淺述助機場目視航燈光單燈監(jiān)控系統(tǒng)安裝

郭昊

摘 要 為了滿足不斷增加的航空運輸需求，機場對故障燈具定位系統(tǒng)有了更高的要求，也就是能夠?qū)χ饌€燈具進行單獨控制。作為保證低能見度條件下機場交通流量控制的必要手段，根據(jù)旅客吞吐量的要求，助航燈光單燈監(jiān)控系統(tǒng)重要性隨即提升，其地位也從備用手段走向了保障飛行安全的前線。助航燈光控制系統(tǒng)及關(guān)鍵引導技術(shù)進行剖析、闡述。

關(guān)鍵詞 A-SMGCS 助航燈光控制 燈光段 引導

中圖分類號：TU248.7 文獻標識碼：A

1單燈監(jiān)控系統(tǒng)的引導概述

單燈故障定位精度是機場最基本的要求和最困難的指標。對于基于串聯(lián)電路電力線載波技術(shù)的單光故障測距系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通信質(zhì)量是單燈故障定位準確率的最直接反映，也反映了系統(tǒng)的設(shè)計水平。機場使用單位經(jīng)常用99%這樣的概率來評估故障監(jiān)測的精準度，并且對需要監(jiān)測范圍沒有明確的劃分。如何確定故障燈具的位置以及概率，是研究和考慮的關(guān)鍵所在。

2單燈監(jiān)控系統(tǒng)控制原理

2.1基本原理

系統(tǒng)工作原理：調(diào)光器開機以后，CCU接收指令主要是CPC通過CAN傳輸。CCU通過隔離變壓器將查詢命令連接到串聯(lián)的光路；BMC和SMC通過硬件濾波、軟件濾波和驗證接收載波信息后，檢測到的燈的檢測狀態(tài)/傳感器檢測狀態(tài)耦合到光CIR。通過隔離變壓器；CCU接收的載波信息通過硬件濾波、軟件濾波和計算來傳輸。燈的狀態(tài)/傳感器狀態(tài)通過CAN總線上傳到CPC。顯示和報警功能由CPC完成。ALCMS或單光監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端通過CPC的快速以太網(wǎng)或工業(yè)控制總線獲取所有相關(guān)數(shù)據(jù)，并在接口上顯示。

2.2信號傳輸通道的建立

ICMS單燈監(jiān)控系統(tǒng)采用5Khz為信號通道構(gòu)建的中心頻率，為構(gòu)建完整的信號通道，在恒流調(diào)光器輸出兩端安裝一臺以LC器件為主體、中心頻率為5KHz的無源濾波器，通訊信號將以燈光回路電纜和隔離變壓器一次側(cè)為介質(zhì)，在通訊濾波單元與通訊介質(zhì)構(gòu)建的通訊信號閉合回路中流動。該信號傳輸通道的建立可避免恒流調(diào)光器升壓變壓器（面向工頻設(shè)計）對通訊信號的衰減。

對于在助航燈光串聯(lián)回路中進行電力線載波的技術(shù)而言，構(gòu)建上述的通訊信道只能滿足基本通訊的要求，針對每種回路對地的電容分布特性，單燈監(jiān)控系統(tǒng)必須要解決該特性對通訊信號的衰減。大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)表明，任何一種基于中高頻為數(shù)字傳輸頻點的載波方式，在以非屏蔽電纜構(gòu)建的串聯(lián)回路上的傳輸都是非常理想的，幾乎沒有什么衰減，而在以屏蔽電纜構(gòu)建的回路上，由于隔離變壓器相對于回路電纜的不均勻分布，造成了非常復(fù)雜的分布電容特性，該特性會在局部對通訊信號產(chǎn)生極大的衰減，同時在另一個相對位置對通訊信號產(chǎn)生放大作用，該類作用主要影響的回路為進近燈和滑行道邊/中線燈，跑道邊燈和跑道中線燈多數(shù)為比較均勻的分布，一般來說影響不大。為解決此類問題對通訊的影響，ICMS系統(tǒng)采用一個以LC諧振為機理、中心頻點為發(fā)生衰減頻段的濾波設(shè)備（SFU）安裝在整個回路的物理中心點，以此抬升由于分布電容造成的較低的信號幅度，這是國際上以FSK為核心載波技術(shù)的同類型單燈監(jiān)控系統(tǒng)普遍采用的調(diào)制方法，經(jīng)過多種機場回路的現(xiàn)場驗證，這種方法是非常有效的。

2.3通訊信號的調(diào)制及解調(diào)

ICMS系統(tǒng)的通訊控制單元和單燈監(jiān)控單元以回路電流峰值點作為信號同步點，并以實時高速采樣勾畫每周期的電流包絡(luò)線，因為數(shù)字信號只有加載到電流包絡(luò)線上才能夠得到有效的傳輸。

信號解調(diào)方面，系統(tǒng)中CCU和BMC采用相近的硬件濾波電路和濾波頻點，在硬件上確保信號的不失真解調(diào)，兩種設(shè)備在軟件控制和算法上采用相同的信號采樣頻率（數(shù)倍于通訊信號基頻），并以上下行信號的頻率進行相應(yīng)倍率的抽值、濾波和運算，以此解調(diào)并還原來自通訊信道的數(shù)字信號。

一般來說，除非負載發(fā)生了變化（比如隔離變壓器及燈具的增加或減少），ICMS系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的參數(shù)是無需定期調(diào)校的，因為在通訊信道構(gòu)建好之后，系統(tǒng)的運行參數(shù)只與負載的大小有關(guān)。

2.4單燈監(jiān)控單元的供電原理

單燈監(jiān)控單元的供電電路是設(shè)備能夠長期穩(wěn)定工作的前提，BMC采用小功率磁飽和變壓器和電流型大范圍自適應(yīng)輸出調(diào)節(jié)電路，保證在工頻條件下，正弦波甚至斷續(xù)波條件下輸出穩(wěn)定的工作電壓。

2.5單燈監(jiān)控單元的穩(wěn)定性保障措施

單燈監(jiān)控單元必須保證長期穩(wěn)定工作，而且必須適應(yīng)長期浸泡在水中的惡劣環(huán)境。BMC必須采用非常合理的電路，器件選型上要經(jīng)過嚴格篩選的合格產(chǎn)品。

3單燈監(jiān)控系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)配置方面，每個燈光站設(shè)置一臺CPC（可配置為冗余）；每條回路需配備一臺CFU、一臺CCU以及每個需監(jiān)控的燈位配套的BMC單元；在停止排燈和滑行道引導控制場合，除上述設(shè)備之外，需在飛機行駛路徑上配備用于飛機/車輛探測的MBD及與其相配套的SMC單元。

安裝形式上，系統(tǒng)分為站內(nèi)設(shè)備和現(xiàn)場設(shè)備兩種。站內(nèi)設(shè)備均采用標準機架機柜，通訊濾波單元、通訊控制單元若干、集中控制計算機均安裝在標準機柜中，機柜數(shù)量根據(jù)機場需要安裝單燈檢測設(shè)備回路決定。

參考文獻

[1] 吳繼華，王誠.Ahera FPGA/CPLD 設(shè)計（高級篇）[M].北京：人民郵電出版社，2005.

[2] Tom Shanley&Don Anderson.PCI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（第四版）[M].劉暉等譯.北京：電子工業(yè)出版社，2000.

[3] 邵明珩，章昆，鄔秋香.A—SMGCS系統(tǒng)中的助航燈光控制技術(shù)淺析[D].中國電子科技集團公司第二十八研究所.