淺析AirNet空管自動化系統(tǒng)中氣象數(shù)據的引接

劉彥蛟 翟政騰

摘 要：AirNet自動化系統(tǒng)作為阿克蘇空管站唯一一套自動化設備，承擔著管制對空指揮的重要任務。由于阿克蘇機場為軍民合用機場，軍航和民航所用的高度修正不同，為滿足AirNet自動化系統(tǒng)能實時進行精確的高度切換，技保人員從氣象觀測系統(tǒng)接入數(shù)據，能夠使自動化系統(tǒng)讀取到精確的氣壓高度值。本文以阿克蘇空管站為例介紹AirNet空管自動化系統(tǒng)中氣象數(shù)據的處理及信號引接。

關鍵詞：AirNet自動化系統(tǒng);氣象AWOS;QNH;高度切換

引言

阿克蘇空管站（下簡稱：空管站）實施中低空ADS-B管制運行以來，AirNet自動化系統(tǒng)就作為管制主要的對空指揮手段，是確保安全運行的重要設備。阿克蘇機場為軍民合用機場，在本場50km區(qū)域內需要使用QFE（場面氣壓）高度，在本場50km區(qū)域外使用QNH（修正海平面氣壓）高度。由于系統(tǒng)版本較為落后的局限性，如何能在AirNet自動化系統(tǒng)中實時進行QNH和QFE的切換，是廠家和技保人員需要迫切解決的問題。本文就自動化系統(tǒng)QNH數(shù)據處理和從AWOS（自動氣象觀測系統(tǒng)）中引接氣象數(shù)據的信號引接方式等方面做一闡述。

1 AirNet自動化系統(tǒng)信號處理

AirNet空管自動化系統(tǒng)作為空管部門的核心設備，具備處理多種數(shù)據的功能，如接入的各類監(jiān)視數(shù)據（雷達、ADS-B、MLAT、ADS-C等）、各類意圖數(shù)據（AFTN、AIDC、CPDLC）、各類輔助數(shù)據（GPS、QNH、GRIB、停機位）、主用自動化系統(tǒng)同步數(shù)據（綜合航跡、飛行數(shù)據等）等。該系統(tǒng)為管制提供系統(tǒng)綜合航跡處理及顯示、飛行計劃信息處理及顯示、自動相關、去相關等功能?？展苷窘尤氲谋O(jiān)視數(shù)據有本場的二次雷達數(shù)據、本場ADS-B地面站數(shù)據和從烏魯木齊回傳的12路ADS-B數(shù)據，意圖數(shù)據有從空管站安裝的航管科技的自動轉報系統(tǒng)接入的AFTN轉報數(shù)據，輔助數(shù)據有從空管站安裝的北京東進的NTP時鐘服務器接入的GPS信號和從空管站AWOS（自動氣象觀測系統(tǒng)）接入的氣壓數(shù)據。下面以圖1信號接入拓撲圖所示來說明這些信號的引接方式。

信號接入所用的設備有MPDC-I通信網關、NPort（串口通信服務器）和數(shù)據分配器（DS-8）。系統(tǒng)配置的MPDC-I通信網關使得外部輸入的數(shù)據與系統(tǒng)之間的接口變得簡單，外部數(shù)據通信協(xié)議及格式的變化不會對系統(tǒng)產生影響。通過增加MPDC-I通信網關的數(shù)量即可增加系統(tǒng)的輸入接口。MPDC-I通信網關是由成都民空管科技發(fā)展有限公司自主研發(fā)生產的智能通信網關，配置有冗余雙電源，能提供16個同/異步通信口和1個RJ45的IP口和1個參數(shù)適配口，完成同步或異步協(xié)議轉IP的任務，該設備作為本系統(tǒng)單雷達數(shù)據的同步接口設備。系統(tǒng)配置的MOXA公司NPort用于完成異步數(shù)據如AFTN、GPS、QNH等數(shù)據接入。該設備提供8個異步通信口和1個RJ45的IP口，完成異步協(xié)議轉IP的任務。數(shù)據分配器采用成都民航空管科技發(fā)展有限公司的有源分配器產品DS-8。該產品配置有冗余雙電源，可對信號源進行一分八，對傳輸?shù)男盘枏姸人p少;能對同/異步數(shù)據進行數(shù)據分配;采用25PINs RS232接口，可手動設置同步、異步方式、速率、DTE、DCE等參數(shù)，具備工作狀態(tài)和數(shù)據有無指示燈。

2 QNH數(shù)據處理

QNH數(shù)據的處理主要在AirNet自動化系統(tǒng)的MSDP（監(jiān)視數(shù)據處理）服務器中的QNH子系統(tǒng)完成。QNH子系統(tǒng)從異步串行通信接口中接收QNH數(shù)據，檢查QNH數(shù)據的完整性，組裝出完整QNH數(shù)據，在解析出QNH數(shù)據中的數(shù)據項后，將QNH值寫入系統(tǒng)共享數(shù)據隊列。

QNH子系統(tǒng)對數(shù)據的解析過程遵循以下格式：

QNH：YYYY-MM-DDhh：mm：ssnnnn.nn。

其中 、、、、、為控制字符，ASCII碼分別為：0x01、0x02、0x03、0x0D、0x0A、0x20。

QNH子系統(tǒng)主要由數(shù)據接收、數(shù)據解析、數(shù)據處理等三個功能模塊組成，系統(tǒng)模塊見下圖2：

QNH子系統(tǒng)在接收到完整的QNH數(shù)據后，根據規(guī)定的數(shù)據格式，解析相應的數(shù)據項的值，如機場四字碼、日期和時間、QNH值（只取整數(shù)部分）。對系統(tǒng)需要的QNH區(qū)域的QNH值進行有效性檢查，如果QNH值在850至1100之間，就將該值寫入系統(tǒng)共享數(shù)據隊列。QNH子系統(tǒng)數(shù)據流如下圖3：

QNH子系統(tǒng)運行所需參數(shù)XML數(shù)據文件形式存放在系統(tǒng)參數(shù)目錄/home/cdatc/AirNet/config中。參數(shù)在DBM子系統(tǒng)中的“QNH離線參數(shù)”配置界面進行配置。

3 AWOS數(shù)據引接

在AirNet自動化系統(tǒng)中，實現(xiàn)QNH和QFE的實時切換，就需要有精確的QNH數(shù)據。在未接入氣象AWOS數(shù)據前，空管站自動化系統(tǒng)的QNH數(shù)據主要由氣象的METAR報文提供，再根據QNH和QFE的高度對照表進行切換。由于METAR報文為每小時獲取到一份，所以無法進行精確的QNH和QFE的數(shù)據切換。為解決這一問題，技保人員和廠家協(xié)商后將自動氣象觀測系統(tǒng)輸出的航標9格式的氣壓數(shù)據接入到自動化系統(tǒng)中以獲取實時的QNH數(shù)據。

空管站現(xiàn)有一套自動氣象觀測系統(tǒng)，其包含跑道09（大氣透射儀、云高儀、自動氣象站）、跑道MID（大氣透射儀、獨立風站）、跑道27（大氣透射儀、前向散射儀、云高儀、自動氣象站）共9套設備，由維薩拉廠家軟件系統(tǒng)AviMet7.2.4運算生成并顯示各類氣象數(shù)據。AirNet自動化系統(tǒng)從氣象機柜的TS16MEI（串口服務器）引接一路數(shù)據到自動化機柜的DS-8數(shù)據分配器中，分出兩路信號至自動系統(tǒng)A機柜的Nport-A和自動化系統(tǒng)B機柜的Nport-B，再從Nport分別接到自動化系統(tǒng)的A網和B網的核心交換機中。AWOS信號流程見下圖4：

從氣象機柜的TS16引出的線序為RJ45 568B的線序，到DS-8數(shù)據分配器接入的信號為DB25的信號，線序定義如下表1：

將線接好后，需要在Nport中對端口數(shù)據進行配置，具體配置步驟如下表2：

4 結束語

將氣象數(shù)據接入AirNet自動化系統(tǒng)中，理論上可以實現(xiàn)QNH數(shù)據的實時顯示問題。自動化系統(tǒng)如何解析航標9格式的數(shù)據，將在后續(xù)的維護過程中繼續(xù)探究。本文從空管站的這套低版本AirNet自動化系統(tǒng)的信號引接和QNH處理子系統(tǒng)出發(fā)，將氣象數(shù)據的引接和相關配置方面做一詳述，希望在日常維護中對技保人員能有所幫助。

參考文獻

[1]成都民航空管科技發(fā)展有限公司.AirNet空管自動化系統(tǒng)技術手冊_v1.0.

[2]尹德秀.AirNet空管自動化系統(tǒng)信號引接方式[J].電腦知識與技術，2016，012（036）：272-273

[3]35-民用航空氣象 第9部分 自動氣象觀測系統(tǒng)數(shù)據輸出格式 MHT4016_9-2011

[4]方丹.AirNet空管自動化系統(tǒng)的設計與功能研究[J].數(shù)字技術與應用，2010，000（009）：P.11-11