導(dǎo)航臺(tái)站集中監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)

楊 鵬

(民航山西空管分局，山西 太原 030031)

0 引言

近年來飛行流量的增加，空管安全保障壓力不斷加大。導(dǎo)航、VHF等系統(tǒng)作為空管設(shè)備的重要組成部分，在飛行航路中扮演著至關(guān)重要的角色，其安全性顯的尤為重要。導(dǎo)航、VHF等設(shè)備根據(jù)需要大多安裝在遠(yuǎn)端臺(tái)站，距離本場距離遠(yuǎn)、條件差，由于設(shè)備投產(chǎn)年代的技術(shù)局限，大多早期導(dǎo)航臺(tái)站相互獨(dú)立，不具備實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控的能力，技術(shù)人員無法及時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。這就給我們的臺(tái)站監(jiān)控管理工作提出了新的挑戰(zhàn)；“無人值守、全面監(jiān)控、精準(zhǔn)掌握”成為更高的要求。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控作為一種技術(shù)手段已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于民航各個(gè)領(lǐng)域，尤其是導(dǎo)航邊遠(yuǎn)臺(tái)站。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，可以對(duì)空管設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控，在遠(yuǎn)端可以實(shí)時(shí)掌握臺(tái)站的設(shè)備運(yùn)行狀況，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題迅速做出反應(yīng)。從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航臺(tái)站的無人值守和集中監(jiān)控；有效提高工作效率的同時(shí)，確保了運(yùn)行安全，提升導(dǎo)航設(shè)備的安全保障能力。

1 基本構(gòu)成

太原機(jī)場所屬北下滑臺(tái)為老舊臺(tái)站，于一九九五年投入運(yùn)行；作為機(jī)場13號(hào)儀表著陸系統(tǒng)的重要組成部分其作用至關(guān)重要。多年的運(yùn)行過程中，導(dǎo)航設(shè)備及其附屬設(shè)備雖進(jìn)行了更新，但無一完善的監(jiān)控系統(tǒng)，依靠值班人員巡檢完成對(duì)設(shè)備及運(yùn)行環(huán)境的掌握，工作效率低，運(yùn)行成本高。該臺(tái)站主要包括NM7033儀表著陸系統(tǒng)和FSD-40 DME測距設(shè)備,雖然都具備遠(yuǎn)端控制系統(tǒng)，但傳輸線路為老舊的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)傳輸，容易受到干擾且不穩(wěn)定；運(yùn)行過程中多次出現(xiàn)雷擊、串?dāng)_的故障。臺(tái)站不具備供電和環(huán)境監(jiān)控，無法及時(shí)掌握運(yùn)行環(huán)境變化狀態(tài)。臺(tái)站集中監(jiān)控可以有效整合各設(shè)備遠(yuǎn)端控制系統(tǒng)，改善傳輸路徑，增加供電、溫濕度等環(huán)境監(jiān)控，提供運(yùn)行質(zhì)量，滿足相關(guān)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.1 NM7033B控制系統(tǒng)

NM7033B遙控系統(tǒng)包括一個(gè)異步接收發(fā)射器/電話線接口、RC1241A、一個(gè)前面板RF1242A/B(B用于熱備份配置)和一個(gè)副面板。遙控組件RC1240A/B，包括遙控單元RC1241A和遙控前面板RF1242A/B(B用于熱備份配置)。RC1241A的電話線接口在標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)格式與電話線信號(hào)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這兩種方式都是采用FSK調(diào)制解調(diào)方式(與CCITT2.1兼容)。遙控監(jiān)視系統(tǒng)包括固定在主機(jī)柜里面的一個(gè)CPU板和幾套收集數(shù)據(jù)的設(shè)備。RMS也構(gòu)成操作接口，提供3個(gè)RS232接口和本地鍵盤/顯示屏。主要完成 收集監(jiān)測參數(shù)，產(chǎn)生系統(tǒng)預(yù)警，保存數(shù)據(jù)，設(shè)置告警門限和發(fā)射機(jī)參數(shù)， 控制本地鍵盤/顯示屏。CI1210A板件作為主機(jī)柜和外部控制的接口，擔(dān)負(fù)起連接各控制通路的橋梁作用(如圖1)。

圖1 NM7000B遙控控制

1.2 FSD-40 DME遙控控制

FSD-40 DME設(shè)備通過IRS RS-232通信接口與遠(yuǎn)端RCSU 遠(yuǎn)程監(jiān)視控制單元連接，進(jìn)行遠(yuǎn)端控制；并通過RCSU單元的PC端口連接至監(jiān)控電腦，通過ADRACS-RC監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)軟件操作。

1.3 UPS監(jiān)控

北下滑臺(tái)采用艾默生5KVA UPS供電。該型號(hào)UPS配有SIC通信卡，可采用SNMP簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議進(jìn)行遠(yuǎn)程登陸，利用WEB瀏覽器，通過SIC卡提供的WEB服務(wù)器功能來監(jiān)控智能設(shè)備。

1.4 環(huán)境監(jiān)控

采用現(xiàn)市場上暢銷的視頻監(jiān)控系統(tǒng),分為室內(nèi)和室外半球攝像，通過10M自適用以太網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)全方位視頻監(jiān)控。溫濕度采集系統(tǒng)通過485模塊傳回監(jiān)控中心，利用溫濕度采集軟件平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控。

2 業(yè)務(wù)配置

光纖傳輸，即以光導(dǎo)纖維為介質(zhì)進(jìn)行的數(shù)據(jù)、信號(hào)傳輸，不僅可用來傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，而且可以滿足視頻傳輸?shù)男枨蟆＞哂徐`敏度高，不受電磁噪聲干擾，耐高壓、耐高溫、耐腐蝕，高帶寬，通訊量大衰減小等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。以光纖傳輸為載體，運(yùn)用脈沖編碼調(diào)制(PCM)技術(shù)，采用PCM設(shè)備完成設(shè)備控制、UPS監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控等多種業(yè)務(wù)傳輸。

2.1 PCM

北下滑臺(tái)選用銀訊ZMUX-3300集中式PCM, 它是一款大容量電話光傳輸設(shè)備，基于光纖或E1鏈路，提供信令接口、數(shù)據(jù)接口等多種支路板卡接入及傳輸服務(wù)，從工作電源、光傳輸板、傳輸鏈路等方面都設(shè)有冗余備份功能，保障信號(hào)安全、可靠傳輸。同時(shí)具備運(yùn)行軟件監(jiān)控功能，實(shí)時(shí)掌握運(yùn)行狀態(tài)。

2.2 業(yè)務(wù)定義

根據(jù)導(dǎo)航設(shè)備、UPS、環(huán)境監(jiān)控等不同業(yè)務(wù)傳輸協(xié)議對(duì)PCM傳輸板卡進(jìn)行定義，滿足業(yè)務(wù)的傳輸需求(如圖2)。

圖2 業(yè)務(wù)配置

電話遠(yuǎn)端配置FXS,局端配置FXO;ILS配置RS232 異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口；DME配置V.34，溫濕度配置485，UPS及視頻監(jiān)控配置以太網(wǎng)端口。在ILS端口配置時(shí)，同時(shí)配置電腦監(jiān)控V.34和遙控V.34，防止在光纖傳輸路鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，啟用原有的實(shí)現(xiàn)MODEM專線撥號(hào)傳輸，保障設(shè)備正常運(yùn)行。遙控RS232的DB9除了連接收發(fā)地信號(hào)線之外，還要將握手信號(hào)短接。 視頻監(jiān)控選用10M傳輸端口，保證畫面?zhèn)鬏斮|(zhì)量。

3 監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)

臺(tái)站內(nèi)(遠(yuǎn)端)采用主備PCM冷備方式，監(jiān)控中心與遠(yuǎn)端臺(tái)站采用兩路光纖冗余鏈路，保證通信順暢。供電采用艾默生開關(guān)48 V雙電源，有條件的臺(tái)站增加電池直流備份。為拓展以太網(wǎng)端口，兼顧到臺(tái)站日后業(yè)務(wù)量增加需求，可增加以太網(wǎng)交換機(jī)，確保不同業(yè)務(wù)在同一局域網(wǎng)內(nèi)工作。

臺(tái)站遠(yuǎn)端，在安裝過程中需要根據(jù)ILS設(shè)備不同通信協(xié)議端口的使用在機(jī)內(nèi)和遙控單元的連接跳線完成設(shè)置。視頻監(jiān)控傳輸LAN口的選擇應(yīng)盡量保證帶寬的容量，以滿足傳輸?shù)馁|(zhì)量。如遇到UPS無法與PCM鏈路通信的情況時(shí)可以通過加裝交換機(jī)完成協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)正常通信。臺(tái)站局端的安裝中應(yīng)充分考慮各個(gè)端口轉(zhuǎn)換問題，比如在溫濕度傳輸中增加協(xié)議轉(zhuǎn)化器將RS485轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)端口，在PC主機(jī)中拓展串口。導(dǎo)航設(shè)備和環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件的安裝和分配應(yīng)進(jìn)行物理隔離，避免相互影響。改造中應(yīng)注意線路標(biāo)識(shí)的標(biāo)注，業(yè)務(wù)板卡的冗余配備，傳輸走線合理等問題，以方便日后維護(hù)和業(yè)務(wù)的增加。

為了保證各監(jiān)視系統(tǒng)正常傳輸，可對(duì)各監(jiān)視業(yè)務(wù)進(jìn)行梳理，根據(jù)業(yè)務(wù)性質(zhì)及同屬性雙路備份的原則，將各監(jiān)視業(yè)務(wù)進(jìn)行劃分，分別接入主備PCM,以保障監(jiān)視的有效性。

圖3 傳輸路由

4 集中監(jiān)控的功能與優(yōu)點(diǎn)

集中監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)視和控制功能，完成對(duì)設(shè)備臺(tái)站室內(nèi)、室外工作環(huán)境的視頻監(jiān)視及回放，了解信號(hào)場地的變化情況；實(shí)時(shí)掌握機(jī)房內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)及供電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保障臺(tái)站各系統(tǒng)的正常運(yùn)行。具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1) 有利于設(shè)備維護(hù)單位全面掌握現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備維護(hù)管理，降低設(shè)備故障率，有效提升導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控能力，確保設(shè)備安全運(yùn)行。

2) 幫助設(shè)備維護(hù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，準(zhǔn)確定位，迅速排除。

3) 建設(shè)成本較低，易于實(shí)現(xiàn)，操作簡潔方便。

4) 設(shè)備保障工作更為主動(dòng)，可以有效減小運(yùn)行成本，強(qiáng)化安全。

5) 拓展了臺(tái)站管理手段，提高工作效率，促進(jìn)新技術(shù)應(yīng)用，提升空管設(shè)備保障能力。

5 結(jié)束語

導(dǎo)航臺(tái)站集中監(jiān)控是一個(gè)集合體，它涉及導(dǎo)航設(shè)備、通信、傳輸、供電、視頻等專業(yè)技術(shù)，各子系統(tǒng)的有效整合監(jiān)控有利設(shè)備保障和臺(tái)站管理。文中所述北下滑為零零年前建造的老舊臺(tái)站，在各機(jī)場導(dǎo)航臺(tái)站中具有普遍性，它的集中監(jiān)控改造成功可為其他老舊臺(tái)站改造提供借鑒。隨著民航對(duì)通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備正常運(yùn)行要求的不斷提高，安全運(yùn)行、高效保障、科學(xué)管理成為民航通導(dǎo)人的共同目標(biāo)。希望本文對(duì)老舊臺(tái)站集中監(jiān)控改造的闡述說明，可以為民航通信導(dǎo)航設(shè)備的維護(hù)人員提供一些參考，文中不足之處給予指正。