THALES空管自動(dòng)化系統(tǒng)的MSAW告警機(jī)制的分析

劉佩銘

摘要：最低安全高度告警功能（Minimum Safe Altitude Warning，MSAW）是空管自動(dòng)化系統(tǒng)中必備的告警功能，本功能是是飛機(jī)在下降飛行高度時(shí)，提示空管管制員飛行高度是否下降過(guò)低，將要進(jìn)入系統(tǒng)預(yù)先定義的對(duì)于該區(qū)域的最低安全飛行高度之下。本文介紹了THALES公司研發(fā)的空管自動(dòng)化系統(tǒng)EUROCAT告警處理模塊中的MSAW告警，即最低安全高度告警。文中首先進(jìn)行MSAW告警功能簡(jiǎn)介，著重結(jié)合系統(tǒng)MSAW離線參數(shù)討論MSAW告警處理機(jī)制。

關(guān)鍵詞：MSAW 告警處理機(jī)制 CFL高度保護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：V355.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）06-0220-01

1 MSAW告警概念介紹

空中交通服務(wù)是空中交通管理的主要部分。它包括空中交通管制服務(wù)，飛行情報(bào)和告警服務(wù)。MSAW告警即最低安全高度告警，是飛機(jī)在下降飛行高度時(shí)，提示空管管制員飛行高度是否下降過(guò)低，進(jìn)入系統(tǒng)預(yù)先定義的對(duì)于該區(qū)域的最低安全飛行高度之下。MSAW告警屬于對(duì)于雷達(dá)航跡的告警，由系統(tǒng)負(fù)責(zé)相關(guān)與告警處理服務(wù)器SNMAP模塊處理。系統(tǒng)通過(guò)綜合考慮飛行器航跡高度、高度標(biāo)識(shí)、位置、速度方向及MSAW區(qū)域，將在預(yù)知飛行器違反相應(yīng)區(qū)域的最低安全高度時(shí)，并將處理的結(jié)果報(bào)給系統(tǒng)中正在負(fù)責(zé)該架航班管制工作的席位管制員，告警顏色為紅色。MSAW告警模型，如圖1所示。

2 MSAW告警處理機(jī)制

2.1 MSAW告警觸發(fā)條件

（1）雷達(dá)航跡處于有效的MSAW告警局域之內(nèi)；（2）雷達(dá)航跡具有有效的跟蹤高度與速度；（3）雷達(dá)航跡滿足系統(tǒng)離線告警參數(shù)（前探最低高度、告警觸發(fā)時(shí)間、下降率等）；（4）雷達(dá)航跡與飛機(jī)計(jì)劃相關(guān)（離線參數(shù)可調(diào)）；（5）與飛行計(jì)劃相關(guān)的雷達(dá)航跡處于管制狀態(tài)。

2.2 告警區(qū)域與高度設(shè)置

文件中定義了系統(tǒng)MSAW告警區(qū)與MSAW告警抑制區(qū)，其中告警區(qū)可以由兩種模型表示terrain hazard，obstacles。terrain hazard 定義若干個(gè)以2海里為邊長(zhǎng)的正方形，類(lèi)似于系統(tǒng)的馬賽克方格，再定義每個(gè)方格以一個(gè)高度，這個(gè)高度就是地形中障礙物的實(shí)際高度。obstacles是一個(gè)定義了半徑與障礙物實(shí)際高度的圓柱體。在這個(gè)模型中，則需要定義圓心坐標(biāo)，半徑和模型的高度。而系統(tǒng)告警區(qū)的實(shí)際高度為模型高度加上一個(gè)垂直安全界限。MSAW參數(shù)模型，如圖2所示。

2.3 告警觸發(fā)時(shí)間計(jì)算

涉及到告警觸發(fā)時(shí)間的參數(shù)主要有如下四個(gè)：（1）告警更新周期，告警觸發(fā)閾值，告警前探時(shí)間和告警觸發(fā)時(shí)間窗。THALES系統(tǒng)設(shè)定MSAW告警的更新周期為每10s對(duì)航跡進(jìn)行一次MSAW告警探測(cè)。（2）告警觸發(fā)閾值的定義為系統(tǒng)成功連續(xù)推測(cè)n個(gè)MSAW告警周期后，觸發(fā)系統(tǒng)MSAW告警，目前此參數(shù)值為2。（3）告警前探時(shí)間，即向前看時(shí)間，是系統(tǒng)用來(lái)預(yù)測(cè)航跡未來(lái)位置的時(shí)間值。目前系統(tǒng)設(shè)定的MSAW告警前探時(shí)間為90s，也就是系統(tǒng)會(huì)根據(jù)現(xiàn)在趨勢(shì)向前預(yù)測(cè)航跡未來(lái)90s內(nèi)的位置進(jìn)行告警探測(cè)。（4）告警觸發(fā)時(shí)間窗的含義與告警時(shí)間觸發(fā)機(jī)制密切相關(guān)，目前系統(tǒng)設(shè)定為60s。綜上所述，系統(tǒng)在時(shí)間上觸發(fā)MSAW告警有兩種可能：1）在前探時(shí)間內(nèi)（90s）連續(xù)兩次探測(cè)到告警時(shí)觸發(fā)告警并顯示給管制席位。2）在告警觸發(fā)時(shí)間窗內(nèi)（60s）只要探測(cè)到告警便立即觸發(fā)并顯示給管制席位。

2.4 CFL高度保護(hù)

當(dāng)系統(tǒng)航跡處于下降過(guò)程中時(shí)，使用CFL減去高度容差值作為高度預(yù)測(cè)的下限。如果沒(méi)有有效的CFL，則不使用該值作為高度預(yù)測(cè)下限。如果下降率大于系統(tǒng)參數(shù)，且航跡高度在CFL-MSAW_

LEVEL_THRESHOLD/2和CFL+MSAW_LEVEL_THRESHOL

D/2范圍內(nèi)，CFL不作為推測(cè)高度的極限。在實(shí)際應(yīng)用中，有效的設(shè)置好CFL高度保護(hù)參數(shù)值，可以有效的避免虛警過(guò)多的現(xiàn)象，也可以準(zhǔn)確的提示管制員潛在的告警危險(xiǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

最低安全高度告警是空管自動(dòng)系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的告警功能。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的合適直接影響到MSAW告警的處理和準(zhǔn)確率，此在自動(dòng)化系統(tǒng)投入運(yùn)行之前，對(duì)MSAW告警進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行后，對(duì)系統(tǒng)重要參數(shù)的修改必須嚴(yán)格遵循參數(shù)修改的工作程序，并進(jìn)行備案和跟蹤，能更好的為空管運(yùn)行指揮提供有力保障。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)民用航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MH/T 4022-2006《空中交通管制自動(dòng)化系統(tǒng)最低安全高度告警及短期飛行沖突告警功能》 .

[5]民用航空通信導(dǎo)航監(jiān)視人員基礎(chǔ)教程，中國(guó)民航出版社.