民航飛機(jī)新型通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)介紹

姜景明

【摘要】 介紹了民航飛機(jī)新型通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)的應(yīng)用，采用ARINC規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)飛機(jī)機(jī)載設(shè)備和地空數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)建立飛機(jī)與地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的連接，實(shí)現(xiàn)民航飛機(jī)的地空雙向數(shù)據(jù)通信，該系統(tǒng)ACARS有三種報(bào)文類型，用于不同的部門數(shù)據(jù)通信。

【關(guān)鍵詞】 民航飛機(jī) 地空數(shù)據(jù)鏈 飛機(jī)通信尋址報(bào)告系統(tǒng) ARINC

在數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)出現(xiàn)之前，地面人員和飛行人員之間的所有交流只能通過(guò)語(yǔ)音進(jìn)行。這種通訊以甚高頻或高頻語(yǔ)音無(wú)線電通信方式實(shí)現(xiàn)。航空公司為了減少機(jī)組人員的工作負(fù)荷，提高數(shù)據(jù)的完整性，在2005年，我國(guó)民航推廣了ACARS 系統(tǒng)新技術(shù)。ACARS意為飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)，其核心部分為空地?cái)?shù)據(jù)鏈，它是空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)的通稱。

該系統(tǒng)在1980年代末期升級(jí)以滿足ARINC724標(biāo)準(zhǔn)。ARINC724定義了航空電子設(shè)備數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線接口。該標(biāo)準(zhǔn)后來(lái)又修訂為ARINC724B。二十世紀(jì)90年代所有的數(shù)字化飛機(jī)都采用了ARINC724B標(biāo)準(zhǔn)。用于ACARS管理單元的ARINC724B規(guī)范，用于工業(yè)領(lǐng)域又出現(xiàn)了新的ARINC規(guī)范，稱為ARINC758，它是為下一代ACARS管理單元—CMU系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。

飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)，通過(guò)飛機(jī)機(jī)載設(shè)備和地空數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)建立飛機(jī)與地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的連接，實(shí)現(xiàn)地面系統(tǒng)與飛機(jī)之間的實(shí)時(shí)雙向數(shù)據(jù)通信。

ACARS系統(tǒng)主要由機(jī)載設(shè)備和地面設(shè)備組成，其中機(jī)載設(shè)備由ACARS管理組件、綜合顯示控制器（CDU，通常也稱MCDU（多功能CDU或MIDU）、第三部甚高頻通信系統(tǒng)和相關(guān)線路、相應(yīng)軟件（操作軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)）等部件組成；地面設(shè)備 由地面收發(fā)站和數(shù)據(jù)處理站、航空公司處理和分析終端等組成。

機(jī)載設(shè)備的其它 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如數(shù)據(jù)管理組件（DMU），飛行數(shù)據(jù)接口組件（FDIU），飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系 統(tǒng)（ACMS），以及全球定位系統(tǒng)（GPS）都和它交聯(lián)。

DMU、FDIU、GPS、ACMS等負(fù)責(zé) 采集或收集飛機(jī)在線數(shù)據(jù)和飛行經(jīng)緯度，再將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到ACARS，ACARS通過(guò) SATCOM（ Satellite Communication 衛(wèi)星通訊）系統(tǒng)或VHF（Very High Frequency 甚高頻）地面工作站傳送到指定的地面數(shù)據(jù)控制中心（在中國(guó)，該數(shù)據(jù)中心在北京：ADCC -Air Data Control Center），由ADCC根據(jù)報(bào)文頭的標(biāo)志， 數(shù)據(jù)鏈服務(wù)提 供商（DSP）負(fù)責(zé)空地之間的消息分發(fā)。

ACARS主要功用：ACARS的第一個(gè)應(yīng)用是去自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)告飛機(jī)在主要飛行階段（推出登機(jī)門——Out of the gate；離地——Off the ground；著陸——On the ground；?？康菣C(jī)門——Into the Gate，工業(yè)上簡(jiǎn)稱OOOI）的變化。

這些OOOI事件是由ACARS管理單元通過(guò)飛機(jī)上各種傳感器（例如艙門、停留剎車和起落架上的開(kāi)關(guān)傳感器）的輸出信號(hào)來(lái)確認(rèn)的一方面，它可以使飛行的飛機(jī)在無(wú)須機(jī)組成員干預(yù)的情況下自動(dòng)向航空公司地面應(yīng)用系統(tǒng)提供飛行動(dòng)態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)也可以向地面?zhèn)魉推渌黝愋畔ⅲ购娇展具\(yùn)行控制中心在自己的應(yīng)用系統(tǒng)上獲得飛機(jī)的實(shí)時(shí)的、不間斷的大量飛行數(shù)據(jù)及相關(guān)信息，及時(shí)掌握本公司飛機(jī)的動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，滿足航務(wù)、運(yùn)營(yíng)、機(jī)務(wù)等各相關(guān)部門管理的需要； 另一方面，地面可向空中飛行的飛機(jī)提供氣象情報(bào)、航路情況、空中緊急故障排故措施等多種服務(wù)，提高飛行安全保障能力及對(duì)旅客的服務(wù)水平。

ACARS有三種報(bào)文類型：空中交通管制（ATC）、航空運(yùn)行控制（AOC）、航線管理控制（AAC）。應(yīng)當(dāng)注意的是，ACARS報(bào)文的主體部分通常只有100到200個(gè)字符的長(zhǎng)度。這種長(zhǎng)度的報(bào)文可以在一次傳輸中完成。一個(gè)ACARS報(bào)文的主體最多只能包含220個(gè)字符。長(zhǎng)于220個(gè)字符的下傳ACARS報(bào)文只能分塊多次傳送。即便如此，任何報(bào)文也不能多于16塊。地面站也只是在收到所有報(bào)文塊后才開(kāi)始處理和路由這個(gè)報(bào)文。

ACARS協(xié)議還支持失敗重傳機(jī)制，或在改變服務(wù)提供商時(shí)重新發(fā)送報(bào)文。一旦地面站接收到完整的報(bào)文就將通過(guò)地面線（landlines）其轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)鏈服務(wù)提供商（DSP）的主機(jī)系統(tǒng)。服務(wù)商根據(jù)主機(jī)上的路由表再將該報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到航空公司或其他目的地。

路由表由服務(wù)商維護(hù)，它可以根據(jù)尾號(hào)辨認(rèn)出每一架飛機(jī)，并且可以辨識(shí)出它所能處理的報(bào)文類型。（航空公司必須向服務(wù)商提供自己的ACARS報(bào)文標(biāo)記及每種報(bào)文的路由信息。）

CMU發(fā)送的每個(gè)ACARS報(bào)文都包含一個(gè)報(bào)文頭，該報(bào)文頭含有所需的路由信息。服務(wù)商將是根據(jù)這些信息將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到不同的航空公司的。

ATC報(bào)文是由ARINC 623規(guī)范定義的。主要用于機(jī)組請(qǐng)求放行，由地面人員進(jìn)行放行。AOC及AAC報(bào)文用于飛機(jī)和基站之間通信。

這些報(bào)文或者由用戶定義，或者由ARINC 618/633規(guī)范定義。不同的報(bào)文類型可能包含諸如油耗、引擎性能數(shù)據(jù)和飛機(jī)位置等自由文本信息。