AeroTrac自動(dòng)化系統(tǒng)航班動(dòng)態(tài)異常問(wèn)題的診斷與分析

姜鵬+郭金亮

摘 要 航班飛行動(dòng)態(tài)信息的處理和顯示是空管自動(dòng)化系統(tǒng)的核心功能之一，是管制員掌握航班運(yùn)行狀態(tài)重要途徑及發(fā)布管制指令的主要依據(jù)。本文通過(guò)研究Aerotrac空管自動(dòng)化系統(tǒng)的航班飛行動(dòng)態(tài)處理機(jī)制，分析了該系統(tǒng)航班飛行動(dòng)態(tài)提前異常終結(jié)的原因，并提出了對(duì)應(yīng)的解決方案，研究及解決航班動(dòng)態(tài)異常問(wèn)題對(duì)于確保管制指揮安全至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】空管自動(dòng)化 航班動(dòng)態(tài) 異常終結(jié)

1 自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及航班動(dòng)態(tài)處理機(jī)制

目前，筆者所在單位Aerotrac自動(dòng)化由美國(guó)Telephonics公司出品，系統(tǒng)由3臺(tái)雷達(dá)處理服務(wù)器（RDP）、2臺(tái)飛行計(jì)劃處理服務(wù)器（FDP）、多臺(tái)雷達(dá)顯示終端（DP）和報(bào)文處理終端（FDT）以及3條互為冗余的網(wǎng)絡(luò)組成，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。其中，RDP主要負(fù)責(zé)處理雷達(dá)信號(hào)的接入、格式轉(zhuǎn)換、融合處理以及告警（如CA、MSAW），飛行動(dòng)態(tài)的處理則主要在FDP中進(jìn)行，其主要完成AFTN報(bào)文的接收、處理，飛行動(dòng)態(tài)生命周期的轉(zhuǎn)換等一系列工作。

航班動(dòng)態(tài)從產(chǎn)生到消除的過(guò)程稱之為航班動(dòng)態(tài)的生命周期，在Aerotrac自動(dòng)化中，航班動(dòng)態(tài)的生命周期包含存儲(chǔ)（Stored）、掛起（Pending）、激活（Active）、終結(jié)（Terminate）四個(gè)階段，如圖2所示。

航班動(dòng)態(tài)一般在系統(tǒng)接收到領(lǐng)航計(jì)劃報(bào)（FPL）之后自動(dòng)生成，也可以由管制員手動(dòng)生成，生成之后即存入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，而此時(shí)在FDT的航班動(dòng)態(tài)列表中是看不到該條動(dòng)態(tài)的，這個(gè)階段稱之為存儲(chǔ)狀態(tài)，以起飛航班為例，系統(tǒng)一般會(huì)在航班起飛之前數(shù)小時(shí)收到FPL報(bào)，隨之生成該條航班的動(dòng)態(tài)，系統(tǒng)根據(jù)默認(rèn)航路上固定點(diǎn)的經(jīng)緯度以及l(fā)egtime等信息，自動(dòng)進(jìn)行航路分析，推算出航班飛越每一航路點(diǎn)的時(shí)間。

航班動(dòng)態(tài)由存儲(chǔ)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閽炱馉顟B(tài)一般是系統(tǒng)在起飛之前一定時(shí)間自動(dòng)完成的，在航班動(dòng)態(tài)變?yōu)閽炱馉顟B(tài)后，將觸發(fā)打印進(jìn)程單、分配SSR等一系列動(dòng)作，此階段，航班動(dòng)態(tài)將出現(xiàn)在FDT的航班動(dòng)態(tài)列表中，顏色用黃色表示。

正常情況下，當(dāng)系統(tǒng)收到該航班的起飛報(bào)（DEP）后，對(duì)應(yīng)的航班動(dòng)態(tài)將從掛起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，系統(tǒng)根據(jù)DEP報(bào)中的實(shí)際起飛時(shí)間（ATD）重新進(jìn)行航路分析并推算經(jīng)過(guò)各個(gè)航路點(diǎn)的時(shí)間。航班激活后，F(xiàn)DP會(huì)將飛行動(dòng)態(tài)的信息傳送給RDP，進(jìn)而完成飛行計(jì)劃于雷達(dá)目標(biāo)的相關(guān)，使得DP上顯示出航班號(hào)等完整的目標(biāo)信息，激活的飛行動(dòng)態(tài)在FDT的動(dòng)態(tài)列表中用綠色表示。

當(dāng)航班飛出區(qū)域出口點(diǎn)一定時(shí)間（VSP_ACTIVE_TIME），航班動(dòng)態(tài)由激活狀態(tài)變?yōu)榻K結(jié)狀態(tài)，在FDT航班動(dòng)態(tài)列表顯示為灰色，將觸發(fā)SSR回收、航班相關(guān)解除等動(dòng)作，如圖5所示。航班終結(jié)一定時(shí)間（VSP_TERMINAL_TIME）之后，系統(tǒng)將清除航班動(dòng)態(tài)，F(xiàn)DT航班動(dòng)態(tài)列表也將不再顯示。

2 航班動(dòng)態(tài)異常的故障診斷

2.1 故障現(xiàn)象

自2016年10月筆者所在單位Aerotrac自動(dòng)化系統(tǒng)軟件升級(jí)結(jié)束后，管制部門多次反映起飛航班在動(dòng)態(tài)列表中找不到動(dòng)態(tài)的情況，調(diào)查發(fā)現(xiàn)部分航班在實(shí)際起飛前航班計(jì)劃會(huì)自動(dòng)提前終結(jié)，航班動(dòng)態(tài)生命周期結(jié)束，動(dòng)態(tài)從列表中消失，在ICAO4444中也查不到航班動(dòng)態(tài)信息。航班動(dòng)態(tài)提前終結(jié)，導(dǎo)致系統(tǒng)處理DEP時(shí)報(bào)錯(cuò)，提示：CAN NOT FIND THE UNIQE FLIGHT PLAN或 FLIGHT PLAN HAS BEEN TERMINATED。

2.2 故障診斷及測(cè)試

為了確定故障原因，筆者對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)航班動(dòng)態(tài)進(jìn)行了長(zhǎng)期的觀察，并參照自動(dòng)化系統(tǒng)航班動(dòng)態(tài)生命周期不同的階段進(jìn)行了多次測(cè)試，測(cè)試情況如表1-3所示。

2.3 故障原因分析

針對(duì)上述故障分析，可得出如下結(jié)論：

正常情況下，航班在預(yù)計(jì)起飛時(shí)間（ETD）之前50分鐘（VSP_STORED_TIME）由存儲(chǔ)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，這個(gè)工作是由系統(tǒng)自動(dòng)完成的，在管制員沒(méi)有手動(dòng)激活的情況下，系統(tǒng)直至收到DEP報(bào)時(shí)，航班動(dòng)態(tài)才能由掛起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，并由實(shí)際起飛時(shí)間（ATD）來(lái)推算出到各個(gè)移交點(diǎn)的時(shí)間。當(dāng)航班飛出出口點(diǎn)（ATO）后5分鐘（VSP_ACTIVE_TIME）后航班動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)為終結(jié)狀態(tài)，如圖3所示。

如果管制員航班在未收到DEP報(bào)前，手動(dòng)激活航班動(dòng)態(tài)，系統(tǒng)將不再重新進(jìn)行航路分析，到達(dá)個(gè)航路的點(diǎn)的時(shí)間仍然以FPL報(bào)中的ETD時(shí)間為準(zhǔn)，并在航班預(yù)計(jì)飛出出口點(diǎn)（ET0）5分鐘（VSP_ACTIVE_TIME）后自動(dòng)終結(jié)航班動(dòng)態(tài)，如圖4所示。如果在航班動(dòng)態(tài)終結(jié)前，系統(tǒng)收到DEP報(bào)，則系統(tǒng)會(huì)按照實(shí)際起飛時(shí)間（ATD）重新刷新經(jīng)過(guò)各移交點(diǎn)的時(shí)間。如航班動(dòng)態(tài)終結(jié)后，但仍未從列表中消失時(shí)收到DEP報(bào)后，系統(tǒng)處理出錯(cuò)，提示FLIGHT PLAN HAS BEEN TERMINATED；如航班動(dòng)態(tài)終結(jié)并從動(dòng)態(tài)列表中消失后，系統(tǒng)收到DEP后處理出錯(cuò)，提示CAN NOT FIND THE UNIQE FLIGHT PLAN。

預(yù)計(jì)起飛時(shí)間（ETD）和預(yù)計(jì)出區(qū)域時(shí)間（ETO）之間的飛行時(shí)間是按照默認(rèn)航路上的FIX點(diǎn)來(lái)依次計(jì)算兩點(diǎn)之間的飛行時(shí)間。如果有設(shè)定FIX點(diǎn)到下一個(gè)FIX點(diǎn)的legtime，則優(yōu)先使用legtime計(jì)算，如圖5所示。如果沒(méi)有設(shè)定legtime，則按照航路點(diǎn)經(jīng)緯度計(jì)算到點(diǎn)飛行時(shí)間。如果FIX點(diǎn)沒(méi)有經(jīng)緯度，該點(diǎn)與前一個(gè)、后一個(gè)FIX點(diǎn)的飛行時(shí)間都按照0計(jì)算。如表4所示。

FIX點(diǎn)中到MIPAG的legtime設(shè)置為5分鐘，但由于航路中間經(jīng)過(guò)多個(gè)點(diǎn)，該legtime并未生效。實(shí)際ETD到ETO的時(shí)間分為下面四段：

ZGSZ-SZX 該兩點(diǎn)未設(shè)legtime，有經(jīng)緯度，但由于距離極近，時(shí)間計(jì)算約為0；

SZX-SZX3 該兩點(diǎn)未設(shè)legtime，且SZX3沒(méi)有經(jīng)緯度，時(shí)間計(jì)算為0；

SZX3-GLN該兩點(diǎn)未設(shè)legtime，且SZX3沒(méi)有經(jīng)緯度，時(shí)間計(jì)算為0；

GLN-MIPAG該兩點(diǎn)未設(shè)legtime，均有經(jīng)緯度，按照距離和時(shí)速計(jì)算為2分鐘；

最后，該航班的ETD到ETO的時(shí)間只有2分鐘。加上VSP_ACTIVE_TIME也只有7分鐘，也就是說(shuō)如果該航班管制員手動(dòng)激活，在預(yù)計(jì)起飛時(shí)間（ETD）之后7分鐘內(nèi)航班未起飛，則航班動(dòng)態(tài)會(huì)自動(dòng)終結(jié)。此時(shí)收到DEP報(bào)會(huì)提示CANNOT FIND UNIQUE FLIGHT PLAN。

綜上所述，由于管制提前激活，以及我方部分虛擬FIX點(diǎn)未設(shè)置經(jīng)緯度，導(dǎo)致航班晚于ETD 7、8分鐘起飛時(shí)，航班動(dòng)態(tài)已經(jīng)提前終結(jié)。

3 處置措施

鑒于上述分析，采取了以下處理措施：

（1）為默認(rèn)航路上沒(méi)有經(jīng)緯度的虛擬FIX點(diǎn)根據(jù)所在航路設(shè)置經(jīng)緯度。

（2）將參數(shù)VSP_EXTEND_ACTIVE_TIME從0設(shè)置為3600。該參數(shù)定義為手動(dòng)激活航班，在未收到DEP報(bào)情況下的額外增加保持激活狀態(tài)的時(shí)間。原本手動(dòng)激活的航班，在ETO后5分鐘終止（VSP _ACTIVE_TIME），設(shè)置此參數(shù)后，則在ETO后65分鐘（VSP_ACTIVE_TIME+VSP_EXTEND_ACTIVE_TIME）終止，極大的延長(zhǎng)了激活時(shí)間，有效避免航班延誤等情況導(dǎo)致的相關(guān)異常。

4 總結(jié)

筆者在對(duì)Aerotrac自動(dòng)化航班動(dòng)態(tài)原理分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)Aerotrac自動(dòng)化系統(tǒng)航班動(dòng)態(tài)異常的情況進(jìn)行了診斷和分析，得出了可能造成航班動(dòng)態(tài)異常的原因，有針對(duì)性的采取了相應(yīng)的措施。限于筆者知識(shí)經(jīng)驗(yàn)所限，本文介紹的內(nèi)容未免有錯(cuò)漏之處，懇請(qǐng)同行批評(píng)指正。

參考文獻(xiàn)

[1]Telephonics Corporation，F(xiàn)light Data Terminal Operation Manual[Z].New York USA，2011：16-17.

[2]Telephonics Corporation， Flight Data Terminal Operation Manual[Z].New York USA，2011：18-19.

[3]Telephonics Corporation，F(xiàn)light Data Processing Subsystem Operation Manual[Z].New York USA，2011：50.

作者簡(jiǎn)介

姜鵬（1983-），男，廣東省珠海市人。碩士研究生，工程師。主要研究領(lǐng)域?yàn)榭罩薪煌ü芾怼?