淺析ADS—C/CPDLC在西部航路運行中存在的問題及升級改造后的評估

摘 要：文章主要介紹了ADS-C/CPDLC在西部航路運行中存在的各類問題，以及北京民航天宇科技發(fā)展有限公司根據存在的問題，在原有系統(tǒng)的基礎上對軟硬件進行了升級改造，并對改造后的新系統(tǒng)進行了簡要評估。

關鍵詞：ADS-C/CPDLC；存在問題；升級改造；評估

引言

西部航路代號L888，航路走向：中老邊境入境點-思茅-庫車-中哈邊境出境點，穿越昆明、成都、蘭州、烏魯木齊等4個高空管制區(qū)，航路全長約2900公里，所屬地域大多是在平均海拔4000米以上的青藏高原和天山山脈以及塔克拉瑪干大沙漠。這些地區(qū)氣候變化無常，地廣人稀，地形錯綜復雜，自然條件極其惡劣，不具備建設地面雷達等設施的條件，整個航路存在雷達覆蓋的大面積盲區(qū)，故西部航路目前采用ADS-C/CPDLC系統(tǒng)。這幾年隨著L888航路流量的增加，實施ADS-C/CPDLC系統(tǒng)，獲得了可觀的經濟效益。由于原舊有ADS-C/CPDLC工作站是美國ARINC公司的產品，投產使用16年之久并超過報廢年限，且存在功能上的缺陷，有給安全生產造成風險的可能性，為此北京民航天宇科技發(fā)展有限公司對原舊有系統(tǒng)進行了升級改造，替換為新的ADS-C/CPDLC工作站。

1 ADS-C簡介

ADS-C（Automatic Dependent Surveillance Contract）含義：約定式自動相關監(jiān)視系統(tǒng)，它是一種監(jiān)視新技術，提供ADS信息的航空器和希望接收ADS報告的地面站之間根據約定按照一一對應的關系而工作。

2 CPDLC簡介

CPDLC（Controller-pilot Data Link Communications）是管制員和飛行員之間利用數據替代話音的空中交通管制通信手段。

3 ADS-C/CPDLC系統(tǒng)的組成

ADS-C/CPDLC系統(tǒng)是由衛(wèi)星導航，空地數據鏈ACARS、先進的地面處理系統(tǒng)CNS/ATM和顯示系統(tǒng)組成。系統(tǒng)組成如圖1。

圖1 系統(tǒng)組成圖

4 簡單的系統(tǒng)工作過程

地面管制工作站，接收飛機通過衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)送來的下行數據鏈，使管制員了解飛機的高度、方位、速度等一些飛行狀態(tài)信息，管制員通過相反的路由將地面的CPDLC數字報文指令信息發(fā)送給飛機，以實現對飛機的管制。

5 原舊系統(tǒng)運行中存在的問題

在昆明、成都、蘭州、烏魯木齊原舊有的ADS-C自動相關監(jiān)視設備大多于2000年投產使用，硬件方面主要存在的問題有：（1）兩臺網關為IBM公司的RS6000型服務器，該型服務器早已停產，且處理器速度慢、內存和硬盤較小。（2）兩個網關的磁帶機為HP的DDS3磁帶機，此磁帶機已停產。目前市面雖有DDS3的磁帶，但也是早年生產的，性能較差，經常出現無法讀取數據問題。（3）無ADS數據輸出端口，不能適應未來將ADS數據接入空管自動化系統(tǒng)的發(fā)展需求。（4）無監(jiān)控終端設備，值班員無法實時監(jiān)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。（5）無數據庫，無法更改、設置系統(tǒng)參數。軟件方面主要存在的問題有：（1）無法根據管制部門的需求修改添加ADS設備GEOMAP地圖（地質航行圖）中的航路點、航線等。（2）無法對CPDLC參數及沖突告警參數進行修改。（3）系統(tǒng)備份功能繁雜，費時較長，可維護性差。（4）只能支持CPDLC回放，不支持Geomap回放，只能用磁帶進行數據回放，不能用硬盤中的數據進行回放。（5）兩臺網關的時間為機器時間，需要經常手工校準時間，既不方便，也不準確，沒有統(tǒng)一進行網絡授時或接入GPS時間。（6）CPDLC界面操作的復雜性與不合理性，給管制工作造成不便。（7）ADS地圖上飛行器圖形信息不明確，無法判定登陸、接收、移交、結束服務等信息。

6 新系統(tǒng)主機功能

6.1 管制工作站席位惠普HP Z800兩臺

工作站安裝REDHAT LINUX操作系統(tǒng)；兩臺機器通過NEC EXPRESS軟件實現主備機功能；并安裝有DB2數據庫用以存儲報文；同時安裝有FASTBACK客戶端軟件，以實現系統(tǒng)備份。此主機安裝有ADS和CPDLC軟件用以和飛機進行通信以及顯示飛機航跡。

6.2 主處理設備研華工控機610H（DLS服務器）兩臺

工作站安裝REDHAT LINUX 操作系統(tǒng)；兩臺機器通過主備模塊實現主備機功能；安裝有FASTBACK客戶端軟件，以實現系統(tǒng)備份。此主機作為數據鏈接入設備，進行數據轉發(fā)。

6.3 系統(tǒng)監(jiān)控單元DELL監(jiān)控工作站一臺

安裝MICROSOFT WINDOWS 2008 SERVER操作系統(tǒng)；軟件安裝有FASTBACK服務端，用于備份兩臺Z800工作站以及610H主機的系統(tǒng)和數據。此外本機還安裝有監(jiān)控軟件用于查看系統(tǒng)的健康狀況。

6.4 ANOVO JSW-J4工作站一臺，位于軍方

安裝REDHAT LINUX 操作系統(tǒng)以及WADS軟件。

7 新系統(tǒng)增添的新功能

（1）增加了網絡授時，具有NTP時間源狀態(tài)查看功能，能查看NTP授時是否正確。

（2）增加了Z800主機的硬盤鏡像察看、FASTBACK備份查看功能。

（3）增加了監(jiān)控客戶端，能對服務相關狀態(tài)進行監(jiān)控。

（4）增設了總線-星型局域網結構。

（5）增加了防止將報文發(fā)給錯誤航班的處理。在每條上下行報文前都加了航班號，盡可能多的提醒用戶正在和哪架航班交互。

（6）ADS合同界面的改進。增加默認值按鍵（Default），用戶可以將常用的合同參數保存為默認值，創(chuàng)建合同時通過默認值按鍵調出，避免每次創(chuàng)建合同重復輸入。Lateral Deviation由拖動條改為輸入框，并可保存到默認值中。以米制為默認單位時，Vertical Rate可以以英尺每分鐘FT/MIN單位輸入。

（7）CPDLC端的改進。ADS-C/CPDLC端均可用航空公司三字代碼顯示航班號。上行報文的送達時間會顯示在消息框的最后一列。自由文本加入右鍵提示，可將固定的自由文本配入提示中。

（8）ADS地圖端的改進。ADS地圖改為主流電子地圖的操作模式，即：鼠標左鍵拖動地圖中心點、鼠標滾輪縮放、不同縮放層級顯示不同內容等。整體樣式向歐洲貓靠攏，著重突出飛機目標和標牌。增加了動態(tài)測距、靜態(tài)測距、設定地圖中心點、恢復地圖中心點等功能。

（9）提供CPDLC與ADS同步的歷史數據回放。上下行報文流水、激活航班、發(fā)送報文均可同步回放，提供播放器形式的回放面板，操作簡單?？蛇x擇某時間段內特定的航班單獨回放。

（10）增加了圖形繪制和圖形管理功能。可以在Geomap地圖上繪制點、線、矩形、圓形和多邊形，每個自定義圖形可以設定單獨的名稱。

8 評估

新系統(tǒng)硬件采用目前的主流服務器配置，便于維護更換，使用高速大容量磁盤陣列來存貯數據并運行整個系統(tǒng)，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定；記錄/回放改為大容量磁盤陣列方式，淘汰了用磁帶存儲記錄數據，使得數據記錄安全可靠，回放數據無需輸入冗長的命令，改為快捷的操作界面，CPDLC與ADS能夠同步歷史數據回放，改變了以往只能回放CPDLC的數據，給安全事件分析提供了更多的手段；整個系統(tǒng)采用局域網結構，預留更多端口，為未來ADS輸出數據接入自動化系統(tǒng)創(chuàng)造了條件；增加了監(jiān)控客戶端，對服務相關狀態(tài)進行監(jiān)控；增加了數據庫，更改配置系統(tǒng)參數較為方便；增加了系統(tǒng)自動在線備份軟件功能，系統(tǒng)的安全性增強；增加圖形繪制和圖形管理功能，使得在ADS地圖上根據航線變化和業(yè)務需要更改航路上的點、航線、劃分區(qū)域等能夠正常實施；對ADS合同界面、ADS地圖端、CPDLC端等進行合理改進，使操作更加便利、高效、安全。

可見新系統(tǒng)相對于舊系統(tǒng)，可操作性、可維護性、穩(wěn)定性、安全性都得到了改善和提高。

參考文獻

[1]中國民航總局.中國民航新航行系統(tǒng)航路管制工作規(guī)程[Z].北京：中國民航總局，2000.

[2]北京民航天宇科技發(fā)展有限公司.ADS-C自動相關監(jiān)視系統(tǒng)維護規(guī)程[Z].北京：北京民航天宇科技發(fā)展有限公司，2012.

作者簡介：李桂芬（1964，06-），女，漢族，籍貫：河北省唐山市，民航新疆空管局技術保障中心，工程師，學士學位，民航通信新技術研究與應用。