全管控是一项系统工程，在工作中应坚持“科学运维、规范作业、及时预警、专业处置”的原则，从“预防”和“应急”两个维度出发。

预防方面：机场作为安全责任主体应建立覆盖所有驻场单位新能源设备的安全预警机制。同时，新能源设备本身信息化与智能化程度较高，除可提供一定预警能力和保护功能外，也要求从业人员具备相关专业知识和规范操作意识，实时关注设备仪表显示和平台推送信息并及时准确地做出反应。

应急方面：新能源设备从发生异常到起火自燃时间较短，争分夺秒的快速响应需要所有场内人员通力协作，不仅要做到发现异常及时上报，还需要在突发情况下高质量快速响应。

提升机场新能源设备安全运营，具体可从四个方面展开，即制度建设、人员建设、平台建设、机制建设。

（一）规章制度建设

根据上文民航局《关于进一步加强机场新能源汽车运行安全管理工作的通知》文件精神，围绕新能源设备的准入准出、资产管理、充电管理、安全驾驶、运行监控、维护管理、授权管理、评估改进等多方面开展新能源设备管理工作，建立健全相关管理制度。不仅应参照行业成熟规范的制度体系，还应结合新能源行业发展及技术特点增加专属规章。

1.针对动力电池的特点，增加完善各项制度。在新能源设备运营中，动力电池安全风险等级最高。电池材料选用要满足航空领域的高安全要求，能量密度和技术方向需符合国家标准和行业标准，并通过专业的检验检测。鉴于电池寿命短于设备使用寿命，因此在新能源设备资产管理中要同时掌握设备和电池的品牌制造信息以及电池回收、梯次利用等政策。

2.及时掌握新能源行业发展状况，更新制度和评估体系。新能源行业整体发展较快，需要及时掌握国家标准、行业标准、政策方针，行业研究等信息，及时调整、更新设备准入标准和相关制度。考虑机场地面新能源设备时要以高于社会安全要求的标准，在追求安全性与高效的平衡中始终将安全放在首位。机场相关人员应关注新能源领域安全事故统计与分析，建立符合机场高安全标准的评估体系，对老旧设备可能产生的风险充分了解并及时联合厂家整改；对使用最新技术或能量密度较高的动力电池的设备，在引入前应对其安全性进行充分评估。

3.根据机场环境气候特点，制定针对性维护制度。结合机场所处地理位置、气候特点及时间节点，排查潮湿、粉尘、雷电、高低温、枯叶杂草、极端天气等原因带来的新能源设备安全风险。完善运维机制，主动检查关键零部件和灭火器工作状况，及时消除安全隐患。

4.成立机场新能源设备管理委员会。成立新能源设备管理委员会，统筹协调机场范围内新能源设备的安全运营。主要职责包括制定新能源设备管理实施细则、协调解决机场新能源设备管理有关事宜、定期分析评估机场新能源设备管理工作、对新能源设备管理存在的问题提出整改措施并督促有关单位落实。

（二）专业人员建设

1.提高从业人员的专业素养。根据新能源设备的人员资质及授权管理规定，编制对应的培训大纲和教材，通过理论教学、实操演练、外送学习、定期研讨等形式对驾驶员、操作员、维护人员以及相关管理人员开展新能源设备的系统培训及相关考核，逐步建成新能源设备专业化运维团队。

2.普及新能源设备基础知识。定期组织面向全体场内人员的新能源设备制度及相关业务知识普及。将一线人员由单纯的设备使用者上升为集使用者、维护者、应急处置者三重身份于一身的专业角色，全面提高场内人员新能源设备基本认知水平和规范操作意识。

（三）管理平台建设

利用新能源设备自身信息化水平较高的特点，将采集的数据更好的运用于日常运营监控和预警服务。同时，针对机坪自身特点，结合5G大宽带、北斗高精度定位、三维高精地图等技术，完善通信条件和提高定位精度，打通各个品牌的信息壁垒，消除信息孤岛，用统一平台的方式，建立并完善覆盖机坪所有新能源设备的智能监控管理系统，实现远程监测和实时控制。针对容易发生安全隐患的三个方向，重点进行技术开发和创新应用：

1.运行监测。所有地面新能源设备除设备自带终端外，加装可智能识别人员操作行为和设备技术状态并进行自动警示的AI车载终端，结合设备原有预警功能从设备和人员两方面共同监测，实现全方位的提前预警。

2.电池检测。建立在线检测系统，通过采集动力电池深度充放电过程参数和电池单体、模组的电压、电流、温升等参数进行分析建模，实现评估预警。

3.充电监控。根据机场需求，合理设置预警触发阈值。并借助远程视频监控、状态数据采集、充电设备自身告警预警功能等手段，实现自动触发停机重启或向运维人员下发通知。后台人员也可通过智能监控管理平台远程控制充电桩启停作业。

此外，可在场内人员使用的手持终端上设计上报功能，将发现的安全隐患和故障及时上报。

（四）运行机制建设

1.设备升级改造机制。定期分析和评估所有新能源设备，对数据异常或技术不成熟的设备尽快完成升级改造，主要聚焦两方面：一是早期设备方面，新能源第一代产品多存在配件停产、软件无法升级等问题，可联合厂家进行升级改造；二是动力电池方面，重点监控使用时限达到5年以上的电池箱，对有异常数据的设备采取停用检修或退出措施。

2.召回返厂机制。投入运行的新能源设备必须符合国家标准、行业标准和机场安全规范，相应数据均能接入机场统一监控管理平台。在实际使用过程中，发现不符合航空安全要求的设计缺陷，厂商应主动召回问题设备或接受返厂整改。例如动力电池应与乘客舱、人员逃生通道、应急操作手柄实现完全物理隔离，以确保在动力电池发生爆燃的情况下仍能完成人员安全疏散以及设备撤离航空器。如未隔离则厂商应将相关设备召回。

3.动力电池定期维护保养机制。对所有新能源设备的动力电池和高压连接件进行定期保养。常用车辆每年至少一次、不常用车辆每季度至少一次电池均衡保养，利用电力电子技术使新能源汽车的锂离子电池单体电压或电池组电压偏差保持在合理范围内，从而达到较好的电池一致性，提高车辆的续航里程和电池组的使用寿命。

4.应急处置机制。应急处置的关键在于一线操作人员准确辨别预警信号，临危不乱，迅速按既定流程进行处置。一是增强一线人员应急处置能力。开展针对一线作业人员应急处置实操能力的培训和演练，除半年一次的常规演练外，还可在重点防控时段、重大活动、节假日设备使用高峰前夕，根据需要安排不同规模的应急演练；二是完善新能源设备安全事故的应急处置机制。如遇车辆碰撞、动力电池热失控、车辆冒烟起火等紧急情况，操作人员应立即通过对讲机上报情况并以最快的速度疏散车上人员，启动应急程序将设备尽可能撤离到离航空器25米以外的空阔区域。关闭电源，在保证安全距离的前提下使用水基灭火器、消防栓等装置进行应急处置；三是在监控管理平台增设应急模块。平台可通过车载终端对讲模块、广播功能快速下达应急操作指令，通知现场人员。在人员无法快速赶到时，还可远程向周围充电设备下发停止指令。

随着新能源设备在国内民用机场的推广，业内对新能源设备运行安全管理的探索也在不断深化。一方面，随着技术的升级，新能源设备的安全性不断提升，自身的保护机制将更加完善；另一方面，机场也应充分履行安全运行主体责任，推动运维专业化以及作业规范化，建立有效的监控体系及应急处置机制，提升新能源设备运营安全管理水平，最终实现民用机场地面新能源设备安全高效运营。