民航空中管制通信系統(tǒng)可靠性分析與研究

張其樂

（中國民用航空華東地區(qū)空中交通管理局,上海200335）

民航空中管制通信通信系統(tǒng)中，主要通過甚高頻電臺與地面塔臺進(jìn)行信息傳輸，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)與地面空管人員的雙向通信與信息協(xié)調(diào)，為旅客的安全性和飛行指揮調(diào)度提供必要保障。實(shí)踐工作中，相關(guān)人員應(yīng)明確民航空中管制通信系統(tǒng)的構(gòu)成，并且對影響通信可靠性的因素進(jìn)行分析，為民航通信行業(yè)提供合理參考。

1 民航空中管制通信系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 高頻通信系統(tǒng)

高頻通信系統(tǒng)是民航通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其利用電離層發(fā)射信號，連接飛機(jī)與飛機(jī)之間的通信系統(tǒng)，并且與地面塔臺中心進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)民航的高效合理調(diào)度，進(jìn)而保證飛行過程的安全性，對通信系統(tǒng)應(yīng)用的穩(wěn)定性與可靠性產(chǎn)生重要影響。例如，甚高頻通信系統(tǒng)，由于受到信號接受頻段的影響，該系統(tǒng)主要應(yīng)用在飛機(jī)起飛與降落等環(huán)節(jié)，因此，對這一系統(tǒng)的穩(wěn)定性做出要求具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1.2 選擇呼叫系統(tǒng)

選擇呼叫系統(tǒng)在民航空中管制通信系統(tǒng)中，一直以來都是甚高頻和高頻系統(tǒng)的補(bǔ)充，針對民航系統(tǒng)而言，在正常的航行條件下，選擇呼叫系統(tǒng)發(fā)揮重要的應(yīng)用價(jià)值，可將接受到的高頻段信號，進(jìn)行合理轉(zhuǎn)化，通過譯碼器提取有用信息，以此為駕駛員提供重要的信息數(shù)據(jù)參考，提升系統(tǒng)應(yīng)用的完善性。同時(shí)，在選擇呼叫系統(tǒng)的應(yīng)用中，可結(jié)合實(shí)際需求，將信號轉(zhuǎn)化為駕駛艙的燈光信號和音響信號，以此提供更加高效且合理的服務(wù)。此外，民航飛機(jī)的音頻通信系統(tǒng)也體現(xiàn)在綜合系統(tǒng)中，例如，飛機(jī)通話廣播系統(tǒng)、客艙廣播和娛樂設(shè)備等等，使得民航地空系統(tǒng)更加健全，提升民航通信系統(tǒng)的服務(wù)能力。

1.3 地面設(shè)備構(gòu)成

民航空中管制通信系統(tǒng)主要用作于地面與飛機(jī)的有效通信，因此地面設(shè)備的構(gòu)成對通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性形成重要影響，相關(guān)人員應(yīng)認(rèn)識到地面通信系統(tǒng)的重要性，致力于實(shí)現(xiàn)地面與空中通信資源的互聯(lián)互通，為民航通信資源的合理調(diào)配貢獻(xiàn)主要力量，實(shí)踐工作，由于地面通信系統(tǒng)應(yīng)用的信號傳輸方式屬于高頻通信網(wǎng)絡(luò)，信號資源難以實(shí)現(xiàn)無損傳輸，因此，還需要對信號的獲取路徑進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范。

2 民航空中管制通信系統(tǒng)的干擾因素分析

2.1 互調(diào)干擾

互調(diào)干擾是電路系統(tǒng)的原因造成的，主要干擾形式為接收機(jī)互調(diào)干擾和發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾，相關(guān)設(shè)備之間的耦合作用使得通信信號獲取的可靠性大打折扣，影響民航空中通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。以發(fā)射機(jī)的互調(diào)干擾為例，在設(shè)備運(yùn)行階段，來自其他設(shè)備的信號資源與發(fā)射機(jī)信道產(chǎn)生耦合作用，使得信號相互影響，提升通信資源獲取難度，也不利于民航空中管制通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)際表明，這種耦合效應(yīng)對通信系統(tǒng)中的高頻段信號產(chǎn)生不利影響，互調(diào)干擾模式對塔臺與飛機(jī)之間的通信產(chǎn)生阻礙效應(yīng)，為民航系統(tǒng)運(yùn)行的安全性帶來嚴(yán)重隱患[1]。

2.2 交調(diào)干擾

交調(diào)干擾也是影響民航空中管制通信系統(tǒng)的重要因素，相關(guān)工作人員應(yīng)注重研究通信設(shè)備的交調(diào)干擾因素，對其進(jìn)行合理整治。具體工作中，交調(diào)干擾主要指信號通過混頻器輸入到終端時(shí)，受到其他信號資源的干擾，導(dǎo)致信號資源獲取的不真實(shí)和不可靠。由于中頻段的信號無法有效過濾掉調(diào)制以后的信號，因此，信號對管制通信系統(tǒng)將構(gòu)成明顯的不利影響，使得系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性被打破，不利于實(shí)現(xiàn)空中通信資源與地面塔臺的有效對接。一般情況下，信號交調(diào)干擾現(xiàn)象產(chǎn)生在通信系統(tǒng)的輸入端，因此，為避免這一問題，技術(shù)人員需要在設(shè)備輸入端，對相關(guān)的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行管理與維護(hù)，有效降低通信過程的交調(diào)干擾現(xiàn)象。

2.3 波道干擾

民航空中管制通信系統(tǒng)中，針對波道干擾的問題主要對副波道進(jìn)行研究與討論，副波道干擾是空中管制通信中的常見干擾模式，主要是干擾與本振混合形成的中頻段干擾，最大干擾源來自中頻和鏡像。當(dāng)干擾信號與中頻頻率接近的時(shí)候，會有副頻道干擾的產(chǎn)生，形成對通信系統(tǒng)的不利影響。此外，阻塞干擾也是波道干擾模式的重要組成部分，阻塞干擾受到大功率的電臺影響，工作人員需要對相關(guān)干擾源進(jìn)行隔離，以此提升信號資源獲取的穩(wěn)定性與可靠性。

3 提高民航空中管制通信系統(tǒng)可靠性策略

3.1 異地備份和運(yùn)營商選擇

鑒于高頻通信系統(tǒng)而言，為提高通信系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，可構(gòu)建基于不同通信地點(diǎn)的高頻電臺，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同扇區(qū)通信內(nèi)容的一致性與統(tǒng)一性。值得注意的是，在高頻平臺的構(gòu)建中，同一扇區(qū)的平臺建設(shè)應(yīng)具有足夠的覆蓋性，保證平臺服務(wù)功能的最大化，由此提升通信系統(tǒng)的可靠性[2]。

此外，在民航事業(yè)空中管制系統(tǒng)中，運(yùn)營商的選擇直接關(guān)系到信號資源的穩(wěn)定性與連續(xù)性，同時(shí)也是決定系統(tǒng)故障是否發(fā)生的關(guān)鍵因素。因此，在民航控制管制系統(tǒng)中，需要合理選擇供應(yīng)商，提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力。實(shí)際工作中，相關(guān)人員可以應(yīng)用雙干線模式，對高頻和低頻系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)管理，鑒于民航系統(tǒng)的異地備份與運(yùn)營商選擇對系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性的重要意義，應(yīng)對不同頻段的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，提升民航空中管制通信系統(tǒng)應(yīng)用的有效性。

3.2 設(shè)備分散和信號傳輸

工作實(shí)踐中，設(shè)備的連接方式對民航空中管制系統(tǒng)可靠性產(chǎn)生直接影響，以并聯(lián)結(jié)構(gòu)存在的設(shè)備可有效提升系統(tǒng)的抗干擾能力，具體工作中，為增強(qiáng)高頻信號的并聯(lián)效應(yīng)，在高頻信號的接引過程中，可在不同模塊之間進(jìn)行備份，保證設(shè)備應(yīng)用的可靠與連續(xù)。并且，在同一扇區(qū)的不同地點(diǎn)也應(yīng)增加備份點(diǎn)。對于電源等不同設(shè)備也應(yīng)采取多樣化的形式進(jìn)行連接與并入，實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備的有效并聯(lián)，加強(qiáng)設(shè)備的分散性，以此增加信號獲取的高效性。

民航空中管制系統(tǒng)中，減少信號傳輸環(huán)節(jié)，對通信系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響。在高頻信號的通信傳輸中，容易受到傳輸環(huán)節(jié)的影響，減少環(huán)節(jié)、對增加傳輸效率、提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性具有積極的促進(jìn)作用。實(shí)踐表明，信號傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)越多，其實(shí)際傳輸可靠性越低，因此，為提高民航空中管制系統(tǒng)應(yīng)用的科學(xué)性與有效性，需要對各頻段信號的傳輸環(huán)節(jié)進(jìn)行簡化，以此降低信號資源在傳輸過程中跳傳效應(yīng)，增加民航通信系統(tǒng)應(yīng)用的穩(wěn)定性與可靠性。

3.3 強(qiáng)化對話系統(tǒng)可靠性

目前，針對高頻段信號傳輸而言，在具體傳輸過程中，信號資源受到各種因素的干擾強(qiáng)度較大，信號在到達(dá)調(diào)度平臺后，容易出現(xiàn)檢測問題，由此導(dǎo)致民航空中管制通信系統(tǒng)出現(xiàn)問題，使得調(diào)度不足現(xiàn)象發(fā)生。針對這一問題，相關(guān)人員應(yīng)提高重視力度，致力于強(qiáng)化對話系統(tǒng)內(nèi)部資源應(yīng)用的可靠性，促使民航通信系統(tǒng)穩(wěn)健發(fā)展[3]。

現(xiàn)階段，我國民航空中通信管制系統(tǒng)中，應(yīng)用的信號資源多為高頻段信號，信號傳輸中容易發(fā)生損耗，因此，需要開發(fā)具有高度穩(wěn)定性的通信系統(tǒng)，例如，甚高頻通信系統(tǒng)的應(yīng)用，可促使系統(tǒng)可靠性能達(dá)到99%以上，并且系統(tǒng)涵蓋了管制中心傳輸、內(nèi)部通話以及甚高頻所能滿足的所有模式。實(shí)踐表明，為進(jìn)一步提升系統(tǒng)應(yīng)用的穩(wěn)定性，需要在通信對話系統(tǒng)中，增設(shè)內(nèi)話系統(tǒng)，并且以并聯(lián)的形式對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行管理與維護(hù)，顯著提升系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性?？傊窈娇罩泄苤仆ㄐ畔到y(tǒng)中，不僅需要完善通信系統(tǒng)中的對話功能，也需要對通話設(shè)備進(jìn)行更新與升級，保證設(shè)備應(yīng)用的穩(wěn)定性，減少相關(guān)因素的不利于影響。

4 結(jié)論

綜上所述，民航空中管制通信系統(tǒng)中，為提升設(shè)備通信功能的穩(wěn)定性與連續(xù)性，需要在以下方面做出改進(jìn)：一，做好通信資源的異地備份和運(yùn)營商選擇；二，合理引導(dǎo)通信設(shè)備分散和信號傳輸工作；三，注重通信系統(tǒng)內(nèi)部對話系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究，提升民航空中管制通信系統(tǒng)的可靠性，為民航通信事業(yè)做出貢獻(xiàn)。