淺談?wù)拷瓟?shù)字空管系統(tǒng)及常見故障分析

陳晶晶

摘要：目前，D-ATIS技術(shù)已在全世界眾多國(guó)家和地區(qū)的超過兩百個(gè)機(jī)場(chǎng)得到成功應(yīng)用，結(jié)合國(guó)際上D-ATIS現(xiàn)行通用標(biāo)準(zhǔn)以及我國(guó)空中交通管制的實(shí)際需要和操作流程，研制出了數(shù)字空管系統(tǒng)。數(shù)字空管系統(tǒng)越來越多的安裝在全國(guó)各地，湛江數(shù)字空管系統(tǒng)安裝以來，運(yùn)行比較穩(wěn)定。該文介紹了湛江數(shù)字空管系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、信號(hào)流程和常見故障處理和一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字空管系統(tǒng)；基本結(jié)構(gòu)；信號(hào)流程；故障處理

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）08-0011-02

數(shù)字空管系統(tǒng)通過地空數(shù)據(jù)鏈的雙向通信來實(shí)現(xiàn)飛行員與塔臺(tái)管制員之間的信息交換，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化放行，向飛行員提供起飛和降落階段所需要的有關(guān)機(jī)場(chǎng)氣象情況和機(jī)場(chǎng)狀況信息。湛江數(shù)字空管系統(tǒng)作為中南地區(qū)數(shù)字空管系統(tǒng)建設(shè)工程中第一批安裝的單位，在安裝和運(yùn)行的過程中，許多經(jīng)驗(yàn)有著重要的借鑒作用。以下將結(jié)合數(shù)字空管系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、信號(hào)流程來分享幾個(gè)常見的故障處理和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

1 數(shù)字空管系統(tǒng)簡(jiǎn)介

數(shù)字空管系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)鏈起飛前放行（DCL）系統(tǒng)和數(shù)字通播（D-ATIS）系統(tǒng)兩部分。

數(shù)據(jù)鏈起飛前放行（DCL）系統(tǒng)是地空數(shù)據(jù)鏈在空管領(lǐng)域的應(yīng)用，通過基于地空數(shù)據(jù)鏈的雙向通信來實(shí)現(xiàn)飛行員與塔臺(tái)管制員之間的信息交換，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化放行。在包含所有傳統(tǒng)服務(wù)信息的基礎(chǔ)上，同時(shí)增加了如報(bào)文服務(wù)信息、管制員和飛行員自由信息等其他服務(wù)信息，在放行過程中增大了管制員和飛行員的通信自由度，解決了目前人工話音預(yù)放行服務(wù)中出現(xiàn)的機(jī)場(chǎng)話音通信頻道擁擠、話音歧義性等問題。

數(shù)字化航站自動(dòng)情報(bào)服務(wù)（D-ATIS）通過合成語音和數(shù)據(jù)鏈兩種方式向飛行員提供起飛和降落階段所需要的有關(guān)機(jī)場(chǎng)氣象情況和機(jī)場(chǎng)狀況信息。D-ATIS系統(tǒng)的使用能夠有效解決繁忙機(jī)場(chǎng)因使用話音通播造成的低效率和安全隱患，并能夠顯著提高大型機(jī)場(chǎng)管制服務(wù)效率和信息服務(wù)水平。

2 系統(tǒng)組成及功能

數(shù)字空管系統(tǒng)由網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、DCL服務(wù)器、DCL終端、D-ATIS終端、PSTN路由器、ATM路由器和監(jiān)控終端等組成。

2.1 網(wǎng)關(guān)服務(wù)器

在網(wǎng)關(guān)服務(wù)器上部署了AFTN網(wǎng)關(guān)和BGS網(wǎng)關(guān)。在網(wǎng)關(guān)路由集中器（BGS網(wǎng)關(guān)和AFTN網(wǎng)關(guān)）的后臺(tái)運(yùn)行Keepalived服務(wù)，負(fù)責(zé)啟動(dòng)ActiveMQ、Redis、BGS網(wǎng)關(guān)程序、AFTN網(wǎng)關(guān)程序后生成虛擬IP；監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、虛擬IP狀態(tài)、運(yùn)行的MQ、Redis、BGS網(wǎng)關(guān)程序、AFTN網(wǎng)關(guān)程序的實(shí)時(shí)狀態(tài)，對(duì)發(fā)生故障的服務(wù)進(jìn)行重啟，無法修復(fù)時(shí)進(jìn)行主備機(jī)切換。

AFTN網(wǎng)關(guān)用來接收來自轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)的報(bào)文和天氣氣象報(bào)文，對(duì)報(bào)文格式進(jìn)行判斷篩選，做出初步處理，選出與本場(chǎng)起降航班相關(guān)的航班計(jì)劃和氣象報(bào)文。

BGS網(wǎng)關(guān)開啟后即主動(dòng)連接網(wǎng)控中心。BGS網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)鏈起飛前放行（DCL）系統(tǒng)服務(wù)器與機(jī)組的信息傳輸工作，BGS網(wǎng)關(guān)接收來自機(jī)組的報(bào)文信息，對(duì)報(bào)文類型和傳輸目的地址進(jìn)行判斷過濾，將符合條件的報(bào)文以約定的文件名稱格式發(fā)送給數(shù)據(jù)鏈起飛前放行（DCL）系統(tǒng)服務(wù)器，完成下行報(bào)文的傳輸。數(shù)據(jù)鏈起飛前放行（DCL）系統(tǒng)服務(wù)器向機(jī)組發(fā)送的報(bào)文信息也通過BGS網(wǎng)關(guān)進(jìn)行傳輸，上行報(bào)文無須進(jìn)行過濾。

2.2 DCL服務(wù)器

依照業(yè)務(wù)邏輯處理起飛前放行相關(guān)信息，并維護(hù)與各節(jié)點(diǎn)的可靠通信；將接收到的信息寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)信息，與管制員前端系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，并承擔(dān)發(fā)送上行報(bào)文的工作。

2.3 DCL終端

為管制員提供了與服務(wù)器系統(tǒng)的交互接口，服務(wù)信息在包含所有傳統(tǒng)服務(wù)信息的基礎(chǔ)上，增加了如報(bào)文服務(wù)信息、管制員與飛行員自由信息等其他服務(wù)信息，在放行過程中增大了管制員與飛行員的通信自由度。

2.4 D-ATIS終端

1）接收AFTN報(bào)文，自動(dòng)分解、顯示氣象報(bào)文，自動(dòng)生成、發(fā)送ATIS信息報(bào)文到D-ATIS服務(wù)器。

2）系統(tǒng)自動(dòng)形成語音信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通播插播功能。根據(jù)報(bào)文拆分結(jié)果，組成播放字符串（分中文和英文），通過TTS播放中英文發(fā)音。系統(tǒng)支持對(duì)播放進(jìn)行全面控制（暫停、播放、停止、插播）。

3）管制員根據(jù)地面情況，隨時(shí)添加、修改插播內(nèi)容。系統(tǒng)自動(dòng)形成語音信號(hào)實(shí)現(xiàn)插播功能。

4）為管制員提供便捷的人機(jī)界面，提供信息修改功能，當(dāng)氣象報(bào)文的信息和機(jī)場(chǎng)的實(shí)地測(cè)量信息有較大差距時(shí)，管制員可以手動(dòng)修改氣象信息和跑道信息，系統(tǒng)會(huì)刷新數(shù)據(jù)并向D-ATIS服務(wù)器發(fā)送新的ATIS信息報(bào)文。

5）提供AFTN報(bào)文原文查詢。

6）系統(tǒng)對(duì)管制員操作進(jìn)行記錄，方便查詢?nèi)罩尽?/p>

3 信號(hào)流程

3.1 信號(hào)流程圖

3.2 DCL信號(hào)流程

1）上行鏈路

DCL終端→DCL服務(wù)器→網(wǎng)關(guān)服務(wù)器→北京網(wǎng)控中心→RGS衛(wèi)星站→RGS電臺(tái)→機(jī)組

2）下行鏈路

機(jī)組→RGS電臺(tái)→RGS衛(wèi)星站→北京網(wǎng)控中心→網(wǎng)關(guān)服務(wù)器→DCL服務(wù)器→DCL終端

3.3 D-ATIS信號(hào)流程

1）數(shù)字通播信號(hào)

轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)→網(wǎng)關(guān)服務(wù)器→D-ATIS終端→網(wǎng)關(guān)服務(wù)器→北京網(wǎng)控中心D-ATIS服務(wù)器→RGS衛(wèi)星站→RGS電臺(tái)→機(jī)組

2）語音通播信號(hào)

轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)→網(wǎng)關(guān)服務(wù)器→D-ATIS終端→通播接口控制器→PAE發(fā)射機(jī)→機(jī)組

4 常見故障處理和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

4.1 DATIS未更新版本號(hào)

4.1.1 故障處理方法

1）檢查程序是否處于編輯狀態(tài)；

2）檢查是否收到最新一份報(bào)文；

3）檢查AFTN網(wǎng)關(guān)、串口；

4）檢查報(bào)文有效時(shí)間是否設(shè)置為65分鐘。

4.1.2 故障經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

氣象METAR報(bào)文的來報(bào)間隔一般為60分鐘，但我們不能把報(bào)文有效時(shí)間設(shè)置得過于精確，一般預(yù)留5分鐘報(bào)文延遲時(shí)間。

4.2 通播無法播放

4.2.1 故障處理方法

1）在記錄儀上監(jiān)聽錄音，錄音正常則檢查通播發(fā)射機(jī)，同時(shí)檢查傳輸線路，錄音異常則進(jìn)行下面步驟；

2）重啟通播程序，重啟后點(diǎn)擊“編輯”，點(diǎn)擊“獲取最新報(bào)文”，點(diǎn)擊“修改”，發(fā)布新版本號(hào)；

3）第二步無法處理故障的，重啟主機(jī)，再啟動(dòng)通播程序，點(diǎn)擊“編輯”，點(diǎn)擊“獲取最新報(bào)文”，點(diǎn)擊“修改”，發(fā)布新版本號(hào)；

4）若重啟主機(jī)無效，則更換備件。

4.2.2 故障經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

有時(shí)播放異常沒有在監(jiān)控頁面顯示出來，在通播終端也沒有告警信息，通過監(jiān)聽通播主機(jī)的錄音來判斷是否有音頻輸出。

4.3 無法與飛機(jī)聯(lián)系

4.3.1 故障處理方法

1）首先觀察DCL（HMI）界面上的BGS狀態(tài)燈是否是紅色；

2）觀察DCL服務(wù)器上BGS-M狀態(tài)燈是否為紅色；

3）觀察網(wǎng)關(guān)路由集中器上的monitor監(jiān)控界面BGS-M狀態(tài)燈是否為紅色；

4）重啟網(wǎng)關(guān)路由集中器主用機(jī)器，開啟monitor監(jiān)控程序觀察BGS-M網(wǎng)關(guān)狀態(tài)；

5）PING下DCL服務(wù)器，查看鏈路是否正常，PING不通，解決鏈路故障；

6）給網(wǎng)控中心打電話010-67330459，確認(rèn)是否基站或者網(wǎng)絡(luò)公司ATM專線連接出現(xiàn)故障；

7）依次檢查鏈路設(shè)備，找到故障點(diǎn)。

4.3.2 故障經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

與機(jī)組聯(lián)系不上的原因重點(diǎn)關(guān)注鏈路的通斷。檢查BGS網(wǎng)關(guān)與DCL服務(wù)器鏈路情況；檢查到北京網(wǎng)控中心鏈路情況，正常情況，兩個(gè)鏈路可以自動(dòng)切換。

4.4 網(wǎng)關(guān)服務(wù)器故障，重啟無效

4.4.1 故障處理方法

若網(wǎng)關(guān)服務(wù)器A機(jī)故障：

1）切到B機(jī)主用；

2）A機(jī)退網(wǎng)檢修，維修期間單機(jī)工作。

若網(wǎng)關(guān)服務(wù)器B機(jī)故障：

1）利用備件更換故障的B機(jī)；

2）以數(shù)字空管優(yōu)盤最新的備份配置參數(shù)覆蓋usr/local/aftngs下的conf文件夾和usr/local/bgs下的conf文件夾。

4.4.2 故障經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

網(wǎng)關(guān)服務(wù)器A機(jī)為常主，B機(jī)為常備，網(wǎng)關(guān)服務(wù)器備件出廠設(shè)置為B機(jī)使用，不能直接更換為A機(jī)使用。 （下轉(zhuǎn)第14頁）

（上接第12頁）

4.5 BGS MQ和AFTN MQ變紅色故障

4.5.1 故障處理方法

1）查看下DCL服務(wù)器和AFTN/BGS網(wǎng)關(guān)機(jī)器網(wǎng)絡(luò)連接是否正常；

2）查看下網(wǎng)關(guān)路由集中器上的monitor監(jiān)控界面AFTN-M和BGS-M狀態(tài)燈是否正常；

3）當(dāng)monitor監(jiān)控界面AFTN-M和BGS-M狀態(tài)燈顯示紅色異常時(shí)，需要對(duì)網(wǎng)關(guān)路由集中器的主機(jī)進(jìn)行重啟操作；

4）重啟服務(wù)器后手動(dòng)雙擊桌面“monitor”監(jiān)控按鈕開啟監(jiān)控程序查看網(wǎng)關(guān)狀態(tài)是否恢復(fù)，并切換到DCL服務(wù)器上查看狀態(tài)燈是否正常；

5）當(dāng)監(jiān)控界面顯示正常后DCL服務(wù)器仍未能變更狀態(tài)，需要對(duì)DCL服務(wù)器進(jìn)行重啟操作并開啟桌面程序，觀察故障是否恢復(fù)。

4.5.2 故障經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

監(jiān)控到BGS和AFTNGS告警通常都是網(wǎng)關(guān)機(jī)問題，用指令查詢相關(guān)進(jìn)程狀態(tài)。

5 結(jié)束語

隨著民航事業(yè)的快速發(fā)展，航班量的不斷增大，管制員業(yè)務(wù)量也越來越大，數(shù)字空管系統(tǒng)的使用有效解決因使用話音通播造成的低效率和安全隱患，數(shù)字化放行增大了管制員和飛行員的通信自由度，解決了目前人工話音預(yù)放行服務(wù)中出現(xiàn)的機(jī)場(chǎng)話音通信頻道擁擠、話音歧義性等問題，顯著提高機(jī)場(chǎng)管制服務(wù)效率和信息服務(wù)水平。本文介紹了數(shù)字空管系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、信號(hào)流程，分享了幾個(gè)常見的故障分析和處理經(jīng)驗(yàn)。通過本文能夠?qū)?shù)字空管系統(tǒng)有初步的了解和認(rèn)識(shí)，有一定基礎(chǔ)知識(shí)的人也可以借鑒這些故障處理經(jīng)驗(yàn)，在日常的工作中和排查故障過程中能有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

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【通聯(lián)編輯：朱寶貴】