哈爾濱機場導(dǎo)航設(shè)備無線集中監(jiān)控系統(tǒng)

黑龍江省哈爾濱太平國際機場管理集團有限公司飛行區(qū)管理部 呂廣舒

黑龍江省哈爾濱太平國際機場民航黑龍江空管分局 畢麗波

機場的導(dǎo)航設(shè)備、設(shè)施是引導(dǎo)飛機航路飛行和安全著陸的重要設(shè)備，在保證民航飛行安全過程中至關(guān)重要。對于機場導(dǎo)航設(shè)備的遠程遙控，傳統(tǒng)的方法是架設(shè)專線線纜進行控制，由于受多種因素的影響，這種方式的弊端日益顯現(xiàn)。針對哈爾濱機場導(dǎo)航設(shè)備遠程遙控存在的問題，明確提出無線集中測控的方案，并經(jīng)多年試用，該系統(tǒng)使用方便直觀，工作穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)留有足夠的冗余，為增加場內(nèi)盲降、全向信標(biāo)設(shè)備和集團支線機場導(dǎo)航設(shè)備的大數(shù)據(jù)集中智能管理奠定了堅實的基礎(chǔ)。

1 哈爾濱機場導(dǎo)航設(shè)備概況

1.1 哈爾濱機場導(dǎo)航設(shè)備的特殊性

哈爾濱機場外場有5個導(dǎo)航臺，即北遠臺、北近臺、南近臺、南遠臺、水泉臺，生產(chǎn)廠家多，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。由于設(shè)備種類多，設(shè)計安裝導(dǎo)航設(shè)備遠程無線集中測控系統(tǒng)難度較大。

1.2 導(dǎo)航臺站地理環(huán)境的復(fù)雜性

導(dǎo)航設(shè)備原控制系統(tǒng)為有線遙控，設(shè)備原有監(jiān)控系統(tǒng)安裝在機場導(dǎo)航監(jiān)控室，最遠導(dǎo)航距離監(jiān)控室十公里，通信效果不好，且大部分都是丘陵地帶、地形復(fù)雜，原鋪設(shè)的電纜很容易出現(xiàn)斷線或短路故障，城市建設(shè)改造頻繁，特別是雨雪天氣，巡臺、維修非常困難，出現(xiàn)問題導(dǎo)航設(shè)備在短時間內(nèi)無法正常使用，給管理工作帶來很多不便。

2 無線集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計思路

2015年初經(jīng)過反復(fù)分析論證，提出了選用導(dǎo)航設(shè)備通過GPRS DTU遠程無線集中測控的方案。在機場設(shè)控制中心安裝測控主機1臺，在場外5個臺站各設(shè)終端機1臺，每個導(dǎo)航臺上導(dǎo)航設(shè)備數(shù)據(jù)通過GPRS DTU傳送到測控中心，完成對5個導(dǎo)航臺設(shè)備集中管理、測量、控制、生成報表、告警提示和告警發(fā)送短信到相關(guān)人員的手機上，進而實現(xiàn)對MB10指點標(biāo)和sa100型sa200型ndb設(shè)備的遠程集中監(jiān)控，到2015年底成功安裝此套監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)試用證明總體設(shè)計合理，工作穩(wěn)定可靠，對導(dǎo)航設(shè)備的正常運行提供了可靠保障。

3 哈爾濱機場導(dǎo)航設(shè)備無線集中監(jiān)控系統(tǒng)簡介

3.1 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)由主控機和5個無線監(jiān)控終端機組成。主控機部分包括的設(shè)備有：監(jiān)控計算機主機、打印機、顯示器、電源等。無線監(jiān)控終端機包括：計算機主板、GPRS DTU、電源、外圍接口電路等?？赏瓿蓪Ω黝愅ㄐ旁O(shè)備的模擬量、狀態(tài)量和開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集和控制。該系統(tǒng)采用主從方式，由人工操作主控機發(fā)布命令，終端機收到命令后，進行識別并完成主機下達指令的操作，然后回送現(xiàn)場信息；主控機對回送的信息加以處理，根據(jù)要求進行存儲、顯示、統(tǒng)計打印等。終端機平時處于監(jiān)控狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)異?；蚬收蠒r，立即向主控機發(fā)出告警信號，主控機隨即轉(zhuǎn)去處理告警信息，并顯示、記錄告警內(nèi)容，發(fā)出告警音響，同時發(fā)送短信到相關(guān)人員的手機上，提醒值班人員。

3.2 系統(tǒng)主要功能

（1）遠程控制開關(guān)機功能：人工通過操作主控機，可實現(xiàn)對指定導(dǎo)航設(shè)備的開啟和關(guān)閉。

（2）遠程監(jiān)視功能：系統(tǒng)可完成對各遠近臺導(dǎo)航設(shè)備的定時自動檢測，也可人工操作主控機對指定設(shè)備進行抽測。這樣可以隨時獲取所有臺站設(shè)備的工作參數(shù)，如開關(guān)機狀態(tài)、工作電壓等。

（3）設(shè)備關(guān)閉電源異常等告警功能：當(dāng)終端機檢測到某些參量出現(xiàn)異常時，會立即將發(fā)生問題的臺站名稱、告警時間、告警數(shù)據(jù)等信息及時顯示、存儲下來，發(fā)出告警音響，同時發(fā)送短信到相關(guān)人員的手機上，提醒值班員及時做出處理。

（4）終端機可完成對室內(nèi)市電電壓、UPS電源、溫度、濕度、空調(diào)和進入報警的檢測和控制。

（5）報表生成功能：可隨時根據(jù)需要，由值班員打印輸出所需設(shè)備工作表、運行時間統(tǒng)計表和告警記錄表。

3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的保障措施

（1）系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備：主控計算機選用無風(fēng)扇工業(yè)控制計算機全封閉機箱，可屏蔽各種輻射干擾，可連續(xù)不停機運行，通信設(shè)備采用GPRS DTU，穩(wěn)定性高、可靠性強。

（2）系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計上采取了多種抗干擾措施，經(jīng)過軟件進行糾錯碼處理，然后再利用軟件調(diào)制方式將信號調(diào)制成適合GPRS傳輸?shù)男盘?，接收端將信息還原。這種軟件調(diào)制與解調(diào)方式具有抗干擾能力強、保密性好等優(yōu)點。由于導(dǎo)航設(shè)備空間電磁輻射和線路耦合干擾信號很強，對此，我們采用了光電隔離和屏蔽等措施，確保計算機正常運行。此系統(tǒng)的終端機模塊采用貼片焊接工藝，CPU主板還具有可靠的自動復(fù)位電路，任何意外干擾都不會造成終端機鎖定。

（3）傳輸方式選用新型的GPRS數(shù)據(jù)傳輸方式，安裝天線方便，通信距離遠，抗雷擊性能好，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定。

（4）系統(tǒng)具有高儲備特點。電源供電設(shè)備我們選用了冗余大開關(guān)電源。

（5）每臺測控終端機都配置了一臺滿足控制系統(tǒng)容量及可靠性要求的UPS不間斷電源，自帶不少于6h對UPS額定供電容量的電池。

3.4 主要技術(shù)指標(biāo)

（1）主測控機：主測控機可管理255個測控終端，由于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息采用了糾錯編碼、軟件調(diào)制解調(diào)技術(shù)，其誤碼率為零。主監(jiān)控機可對任意監(jiān)控終端機實現(xiàn)開關(guān)量、狀態(tài)量模擬量的監(jiān)控。主監(jiān)控機能夠隨時監(jiān)控端機的運行參數(shù)，隨時呼叫某一測控終端機。系統(tǒng)軟件設(shè)置有密碼設(shè)定與修改，通信端口設(shè)置，巡測周期設(shè)定功能，各終端的參數(shù)、系數(shù)和校正值均可設(shè)置，主機可在設(shè)定周期內(nèi)，自動監(jiān)控所有終端，循環(huán)把遠近臺導(dǎo)航設(shè)備的運行狀態(tài)和參數(shù)顯示在主機顯示器上，把遠近臺導(dǎo)航設(shè)備運行狀態(tài)和參數(shù)以符合現(xiàn)場導(dǎo)航設(shè)備面板狀態(tài)的圖形方式在主機顯示器上顯示，可隨時接收測控終端機發(fā)出的告警信息，包括導(dǎo)航設(shè)備和其它設(shè)備工作狀態(tài)異常信息。并對值班人員進行告警提示，同時將告警信息自動存入告警數(shù)據(jù)庫。可根據(jù)實際需要隨時打印設(shè)備告警信息、環(huán)境等各種數(shù)據(jù)，供工作人員對設(shè)備及系統(tǒng)運行進行分析和調(diào)整。電源：交流220±30V，功耗<200W。主測控機能保證在工作環(huán)境溫度為-10～+70℃，相對濕度0～95%（無凝結(jié)）的環(huán)境下長期可靠運行。

（2）測控終端機：測控終端機采用GPRS DTU方式遠程傳輸數(shù)據(jù)，終端機智能化也可以隨時接收主控機命令，完成對導(dǎo)航設(shè)備的主機、備機切換和開機、關(guān)機等操作。電源：交流220±30V，功耗<50W，直流輸出電壓+5V+12V和-12V。終端機能保證在-40℃～+70℃、相對濕度95%（無凝結(jié)）的環(huán)境下長期可靠運行。

4 展望未來

隨著民航系統(tǒng)大數(shù)據(jù)計算機管理網(wǎng)絡(luò)的延伸，我們安裝的這套導(dǎo)航設(shè)備集中測控系統(tǒng)冗余量大，為哈爾濱機場增加場內(nèi)盲降、全向信標(biāo)和黑龍江各支線機場導(dǎo)航設(shè)備的集中管理測控，打下了良好的基礎(chǔ)，以實現(xiàn)黑龍江機場管理集團有限公司大航務(wù)專業(yè)化管理，為飛行安全提供可靠的基礎(chǔ)保證。