淺析烏魯木齊空管中心NUMEN3000自動化系統(tǒng)典型現(xiàn)象及故障

袁哲

摘 要：文章簡要介紹了烏魯木齊空管中心NUMEN3000自動化系統(tǒng)及其架構(gòu)，針對該套自動化系統(tǒng)運行使用中出現(xiàn)的兩個典型故障進行故障現(xiàn)象描述與故障分析

關(guān)鍵詞：自動化；NUMEN3000；航班號跳變；飛行計劃異常

1 烏魯木齊空管中心NUMEN3000自動化系統(tǒng)簡介

烏魯木齊空管中心NUMEN3000自動化系統(tǒng)是由南京萊斯公司研發(fā)的，此套NUMEN3000自動化系統(tǒng)為實時處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用全天候二十四小時不間斷運行模式，以確保空中交通管制信息的連續(xù)性、準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定性。該系統(tǒng)主要提供滿足未來高空管制區(qū)、本地中低空和塔臺的管制指揮服務(wù)。系統(tǒng)可實現(xiàn)區(qū)域管制中心與相鄰管制區(qū)的自動管制移交；隨著異地中低空管制區(qū)的管制中心和部分機場塔臺等設(shè)施的更新改造，逐步實現(xiàn)高空管制區(qū)與其相鄰管制區(qū)以及部分遠端塔臺之間的自動管制移交、飛行數(shù)據(jù)和飛行計劃共享。

本系統(tǒng)采用符合民航要求的84坐標(biāo)系進行各種計算處理，完全按照ICAO技術(shù)規(guī)范和中國民航行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，內(nèi)含監(jiān)視數(shù)據(jù)引接，監(jiān)視數(shù)據(jù)預(yù)處理和多源監(jiān)視數(shù)據(jù)融合處理，相關(guān)和告警處理，飛行電報接收和飛行計劃處理，ACARS數(shù)據(jù)處理，氣象數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)記錄和重演，飛行計劃協(xié)調(diào)，區(qū)域、進近、塔臺管制席位信息顯示，主任席管理，系統(tǒng)監(jiān)控及數(shù)據(jù)管理，旁路監(jiān)視數(shù)據(jù)處理等主要功能。

NUMEN300自動化系統(tǒng)為便于今后空管業(yè)務(wù)的發(fā)展而進行的對應(yīng)擴充及升級，系統(tǒng)設(shè)計采用分布式、開放式的客戶/服務(wù)器（C/S）系統(tǒng)架構(gòu)。采用三路本地網(wǎng)，具備多種類型的數(shù)據(jù)接口，具有較強的互聯(lián)能力，易于和其他設(shè)備及其他ATC系統(tǒng)進行聯(lián)試。系統(tǒng)具有高可靠性、可擴展性、可開放性，易于與其他相關(guān)系統(tǒng)互聯(lián)。

烏魯木齊空管中心NUMEN3000自動化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，該系統(tǒng)同時可以根據(jù)用戶方業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，做到擴充多個區(qū)域管制席、進近管制席、塔臺管制席和飛行計劃編輯席，此系統(tǒng)將安裝于區(qū)域管制中心（ACC）、進近管制室（APP）、機場塔臺（TWR），從而作為區(qū)域、進近和塔臺提供的管制指揮服務(wù)的系統(tǒng)設(shè)備。

正常情況下，系統(tǒng)的主用監(jiān)視數(shù)據(jù)處理服務(wù)器滿足全部的功能服務(wù)要求，此時在雙MSDP中至少有一臺能夠正常工作，可提供包括區(qū)域、進近和遠地塔臺在內(nèi)的系統(tǒng)所有席位的航跡監(jiān)視和管制服務(wù)。

2 NUMEN3000自動化系統(tǒng)典型故障現(xiàn)象

2.1 NUMEN3000自動化系統(tǒng)航班號跳變故障現(xiàn)象

萊斯主用NUMEN3000自動化系統(tǒng)航班號為CSN6980的目標(biāo)跳變?yōu)楹桨嗵朇ES5606，此跳變現(xiàn)象持續(xù)了3秒鐘，隨后該目標(biāo)航班號又跳變回CSN6980。跳變現(xiàn)象消失后設(shè)備運行恢復(fù)正常。通過對NUMEN3000自動化系統(tǒng)進行景象回放后，可見CSN6980航班從07：02：16開始跳變?yōu)镃ES5606，持續(xù)到07：02：20又跳變回CSN698

0（以上所述時間均為國際協(xié)調(diào)時間）。整個跳變過程截圖如圖2所示。

2.2 NUMEN3000自動化系統(tǒng)飛行計劃異常故障現(xiàn)象

CUH2507、CSN6305、CCA4152、CHH2533等航班在塔臺GND席位向TWR席位移交的過程中，TWR席位接管后，飛行計劃就變成了controlled狀態(tài)，而此時航班還沒起飛，并在錯誤的位置出現(xiàn)了計劃航跡，隨后飛行計劃被人工終止，塔臺在重新創(chuàng)建飛行計劃后目標(biāo)自動相關(guān)正常。

通過對NUMEN3000自動化系統(tǒng)進行回放和日志查詢，由于CUH2507、CSN6305、CCA4152、CHH2533等航班情況類似。本說明以CUH2507航班為例，該航班FPL報（領(lǐng)航計劃報）中，EOBT時間（預(yù)計撤輪擋時間）為09：00，實際起飛時間為09：35（以上所述時間均為北京時間）。以下是對于此故障現(xiàn)象發(fā)生的過程梳理：由于離線參數(shù)設(shè)定距離預(yù)計起飛時間50分鐘前飛行計劃狀態(tài)將變?yōu)镻REA狀態(tài)，因此CUH2507航班的飛行計劃狀態(tài)在08：10：19時由NACT變至PREA，系統(tǒng)自動分配給該目標(biāo)6233的二次代碼（系統(tǒng)正常）；在08：46：24時，該次航班收到了CHG報修改航路（系統(tǒng)正常）；09：27：03塔臺管制員通過電子進程單系統(tǒng)將該計劃由GND席位移交至TWR席位，飛行計劃狀態(tài)由PREA變至CONT狀態(tài)，從而出現(xiàn)計劃航跡，但此時CUH2507航班并未起飛，且DEP報并未拍發(fā)（系統(tǒng)不正常，此時飛行計劃狀態(tài)不應(yīng)該變?yōu)镃ONT，也不應(yīng)該出現(xiàn)計劃航跡，因為此時塔臺的TWR席位并未執(zhí)行拍發(fā)DEP報（起飛報）的操作，航班也并未起飛。因此出現(xiàn)的該計劃航跡，飛行計劃中沒有實際起飛時間，故計劃航跡中解析的位置仍是以09：00的預(yù)計撤輪擋時間為基準(zhǔn)，而此航班延誤，因而出現(xiàn)了計劃航跡位置不準(zhǔn)確的情況，實際上，出現(xiàn)在該錯誤位置的計劃航跡為該航班未延誤狀態(tài)下09：00起飛，09：27航班所應(yīng)在位置）；在09：30：11時，區(qū)調(diào)一扇（CC11P席位）管制員在FPW窗口執(zhí)行CNL操作，該飛行計劃狀態(tài)由CONT改變至FIN狀態(tài)，從而導(dǎo)致該飛行計劃終止，該計劃航跡消失（系統(tǒng)正常）；09：31：52時區(qū)調(diào)計劃席FDOP1管制員重新創(chuàng)建飛行計劃，計劃生成并成為NACT狀態(tài)（系統(tǒng)正常）；在09：35：08時，塔臺自動化系統(tǒng)助力管制席修改了EOBT時間，飛行計劃狀態(tài)改變至PREA狀態(tài)（系統(tǒng)正常，隨后塔臺管制員手動修改該飛行計劃與之前航班相同的二次代碼6233）；新創(chuàng)建的飛行計劃于09：35：31時狀態(tài)由PREA改變至CONT狀態(tài)，飛機起飛（系統(tǒng)正常，之后計劃和雷達航跡相關(guān)正常，DEP報正常自動拍發(fā)）。

3 NUMEN3000自動化系統(tǒng)典型故障分析

3.1 NUMEN3000自動化系統(tǒng)航班號跳變故障分析

NUMEN3000自動化系統(tǒng)中監(jiān)視數(shù)據(jù)處理模塊（SDP）由熱冗余的主監(jiān)視數(shù)據(jù)處理模塊（簡稱為MSDP）、熱冗余的旁路監(jiān)視數(shù)據(jù)處理模塊（簡稱為BSDP）以及熱冗余的塔臺本地監(jiān)視數(shù)據(jù)處理模塊（簡稱為TSDP）組成。MSDP、BSDP和TSDP都是獨立存在，在物理上和邏輯上相互分離。正常情況下，系統(tǒng)的主用監(jiān)視數(shù)據(jù)處理服務(wù)器滿足全部的功能服務(wù)要求，可提供包括區(qū)域、進近和遠地塔臺在內(nèi)的系統(tǒng)所有席位的航跡監(jiān)視和管制服務(wù)。在遠地塔臺與區(qū)管中心的網(wǎng)絡(luò)連接中斷時，塔臺席位無法獲得MSDP和BSDP的航跡服務(wù)；遠地塔臺席位只能由TSDP負責(zé)航跡服務(wù)。失聯(lián)狀態(tài)下TSDP能夠?qū)崿F(xiàn)的功能與降級狀態(tài)下的BSDP所能實現(xiàn)的功能完全相同。監(jiān)視數(shù)據(jù)處理模塊生成的航跡目標(biāo)信息按照產(chǎn)生來源來分類共有三種：MSDP生成并維護的航跡信息稱為MSDP航跡，BSDP生成并維護的航跡信息稱為BSDP航跡，TSDP生成并維護的航跡信息稱為TSDP航跡。三種航跡都包括了單路航跡和綜合航跡。通常情況下，這三種航跡信息在系統(tǒng)內(nèi)同時并存，并且除了必要的狀態(tài)同步以外，它們之間互相獨立。在監(jiān)視數(shù)據(jù)處理功能處于正常狀態(tài)時，BSDP和TSDP（如果塔臺與區(qū)管中心連接正常的話）接收MSDP發(fā)出的MSDP綜合航跡，根據(jù)其中包含的管制狀態(tài)信息來更新BSDP航跡和TSDP航跡，此時BSDP航跡和TSDP航跡沒有管制功能，因此不能自己修改管制狀態(tài)信息而與MSDP航跡保持一致。至于TSDP，在與區(qū)管中心失聯(lián)之前，一直與當(dāng)前的主用航跡進行同步，不論主用航跡是MSDP航跡還是BSDP航跡。失聯(lián)之后，TSDP航跡升為主用航跡，塔臺席位用之進行管制工作。需要注意的是，與降級的情況不同，連接恢復(fù)之后，區(qū)管中心部分的MSDP航跡/BSDP航跡也不會跟隨TSDP航跡同步，在接到連接恢復(fù)確認(rèn)命令后，TSDP航跡立刻轉(zhuǎn)為次要航跡，此前所做的RADTAG等管制狀態(tài)信息將被丟棄，管制員需要切換為使用MSDP航跡或BSDP航跡（區(qū)管中心正在降級的情況）。

在自動化系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下，塔臺自動化系統(tǒng)席位與區(qū)管自動化系統(tǒng)服務(wù)器相連，即塔臺自動化系統(tǒng)顯示MSDP航跡；當(dāng)區(qū)管自動化系統(tǒng)服務(wù)器宕機，或者區(qū)管與塔臺之間的聯(lián)系中斷時，采用塔臺本地自動化系統(tǒng)服務(wù)器的TSDP航跡。兩種航跡可手動切換，但是在自動化系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下，不建議塔臺管制部門對自動化系統(tǒng)手動切換TSDP航跡。

通過對NUMEN3000自動化系統(tǒng)進行景象回放，得知出現(xiàn)航班號跳變的席位為塔臺的TWR1E，此席位當(dāng)時的自動化系統(tǒng)航跡為TSDP航跡，回放塔臺其余自動化席位發(fā)現(xiàn)席位目標(biāo)的系統(tǒng)航跡均為MSDP航跡，且其余席位的CSN6980航班號未發(fā)生跳變情況。綜上得知此航班跳變情況為該席位自動化系統(tǒng)處于TSDP模式下其相關(guān)異常所致。

3.2 NUMEN3000自動化系統(tǒng)飛行計劃異常故障分析

航路和時間的一致性條件如下，要求必須同時滿足：航跡的實際位置在飛行計劃描述的計劃航路附近，即到計劃航路的距離小于數(shù)據(jù)庫中離線設(shè)置的門限值參數(shù)；根據(jù)航跡的當(dāng)前位置和速度，預(yù)測其到達計劃航路上最近一個報告點的時刻，和計劃里的預(yù)計到達報告點時間相差不超過門限值（數(shù)據(jù)庫中離線設(shè)置）；航跡的當(dāng)前航向和最近的計劃航路的方向相差不超過門限值（數(shù)據(jù)庫中離線設(shè)置）。對于飛行計劃已與航跡相關(guān)上的情況，當(dāng)滿足下列條件之一時，系統(tǒng)將切斷兩者的聯(lián)系，計劃和航跡都恢復(fù)為未互相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)：飛行計劃的狀態(tài)變更為終止或取消；航跡目標(biāo)消失；除了利用地址碼相關(guān)上的情況以外，航跡目標(biāo)具有有效二次代碼時（更改為7500、7600和7700等特殊二次代碼的情況除外），其二次代碼與飛行計劃中的ASSR和PSSR都不一致；除了利用地址碼相關(guān)上的情況以外，航跡目標(biāo)無有效二次代碼，并且沒有攜帶航班號信息，或者攜帶了航班號信息，但此航班號與計劃中的航班號不一致。

在此故障現(xiàn)象發(fā)生期間，經(jīng)檢查空管NUMEN3000自動化系統(tǒng)設(shè)備硬件運行一切正常。軟件問題原因為結(jié)合塔臺新需求（之前航跡相關(guān)時部分標(biāo)牌顯示GND扇區(qū)，需修改顯示為TWR扇區(qū)，軟件修改時狀態(tài)也改為CONT）對NUMEN3000自動化系統(tǒng)進行應(yīng)用軟件升級，新功能異常導(dǎo)致此問題發(fā)生。故障現(xiàn)象發(fā)生后的第一時間對升級后的新軟件進行修改和緊急再次升級，此故障現(xiàn)象消失，自動化系統(tǒng)恢復(fù)正常。

4對NUMEN3000自動化系統(tǒng)在烏魯木齊空管中心的短期運行總結(jié)

自NUMEN3000自動化系統(tǒng)在烏魯木齊空管中心運行以來，NUMEN3000自動化系統(tǒng)完成了烏魯木齊空管中心對于自動化系統(tǒng)主用設(shè)備的整體要求，對于管制操作功能的升級完善做到了管制方面的要求。自動化室的科室人員對于該套系統(tǒng)所出現(xiàn)的問題及管制員的需求都會進行不定期地收集工作，由此進行了多次軟件方面的升級工作，從而使得該套NUMEN3000自動化系統(tǒng)更加穩(wěn)定、完善。從最開始對于操作系統(tǒng)的不熟練，到能夠精準(zhǔn)查找系統(tǒng)日志、并從日志中發(fā)現(xiàn)問題，并順利地解決所遇見的問題。文章所涉及的故障案例分析對于自動化系統(tǒng)的日常維護維修有一定的參考借鑒意義，望與大家交流學(xué)習(xí)，從而共同提高空管自動化系統(tǒng)方面的保障能力及水平。

參考文獻

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