空管應急自動化系統分析與設計探討

摘要：空管應急自動化系統能夠輔助空管人員對整個空域中的飛行活動進行監(jiān)視、預測、告警，同時也能夠有效地協助空管人員對空域進行更有序的管理，空管自動化系統對目前管制中心的管理工作越來越重要，因此，一旦空管應急自動化系統出現故障，會影響整個空域的飛行工作。文章對空管應急自動化系統分析和設計進行了探討。

關鍵詞：空管應急自動化系統；運行環(huán)境；軟硬件設計；空管人員；管制中心 文獻標識碼：A

中圖分類號：V355 文章編號：1009-2374（2016）10-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.007

1 概述

隨著我國民航業(yè)近幾年的不斷發(fā)展，空中交通運輸越來越活躍，我國民航飛行流量不斷增多，空管設施也不斷發(fā)展，空管自動化系統作為管制中心對空交通指揮的核心系統，能夠對飛機進行雷達監(jiān)測以及雷達數據的處理，并且為管制中心提供飛機的飛行態(tài)勢狀況報告，便于對飛機的異常情況預警。我國的民航交通管制從程序管制過渡到雷達管制工作，使得空管中心原有的雷達信號顯示和處理終端，轉變成目前需要對飛行大數據進行處理的數據中心，這就不斷增加了空管應急自動化系統的復雜性，空管應急自動化系統一旦出現部分功能失效或者運行速度變慢等故障，都會給正常的空域交通指揮帶來巨大的影響，因此，設計出一套行之有效的空管應急自動化系統，能夠對現有的系統進行有機互補，同時也能夠大大提高空中交通管制的效率。

2 空管應急自動化系統運行環(huán)境特點

空管應急信息自動化系統需要兼容處理雷達航跡和航跡，空管應急自動化系統的運行環(huán)境特點和技術需求，就和空管信息自動化系統所處理的內容完全不同。筆者認為，空管應急自動化系統就是為了補充現有空管信息自動化系統發(fā)生故障而設計的系統，所以在設計的時候，考慮的運行環(huán)境特點和技術需求，就和空管信息自動化系統不同。目前，我國的很多民航機場都部署“切換式”應急系統。機房內，空管應急自動化系統與空管信息自動化系統同時運行，并能夠共享信息資源以及管制席位設備等。在管制中心需要的時候或者空管信息自動化系統發(fā)生系統故障的時候，就可以充分利用原有系統設備，但基本功能還可以采取應急體系。同時，空管應急自動化系統還能對空域交通管理起到正常的管制作用，不僅可以給管制中心提供雷達信號以及飛行數據的監(jiān)測預警功能，還需要使管制中心能夠在此基礎上，進行更好的空中交通管制調配工作。在平時，還能夠滿足管制中心的日常培訓需求，并且滿足管制工作人員正常時的安全值班和管制需要時的模擬訓練。所以根據我國空管應急自動化系統的實際情況，綜合考慮各種可能突發(fā)情況的運行環(huán)境特點和技術需求設計空管應急自動化系統。

3 空管應急自動化系統的配置需求

根據空管應急自動化系統運行環(huán)境特點，設計出一套行之有效的空管應急自動化系統，能夠對現有的系統進行有機互補，筆者認為還需要對空管應急自動化系統進行配置要求。

筆者綜合分析目前國內各種空管應急自動化系統，提出在滿足現有的空管管理的基礎上，總體需求定位為滿足現有物聯網大數據系統接入，并且使用單機和單網分布式處理結構，使空管應急自動化系統同時具備單雷達和多雷達的處理能力，能夠同時進行多數據處理以及雷達信號融合顯示的能力，空管應急自動化系統還需要加強對飛行數據的處理能力，使空管應急自動化系統能夠更好地實現對飛行計劃的管理以及飛行計劃和雷達航跡的相關工作。在此基礎上，筆者認為，空管應急自動化系統還應該增加相應的預警功能，同時保持席位基本功能、界面和現有空管信息化系統的一致性，以便于管制工作人員更好地操作，應急系統還應具有相對的獨立性和完整性。

4 空管應急自動化系統硬件設計分析

4.1 前端處理裝置

本設計中前端處理裝置可采用高性能工控機，能夠對雷達信號進行處理，高性能工控機可將鏈路通信協議進行通信規(guī)程轉換，實現不僅將雷達信號數據進行前端處理，且將數據進行信號格式的轉換的功能，在設計中，需要充分考慮用戶設置需要，使得雷達的通信協議、數據速率、數據格式和適配參數可供用戶設置。

4.2 多雷達數據處理裝置

本設計中多雷達數據處理裝置，可采用IBM RS6000服務器，然后利用系統LAN與FRDP轉換單元等組網。接收前端處理裝置的標準內部格式的單雷達航跡，IBM RS6000服務器就提供多雷達數據進行融合跟蹤處理以及ADS數據的融合處理和航跡數據顯示的功能。

4.3 飛行數據處理裝置

本設計中飛行數據處理裝置，本設計中依然采用IBM RS6000服務器，和多雷達數據處理裝置處理的組網相同，飛行數據處理裝置可以通過接收和發(fā)送民航AFTN航空動態(tài)電報和AFDC電報，并且進行譯碼和編碼，然后對飛行數據進行分析。

4.4 雷達管制席位設計

本設計中雷達管制席位，依然采用IBM RS6000服務器，筆者認為顯示器可以使用49寸顯示器。IBM RS6000服務器能夠對雷達的航跡數據和飛行數據進行顯示，同時能夠接收管制工作人員的輸入命令，輔助管制工作人員更好地進行管制工作。

4.5 監(jiān)控裝置的設計

本設計中監(jiān)控裝置可通過LAN能夠獲取空域中的各類運行數據，同時能夠在各個數據傳輸節(jié)點進行監(jiān)視，且具有告警信息自動存儲、檢索、打印和軟拷貝功能。

4.6 網絡子系統設計

本設計中采用單網結構，選用以太網交換機，在主網絡中，可以采用超5類的雙絞線連接，同時在主網絡和塔臺等遠端席位的連接中，采用以太網光收發(fā)器進行網絡總線的中繼。

4.7 GPS時鐘信號裝置

本設計GPS時鐘信號裝置，能夠通過LAN向系統各服務器廣播精確的定時信息，并通過串口將定時信息分發(fā)到各席位子鐘顯示。

5 系統軟件設計

本設計的系統設計集合本設計的系統硬件平臺，本系統的操作系統對接現有的空管信息自動化系統，擬采用IBM的AIX操作系統，數據庫選用Oracle9i數據庫管理系統。在軟件設計中，本設計采用面向對象技術和模塊化設計，由通信協議轉換軟件、雷達前端處理軟件FRADP、單個雷達數據處理軟件RADP、多雷達數據處理軟件MRADP、飛行數據處理軟件的FDP、飛行電報收發(fā)信機和處理軟件FDPTEL、編輯飛行整個系統軟件計劃管理軟件FDO和報警數據編輯軟件模塊組成。軟件設計采用模塊化設計方法，并且根據所需要的速度同步通信和先進的數據鏈路協議，用于輸出，該系統的通信速度可根據不同的需要進行設置，以完成該系統的數據交換和處理。

6 空管應急自動化系統的應用分析

本設計中，空管應急自動化系統能夠在實際使用過程中進行多種功能切換的應用，本設計以航線轉換進行分析?？展軕弊詣踊到y在航線轉換處理的情況處理時，首先，空管應急自動化系統，能夠根據飛機的飛行計劃，在地圖為飛機標注航路點序號，使得飛機的航路點序號，能夠和飛機的相關信息和坐標數據進行對應，所述航路點序號信息，可以備注飛機的相對應的報告點和扇區(qū)點以及飛機的出入管制區(qū)域交接點等，能夠將飛機的飛行中的各種數據進行整合分析；其次，在飛機進行航線轉換的時候，航線轉換點序列中的轉換點相對于某個導臺的距離和方向點，能夠非常便捷地在空管應急自動化系統上實現，同時空管應急自動化系統獲取飛機所在空域的數據以及所要進入機場的進出點位置數據，然后盡可能生成相應的航線轉換點序列，同時獲得坐標數據，這樣就可在系統中實現航路的轉換。借助空管應急自動化系統，飛機的飛行計劃主要可以與備用航線進行轉換，當遇到緊急情況，就可以自動提示管理者進行規(guī)范，然后再執(zhí)行操作，便于進行航線點的轉換。

7 結語

隨著空管運行保障對空管部門裝備的現代通信、導航、監(jiān)視設施和空管應急自動化系統的依賴程度越來越深，管制指揮對空管自動化系統的依賴將越來越高，將大大提高管制員的管制能力，增加空域系統的容量，但是需要看到的是我國空管應急系統設施設備，在目前的設計中，主要考慮抵御系統內風險，極少在設計中考慮防御系統外風險，一旦發(fā)生外部的突發(fā)事件，就會直接影響系統的運行。因此，依然需要我們根據不同應急情況，從運行環(huán)境出發(fā)，分析其技術需求設計出新的適應性更廣的空管應急自動化系統，滿足空中交通運輸對空管運行保障的需求。

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作者簡介：高頔（1989-），女，陜西渭南人，中國民用航空西北地區(qū)空中交通管理局助理工程師，研究方向：空管自動化設備維護。

（責任編輯：秦遜玉）