淺析空管自動化系統(tǒng)的分析與設(shè)計

陳世俊

中國民用航空華北地區(qū)空中交通管理局山西分局 山西太原 030031

繁重空中交通管制工作、急劇增加的空中流量對交通管制和安全提出了更高的標準和要求。目前主備用系統(tǒng)的使用保障了一定的信息處理功能、管制功能，但是一旦出現(xiàn)雷達信號的缺失，就會造成系統(tǒng)功能的部分缺失，無法提供航班飛行航跡和雷達信息，給管制員造成巨大指揮壓力。因此，對空管自動化系統(tǒng)的分析設(shè)計具有重要意義。

1 空管自動化系統(tǒng)概述

空管自動化系統(tǒng)是航空管理部門中重要的組成，應(yīng)用于航空指揮中心，通過雷達監(jiān)視獲取飛機飛行數(shù)據(jù)并處理，實時了解飛機的空中運行情況，及時了解飛機飛行過程中的異常情況快速應(yīng)對，從而保障航空運輸?shù)陌踩?，為處理突發(fā)性情況和事件做好準備。除此之外，還能有效實現(xiàn)對飛機運行狀態(tài)的掌控和規(guī)劃，通過電報的方式全面、準確的提供飛行實時動態(tài)信息。

2 空管自動化系統(tǒng)架構(gòu)分析

如果想要對空管自動化系統(tǒng)進行分析與設(shè)計，首先要研究空管自動化系統(tǒng)的架構(gòu)?？展茏詣踊到y(tǒng)主要由雷達數(shù)據(jù)前置處理機（RFP）、雷達數(shù)據(jù)處理機（RDP）、飛行數(shù)據(jù)處理機（FDP）、雷達綜合數(shù)據(jù)顯示終端（SDD）、飛行計劃顯示終端（FCP）、系統(tǒng)監(jiān)控終端(SMP)構(gòu)成。這些處理器和終端在空管自動化系統(tǒng)中通過交換機、路由器聯(lián)接，融入多功能模塊并遵循TCP/IP協(xié)議。

2.1 雷達數(shù)據(jù)前置處理機（RFP）

雷達數(shù)據(jù)前置處理機利用冗余主機配置，是利用雷達線路分配器將雷達信號進行分路轉(zhuǎn)入到雷達數(shù)據(jù)前置處理機中預處理，對接收的雷達信號對其進行坐標、格式的規(guī)程轉(zhuǎn)化后再傳輸?shù)嚼走_數(shù)據(jù)處理機中。

2.2 雷達數(shù)據(jù)處理機（RDP）

傳輸?shù)嚼走_數(shù)據(jù)處理機中的多雷達數(shù)據(jù)，經(jīng)雷達數(shù)據(jù)處理機處理后變?yōu)閱卫走_數(shù)據(jù)后進行融合處理，實現(xiàn)報警自動探測、航跡自動相關(guān)和飛行計劃自動相關(guān)。雷達數(shù)據(jù)處理機功能是實現(xiàn)是由兩臺處理機共同運行完成的，采用雙機備份技術(shù)，降低了故障產(chǎn)生風險，提高了系統(tǒng)高效性、安全性。

2.3 飛行數(shù)據(jù)處理機（FDP）

飛行數(shù)據(jù)處理機裝置了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，可對飛行計劃、電報進行處理，對航班數(shù)據(jù)信息進行管理。

2.4 雷達綜合數(shù)據(jù)顯示終端（SDD）

雷達綜合數(shù)據(jù)顯示終端是管制員指揮與監(jiān)視空中交通、對話飛行員的重要窗口，主要是顯示飛機飛行態(tài)勢、被激活指揮限制區(qū)、禁區(qū)、危險區(qū)。

2.5 飛行計劃顯示終端（FCP）

飛行計劃顯示終端是對飛機飛行計劃進行綜合管理、協(xié)調(diào)飛行計劃、編發(fā)飛行電報的重要終端。

2.6 系統(tǒng)監(jiān)控終端（SMP）

系統(tǒng)監(jiān)控終端是技術(shù)維護人員監(jiān)控系統(tǒng)的重要界面，可以啟動應(yīng)用軟件，也可以將其推出系統(tǒng)，還能夠監(jiān)視接入的外部設(shè)備、系統(tǒng)軟件、硬件設(shè)備運行情況等。

3 空管自動化系統(tǒng)設(shè)計思路

3.1 飛行計劃航路模塊設(shè)計要點

首先，飛行計劃航路模塊要與原系統(tǒng)同步，通過握手模塊、處理模塊進行切換條件的判斷及航路數(shù)據(jù)的計算更新。通過處理模塊對飛行計劃的實時數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行利用和推演，構(gòu)建計劃航跡模型，根據(jù)實時數(shù)據(jù)實時更新。

3.2 計劃航跡的處理設(shè)計

計劃航跡模塊作為空管自動化系統(tǒng)降級設(shè)計的核心模塊之一，除形成航跡數(shù)據(jù)外，還可做相關(guān)告警。具體設(shè)計時首先要根據(jù)飛行計劃和靜態(tài)數(shù)據(jù)庫等飛行基礎(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)完成對計劃航跡的創(chuàng)建，其次根據(jù)實時動態(tài)信息完成對計劃航跡的更新，使計劃航跡的形態(tài)平滑、連續(xù)，以高度為基準設(shè)計計劃航跡標牌要素。除此之外，管制席位指揮的界面設(shè)置要添加進程窗口，利用多個要素對航跡當前狀態(tài)進行標注，保證計劃航跡準確性。

3.3 告警機制設(shè)計

在系統(tǒng)應(yīng)急狀態(tài)的預警處理機制中的設(shè)計主要考慮兩方面：

其一，短期沖突告警。航空器間要保證一定的水平間距，善于利用高度值設(shè)置標牌，在一定水平間距參數(shù)范圍內(nèi)，參考航線位置后，再進行告警?？刹捎秒x線參數(shù)編輯的方式將預警信息參數(shù)編輯在數(shù)據(jù)庫中。

其二，最低安全高度。由于地面建筑物等的影響，一定區(qū)域有其相符合的參考范圍，可參考告警原則進行告警、預警。

3.4 設(shè)計模型評估

要滿足管制員在進行雷達管制時，對雷達數(shù)據(jù)等直觀性的要求，還應(yīng)滿足一些特殊的管制要求。相較于雷達信號，航跡缺少實時更新和準確性。報告點數(shù)據(jù)的輸入需要專業(yè)人員進行操作，自動化程度低。

4 結(jié)語

空管自動化系統(tǒng)設(shè)計的合理性是決定著空中交通管制的水平。在對空管自動化系統(tǒng)進行設(shè)計時要結(jié)合空中交通管制要求、保證計劃航跡、保證系統(tǒng)預警功能發(fā)揮。完善相應(yīng)的管制與技術(shù)監(jiān)控，滿足管制要求和標準，推動空中管制水平的提升和安全邊際的提高。綜上所述，應(yīng)該重視航空航天事業(yè)中空管自動化系統(tǒng)的設(shè)計，提升空管技術(shù)，進一步推動我國航空航天事業(yè)的發(fā)展，提高人民的生產(chǎn)生活水平。