空管Eurocat-X自動化系統(tǒng)降級模式詳述

黃思怡

摘要：分析空管Eurocat-X系統(tǒng)降級模式的詳細(xì)信息?；诳展蹺urocat-X系統(tǒng)架構(gòu)采用的分部及處理模塊分離的設(shè)計(jì)，匯總產(chǎn)生降級模式的不同條件，為空管設(shè)備維護(hù)人員提供一種故障排查的思路參考。通過告警內(nèi)容和系統(tǒng)提示判定不同功能模塊失效情況下的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、屏幕顯示、功能限制以及恢復(fù)方式，提高空中交通管制員應(yīng)對系統(tǒng)模塊功能故障時(shí)的處理效率。

關(guān)鍵詞：空管自動化;降級模式;模塊失效;功能限制;恢復(fù)方式

中圖分類號：TP311 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）17-0205-03

Abstract： Analyze the details of the downgrade mode of the ATC EUROCAT-X system. Based on the separate design of the division and processing modules adopted by the ATC EUROCAT-X system architecture， it summarizes the different conditions for the degraded mode， which provides a reference for the troubleshooting of ATC equipment maintenance personnel. Through the alarm content and system prompts to determine the system operating status， screen display， function restrictions and recovery methods of different functional modules in the case of failure， improve the efficiency of air traffic controllers to deal with system module functional failures.

Key words： ATC Automation; DEGD mode; processing failure; function restrictions; recovery methods

1 背景

目前，中南空管廣州區(qū)管中心應(yīng)用的自動化系統(tǒng)為Eurocat-X系統(tǒng)。它整個(gè)龐大的系統(tǒng)功能是由不同的功能模塊組合而成，由于每個(gè)功能模塊都是相對獨(dú)立的，所以系統(tǒng)運(yùn)行中每一種可能的功能模塊的組合被定義為一種系統(tǒng)運(yùn)行模式。從一種系統(tǒng)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換到另一種系統(tǒng)運(yùn)行模式的過程被稱為模式轉(zhuǎn)換（Mode change）。根據(jù)功能模塊的失效情況不同，系統(tǒng)存在多種模式轉(zhuǎn)換的可能，不同的模式轉(zhuǎn)換造成的工作影響也是不同的。降級模式（Degraded mode）是相對于系統(tǒng)所有處理模塊包括硬件的每個(gè)部分都處于正常工作模式而言的，目的是在主要功能模塊發(fā)生故障時(shí)仍然保持部分基本功能可用，以維持管制員的正常空中交通指揮。

2 降級模式簡介

空管Eurocat-X自動化系統(tǒng)的運(yùn)行模式由系統(tǒng)各處理模塊的運(yùn)行狀況決定，用戶不能人工進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)運(yùn)行模式有兩種：正常（NORM）模式和降級（DEGD）模式。當(dāng)系統(tǒng)的某個(gè)處理模塊失效時(shí)，系統(tǒng)自動進(jìn)入降級（DEGD）模式，當(dāng)處理模塊恢復(fù)時(shí)，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入正常（NORM）模式。

席位運(yùn)行模式是由系統(tǒng)運(yùn)行狀況和用戶選擇共同決定。當(dāng)系統(tǒng)處于DEGD模式時(shí)，席位自動轉(zhuǎn)換到DEGD模式。當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)到NORM模式時(shí)，席位模式不會自動恢復(fù)到NORM模式，而是進(jìn)入LOW模式，只能由用戶人工將席位恢復(fù)到NORM模式。此外，在席位處于NORM模式時(shí)，部分處理模塊允許用戶主動選擇進(jìn)入到某種DEGD運(yùn)行模式。

當(dāng)出現(xiàn)下列功能模塊中的一個(gè)或多個(gè)失效時(shí)，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到降級模式：

FDP （Flight Plan Processing） failure

LAN （Operational LAN） failures

SNMAP （Safety Nets and Monitoring Aids Processing） failure

AGDP （Air ground Data Processing） failure

MSTP （Multi-sensor tracking Processing） failure

RTP （Radar tracking Processing） failure

ADSB （Automatic Dependant Surveillance Broadcast Data Function） failure

MTCD （Medium Term Conflict Warning Function） failure

3 飛行計(jì)劃處理FDP功能模塊失效

對于FDP而言，共有五種狀態(tài)，分別是激活（主用）ACTIVE、備用STANDBY、未知UNKNOWN、激活中ACTIVATING和停用中DEACTIVATING。其中，ACTIVE表示FDP與系統(tǒng)內(nèi)其他模塊相連，F(xiàn)DP與外部接口相連（如適用），向共享內(nèi)存發(fā)布操作數(shù)據(jù)和向備用FDP提供同步信息;STANDBY表示從主用FDP接收同步信息并更新內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，不向共享內(nèi)存發(fā)布數(shù)據(jù)，不跟其他軟件模塊進(jìn)行連接;UNKNOWN表示區(qū)管與塔臺的連接斷開;ACTIVATING是一種從備用激活成主用的模式轉(zhuǎn)換;DEACTIVATING狀態(tài)是一種其他FDP激活成主用的模式轉(zhuǎn)換。當(dāng)FDP狀態(tài)變成UNKNOWN時(shí)（主備FDP失效或網(wǎng)絡(luò)不通），系統(tǒng)認(rèn)為FDP失效。

3.1 當(dāng)系統(tǒng)FDP失效時(shí)，通過下列方式通知用戶

1）告警信息窗口自動打開并顯示：“WARNING：FDP processing has failed”;

2）格式區(qū)顯示黃色警示：系統(tǒng)模式告知區(qū)顯示“DEGD”和席位模式告知區(qū)顯示“DEGD”（如圖1所示）;

3）空域顯示區(qū)的運(yùn)行顯示出現(xiàn)短暫的凍結(jié);

4）“系統(tǒng)/席位運(yùn)行狀態(tài)窗口”中顯示：系統(tǒng)的 FDP 處于單機(jī)（LOC） 模式，席位的飛行數(shù)據(jù)處理處于單機(jī)（LOC）模式。

3.2 造成系統(tǒng) FDP 失效的原因主要

FDP 的服務(wù)器自身故障（主備同時(shí)失效）、工作網(wǎng)絡(luò)故障（A/B網(wǎng)同時(shí)失效）和路由器故障等。

3.3 FDP失效后，喪失的主要功能

1）在FDR狀態(tài)方面：不能接收FPL、DEP、ARR報(bào)文，不能自動獲取和生成飛行計(jì)劃;沒有NACT和FIN狀態(tài);FDR狀態(tài)的進(jìn)程處理只能通過人工的方式，包括手動刪除結(jié)束的飛行計(jì)劃。

2）在告警功能方面：不會新生成ETO、MPR、RAM、CLAM、DUPE、APM、FPCP、RVSM、SAP、U警告;FDP失效前相關(guān)的航跡，能保持及產(chǎn)生新的MTCD告警，不能產(chǎn)生本地MTCD告警;降級前正在發(fā)生的告警，則該告警會持續(xù)顯示在標(biāo)牌上，但不再更新;STCA、DAIW、MSAW只產(chǎn)生于FDP失效前相關(guān)的航跡（基于離線參數(shù)的設(shè)置）。

3）電子進(jìn)程單各項(xiàng)功能基本失效。

4）在主任管制席位上：不能使用跑道的修改;不能重新分配扇區(qū);不能修改軍方活動區(qū)域時(shí)間段;失去Command Line 中與FDP有關(guān)的功能。

5）不再計(jì)算FDR軌跡，沒有航路分析、進(jìn)離港程序的分配、穿越扇區(qū)的判斷和自動的進(jìn)程單發(fā)送和紙制進(jìn)程單的自動打印。

6）其他方面：系統(tǒng)不分配應(yīng)答機(jī)編碼（轉(zhuǎn)為本地分配）;不做系統(tǒng)雷達(dá)關(guān)聯(lián)（轉(zhuǎn)為本地關(guān)聯(lián)）;不能自動位置報(bào)告APR;AIDC不能自動處理;Traffic Management進(jìn)程單列表不會更新;位置報(bào)告窗口（Position Report Window）失效;計(jì)劃航跡UPR功能失效;QNH不能更新（可以在領(lǐng)班位輸入更改）;LOST窗口失效等。

3.4 FDP的單機(jī)工作模式

當(dāng)FDP服務(wù)器失效時(shí)，各席位維持單機(jī)飛行計(jì)劃處理模塊運(yùn)行，保留的功能有：系統(tǒng)航跡SURV TAG、單機(jī)的應(yīng)答機(jī)編碼管理、單機(jī)的雷達(dá)自動關(guān)聯(lián)（Local Coupling）和單機(jī)的飛行數(shù)據(jù)處理（Local Flight Plan facilities）。

3.5 FDP的恢復(fù)方式

任意一個(gè)FDP從UNKNOWN狀態(tài)轉(zhuǎn)為STANDBY或ACTIVE狀態(tài)，系統(tǒng)認(rèn)為FDP恢復(fù)。FDP恢復(fù)正常準(zhǔn)備升級時(shí)，必須先由主任管制席在SPPS窗口中點(diǎn)擊“SYNCH”，各席位才能由LOW模式手動升級至NORMAL模式。

4 雷達(dá)數(shù)據(jù)處理MST功能模塊失效

中南空管廣州區(qū)管中心具備三種運(yùn)行層面的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模式：正常模式（NORM）、旁路融合處理模式（BYPS MULTI）和旁路單路處理模式（BYPS MONO）。在席位處于NORM模式下，可以手動切成BYPASS MULTI或者BYPASS MONO模式（如圖2所示）。如果是BYPASS MULTI模式顯示BYPS，如果是降級到BYPASS MONO顯示MONO。如果監(jiān)視源OPS SURV與BYPASS SURV均失效，則系統(tǒng)模式與席位模式均顯示為NOPS，此時(shí)ASD中沒有任何信號源航跡，系統(tǒng)降級。

4.1 造成多雷達(dá)航跡處理模塊（MST）的原因

多雷達(dá)航跡處理模塊（MST） 自身故障、工作網(wǎng)故障（A/B網(wǎng)同時(shí)失效）、路由器故障等。

4.2 MST失效后，空域顯示區(qū)的變化

空域顯示區(qū)的運(yùn)行顯示出現(xiàn)短暫的凍結(jié);雷達(dá)航跡消失;顯示單雷達(dá)模式或旁路模式提供的雷達(dá)航跡;單雷達(dá)或旁路雷達(dá)不能覆蓋的區(qū)域，顯示單機(jī)模式提供的計(jì)劃航跡;使用雷達(dá)標(biāo)簽的航跡，如果應(yīng)答機(jī)編碼不一致，則標(biāo)簽丟失。

4.3 MST失效后的影響

單機(jī)模式的雷達(dá)自動相關(guān);無法顯示危險(xiǎn)區(qū)和限制區(qū)的地圖;席位上雷達(dá)覆蓋范圍縮小; 除了特殊編碼告警，系統(tǒng)航跡產(chǎn)生的其他警告功能喪失。

4.4 MST的恢復(fù)方式

系統(tǒng)不會自動升級各席位的運(yùn)行模式，只是通知用戶;用戶在“系統(tǒng)/席位運(yùn)行狀態(tài)窗口”中進(jìn)行人工升級;因?yàn)樯墪r(shí)會導(dǎo)致其他席位工作屏幕的短時(shí)凍結(jié)，所以升級前一定要考慮全面、謹(jǐn)慎從事。

5 安全網(wǎng)及監(jiān)控（SNMP）功能模塊失效

當(dāng)所有的SNMAP節(jié)點(diǎn)都不可用，系統(tǒng)判定SNMAP失效（NOPS）。系統(tǒng)模式和席位模式說明如表1和表2。

5.1 SNMP失效時(shí)，系統(tǒng)的提示信息

包括GIW顯示DEGD，WARNING MESSAGE提示和SPPS窗口狀態(tài)更新，如圖3所示。

5.2 SNMP失效時(shí)，造成的影響

1）航跡只進(jìn)行本地相關(guān);

2）失去大部分告警更新（STCA、DAIW、MSAW、CLAM、APMW、RAM、DUPE、NTZ、RVSM ），已經(jīng)出現(xiàn)的告警保留狀態(tài);

3）危險(xiǎn)區(qū)地圖保留狀態(tài)（開/關(guān)）并不能更改;

4）緊急告警保留（7500/7600/7700）、24位地址碼重復(fù)告警保留;

5）APR失效等;

6）SNMAP失效之后，系統(tǒng)不會自動切到BYPASS SNMAP，需要手動切換;

7）管制員需要通過切換到BYPASS MULTI來啟用BYPASS SNMAP（前提是BYPASS SNMAP是處于NORMAL狀態(tài)，以及BYPASS MULTI可用）;

8）BYPASS SNMAP提供三項(xiàng)告警：STCA、MSAW、DAIW。

5.3 SNMP的恢復(fù)方式

在SPPS窗口中點(diǎn)擊NOPS令其升級成NORMAL，則SNAMP升級成功。原來存在的告警消失，新的告警重新計(jì)算并顯示，并且本地相關(guān)被丟棄，代替以系統(tǒng)相關(guān)。

6 工作網(wǎng)絡(luò)（LAN）失效

LAN A和 LAN B同時(shí)失效是上述所有模塊降級的總和，是最嚴(yán)重的降級情況，此時(shí)系統(tǒng)只能使用LAN S。告警提示如圖4所示。

6.1 工作網(wǎng)絡(luò)（LAN）失效時(shí)的主要原因

工作網(wǎng)自身故障（A 網(wǎng)和 B 網(wǎng)同時(shí)失效）、路由器故障。

6.2 工作網(wǎng)絡(luò)（LAN）失效后，空域顯示區(qū)的主要變化

雷達(dá)航跡消失;顯示旁路模式提供的雷達(dá)航跡;旁路雷達(dá)不能覆蓋的區(qū)域，顯示單機(jī)模式提供的計(jì)劃航跡;使用雷達(dá)標(biāo)簽的航跡，如果應(yīng)答機(jī)編碼不一致，則標(biāo)簽丟失。

6.3 工作網(wǎng)絡(luò)（LAN）失效后的影響

如果BYPASS MULTI可用則顯示旁路融合航跡，如果BYPASS MONO可用則顯示旁路雷達(dá)航跡;系統(tǒng)只進(jìn)行本地雷達(dá)關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)也只是本地處理;如果是在BYPASS SNMAP模式下，則有STCA、DAIW、MSAW告警，否則失去所有告警;無電報(bào)處理功能，包括與相鄰管制中心的數(shù)據(jù)交換。

6.4 工作網(wǎng)絡(luò)（LAN）的恢復(fù)方式

LAN恢復(fù)的初始沒有變化，因?yàn)槊恳粋€(gè)節(jié)點(diǎn)都需要重新啟動，需要一定時(shí)間;恢復(fù)時(shí)在Warning Message窗口有相應(yīng)提示，顯示相應(yīng)功能恢復(fù)的通知;逐個(gè)按步驟手動升級。

7 結(jié)束語

盡管“歐洲貓-X”系統(tǒng)具備充分的冗余備份，但是一套完善的軟件，在應(yīng)用層面必須具備出現(xiàn)任一處理模塊或硬件部分出現(xiàn)故障的準(zhǔn)備及相應(yīng)處理。系統(tǒng)在架構(gòu)的建設(shè)之初采用分部及處理模塊分離的模式，主要也是為了降低故障率及對工作造成的風(fēng)險(xiǎn)，做到盡量減少中央節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)，避免一個(gè)處理模塊失效導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓的局面發(fā)生，為空中交通管制工作提供了更高質(zhì)量的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊銀霞. 關(guān)于Skynet-X空管自動化系統(tǒng)降級的案例分析[J]. 科技創(chuàng)新， 2017（3）： 193-194.

[2] EUROCAT-X System/Segment Specification[Z]. Thales公司， 2015.

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