民航空管VHF地空通信系統(tǒng)故障案例分析

熊　欣

（民航珠海進(jìn)近管制中心，珠海 519015）

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民航空管VHF地空通信系統(tǒng)故障案例分析

熊欣

（民航珠海進(jìn)近管制中心，珠海 519015）

摘要：本文對(duì)民航空管VHF地空通信系統(tǒng)故障的一個(gè)案例進(jìn)行分析，同時(shí)引發(fā)了幾點(diǎn)思考和推論。

關(guān)鍵詞：民航；VHF；地空；數(shù)據(jù)鏈；通信網(wǎng)絡(luò)；空管內(nèi)話

1 民航地空通信VHF網(wǎng)簡(jiǎn)介

中國(guó)民航VHF地空數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是目前國(guó)內(nèi)覆蓋范圍最大的地空通信網(wǎng)絡(luò)之一，該網(wǎng)絡(luò)可以為民航局、航空公司和空管部門提供飛機(jī)在飛行過(guò)程中的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)及有關(guān)信息，并將地面有關(guān)部門的相關(guān)信息及時(shí)傳遞給飛行中的飛機(jī)。

VHF地空數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由飛機(jī)機(jī)載數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備、VHF遠(yuǎn)端地面站（RGS）、地面數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、空中交通管制中心語(yǔ)音交換系統(tǒng)（空管內(nèi)話）四部分組成。

2 民航空管VHF故障案例處理及分析

2.1 故障現(xiàn)象

在遠(yuǎn)端VHF臺(tái)站A新增若干個(gè)頻率的備用VHF電臺(tái)和傳輸鏈路后，經(jīng)測(cè)試原本工作正常的頻率通道中有多個(gè)在主備用內(nèi)話系統(tǒng)均不能接收到機(jī)組發(fā)出的無(wú)線電信號(hào)，而連接至另一個(gè)RGS臺(tái)站的同頻率不同通道則可以正常接收機(jī)組的無(wú)線電信號(hào)。

2.2 故障排處

在另一備用RGS臺(tái)站VHF電臺(tái)至內(nèi)話系統(tǒng)的通道工作正常，說(shuō)明故障頻率的地空無(wú)線傳輸部分沒(méi)有異常。隨后，筆者在備用VHF傳輸DDF配線架處，將至備用VHF系統(tǒng)線路隔離斷開，測(cè)試故障現(xiàn)象依舊。在徹底拆除備用內(nèi)話DDF配線架至備用VHF傳輸DDF配線架的跳線對(duì)后，原故障頻率故障現(xiàn)象均消除，內(nèi)話系統(tǒng)接收信號(hào)恢復(fù)。

內(nèi)話配線架至VHF傳輸配線架間跳線對(duì)使用HYA標(biāo)準(zhǔn)200對(duì)鎧裝電纜，按照國(guó)際布線標(biāo)準(zhǔn)電纜色譜5主色、5輔色成對(duì)使用。經(jīng)檢查和分析，故障頻率的備用內(nèi)話配線架至備用VHF傳輸配線架的跳線對(duì)左右“交叉”（即跳線對(duì)連接一側(cè)配線架左右線序?yàn)椤爸鬏o”，而另一側(cè)為“輔主”）沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)線序布線施工。將所有不符合標(biāo)準(zhǔn)線序的跳線對(duì)拆除，按規(guī)范線序重接后，原故障的頻率通道均恢復(fù)正常。

2.3 故障分析

在故障解決后，筆者對(duì)故障進(jìn)行了深入分析，尋找在復(fù)雜交錯(cuò)的VHF傳輸網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音信號(hào)丟失的原因，注意到此類故障的出現(xiàn)需滿足以下條件：主備用內(nèi)話系統(tǒng)分別連接主備用VHF傳輸鏈路；跳線在跳向不同配線架的兩對(duì)線在起始端配線架短接（內(nèi)話、VHF傳輸配線架情況相同）；內(nèi)話配線架至VHF傳輸配線架跳線時(shí)線對(duì)有“交叉”錯(cuò)接現(xiàn)象。

由此可以得到以下推斷：由于主備用內(nèi)話和VHF傳輸系統(tǒng)的交叉互連，以及跳線在配線架起始端的短接，在四個(gè)配線架間形成環(huán)路。當(dāng)按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)布線時(shí)，跳線對(duì)間相互獨(dú)立，VHF語(yǔ)音信號(hào)可以正常輸入內(nèi)話配線架，如圖1所示。而當(dāng)跳線對(duì)出現(xiàn)“交叉”時(shí)（以備用內(nèi)話配線架至備用VHF傳輸配線架跳線有“交叉”的情況為例），兩組環(huán)路出現(xiàn)交叉，原本相互獨(dú)立的線對(duì)間發(fā)生短路，作為負(fù)載的內(nèi)話語(yǔ)音輸入端短接，主備用內(nèi)話將接收不到語(yǔ)音信號(hào)，保持靜默，如圖2所示。

圖2　配線架跳線對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)“交叉”線序圖

定性分析：分析主用內(nèi)話配線架的一對(duì)接點(diǎn)AB，從A出發(fā)經(jīng)過(guò)主用VHF配線架、備用內(nèi)話配線架、備用VHF配線架繞轉(zhuǎn)，再經(jīng)過(guò)交叉線，接至跳線對(duì)的另一接點(diǎn)B，形成短路。在電路模型中，AB點(diǎn)間短路，作為負(fù)載的主用內(nèi)話的接口端壓降UAB=0，將接收不到任何有用的電路信號(hào)，如圖3所示。

定量分析：仍以備用內(nèi)話配線架至備用VHF傳輸配線架跳線有“交叉”的情況為例，分析在圖4中主用VHF傳輸鏈路送入內(nèi)話系統(tǒng)的語(yǔ)音信號(hào)。設(shè)主用VHF傳輸線路接入的信號(hào)為UCD，則直接送至主用內(nèi)話配線架AB接點(diǎn)的信號(hào)UAB=UCD，其經(jīng)過(guò)備用內(nèi)話配線架、備用VHF配線架短接點(diǎn)繞轉(zhuǎn)的信號(hào)為U'AB，則主用內(nèi)話接收的信號(hào)為UAB和U'AB的疊加信號(hào)U"AB≡0，輸出信號(hào)發(fā)生湮滅，波形如圖4所示。

圖4　跳線對(duì)話音信號(hào)分析圖

不僅在接點(diǎn)AB之間，在圖3環(huán)路中任意位置的一對(duì)接點(diǎn)均為短接，跳線對(duì)上任意點(diǎn)的輸出均為0，故整個(gè)主備VHF接收鏈路上的信號(hào)為0，整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)有話音輸出。

3 由分析得到的推論

（1）發(fā)射線路發(fā)生跳線“交叉”，內(nèi)話發(fā)出的語(yǔ)音信號(hào)也會(huì)在配線架環(huán)路中湮滅，VHF電臺(tái)將不會(huì)獲得發(fā)射信號(hào)。在圖3中，主用內(nèi)話的發(fā)射信號(hào)直接傳至VHF主用配線架接口接點(diǎn)CD的信號(hào)UAB，與從備用VHF、內(nèi)話配線架繞轉(zhuǎn)的信號(hào)U'AB疊加所得的輸出信號(hào)UCD=0，發(fā)射語(yǔ)音信號(hào)也始終為0。在對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際測(cè)試中，測(cè)量結(jié)果也印證了此推論。

（2）當(dāng)配線架跳線出現(xiàn)“雙交叉”，或者偶數(shù)對(duì)交叉線時(shí)，不影響系統(tǒng)的正常使用，但不符合施工規(guī)范，對(duì)設(shè)備的管理和隱患排查非常不利，此類情況也應(yīng)避免。

4 結(jié)束語(yǔ)

在內(nèi)話、VHF傳輸線路主備冗余，DDF配線架接點(diǎn)為短接的模式下，跳線對(duì)出現(xiàn)“交叉”，會(huì)導(dǎo)致語(yǔ)音信號(hào)的湮滅，發(fā)射、接收信號(hào)無(wú)法通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)連接空管內(nèi)話和VHF電臺(tái)。配線架跳線施工應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)際布線標(biāo)準(zhǔn)電纜色譜布線，主色在左、輔色在右配線，避免線路的交叉。在空管內(nèi)話系統(tǒng)為主備用VHF鏈路分別配置接口通道，可以物理隔離VHF傳輸主備鏈路，避免配線架跳線間出現(xiàn)環(huán)路，從根源上解決此類故障的出現(xiàn)?！?/p>

Failure Case Analysis of VHF Communication System in Civil Aviation ATC

Xiong Xin
（ZHATC, Zhuhai, 519015）

Abstract:This paper is the analysis of a failure case of VHF communication system in Civil Aviation ATC and triggers to some thinking and inference at the same tim.

Keywords:Civil Aviation； Very High Frequency； air-ground； data chain； communication network； Air traffc control voice exchange system

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.06.006

中圖分類號(hào)：TN96

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編碼：1672-7274（2016）06-0016-02