AirNet空管自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用及常見故障分析

陸學(xué)智

摘? 要：民隨著民航事業(yè)的發(fā)展和飛行流量的增加，空管自動(dòng)化系統(tǒng)在民航設(shè)備中也顯得尤為重要。本文通過對阿克蘇空管站所安裝的成都空管發(fā)展科技有限公司的AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、席位配置及在維護(hù)過程中遇到的問題和幾例故障處理的分析，來充分說明自動(dòng)化系統(tǒng)在民航中的重要地位。

關(guān)鍵詞：AirNet自動(dòng)化系統(tǒng);目標(biāo)分裂;服務(wù)器;自動(dòng)相關(guān)

引言：

阿克蘇空管站實(shí)施中低空ADS-B管制運(yùn)行以來，AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行中擔(dān)任著無可替代的作用，由于單套設(shè)備運(yùn)行和設(shè)備老化導(dǎo)致的故障也頻繁發(fā)生。如何快速應(yīng)急并解決自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，更好的使管制使用，使設(shè)備維護(hù)人員需要時(shí)刻注意的事項(xiàng)。本文將阿克蘇空管站AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行以來出現(xiàn)的故障案例做一分析，為后續(xù)設(shè)備的維護(hù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1? AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)概述

AirNet空管自動(dòng)化系統(tǒng)是對多協(xié)議多路空管雷達(dá)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收、處理、發(fā)送、顯示的一體化空管自動(dòng)化系統(tǒng)。系統(tǒng)采用開放、分布式的體系結(jié)構(gòu)，100M/1000M的Ethernet網(wǎng)絡(luò)，將系統(tǒng)各部分有機(jī)地聯(lián)接起來。整個(gè)系統(tǒng)配置靈活，擴(kuò)展方便，能根據(jù)實(shí)際需要增加席位，以滿足不同的需求。主、備機(jī)之間自動(dòng)同步數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)手動(dòng)/自動(dòng)切換。系統(tǒng)能夠處理多部雷達(dá)數(shù)據(jù)，采用動(dòng)態(tài)加權(quán)數(shù)據(jù)融合算法，形成的系統(tǒng)航跡穩(wěn)定可靠、精度高。能夠同步記錄和回放單雷達(dá)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)航跡數(shù)據(jù)，能夠處理各種報(bào)文，對航路進(jìn)行解析，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)目標(biāo)與飛行計(jì)劃的自動(dòng)和手動(dòng)相關(guān)，雷達(dá)目標(biāo)的手動(dòng)和自動(dòng)移交，進(jìn)程單打印。能夠?qū)ο到y(tǒng)航跡進(jìn)行各種告警處理，對雷達(dá)目標(biāo)高度進(jìn)行QNH修正，在雷達(dá)目標(biāo)丟失后能夠通過飛行計(jì)劃外推航跡。由于使用了諸如客戶/服務(wù)器以及發(fā)布/訂閱等高級的機(jī)制，因此系統(tǒng)可以通過增加處理機(jī)的方式提供可擴(kuò)充性。這一靈活性使用戶可以通過獲得部分或者全部的AirNet系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級或者替換。

阿克蘇空管站（下簡稱：空管站）AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)接入的監(jiān)視源有三路，分別為空管站本場民航28所生產(chǎn)的一個(gè)定向和兩個(gè)全向的ADS-B站點(diǎn)信號、12路從烏魯木齊經(jīng)三級數(shù)據(jù)站回傳的ADS-B信號、本場租用的安徽四創(chuàng)公司的二次雷達(dá)信號。這三路信號源分別經(jīng)防火墻、MPDC接至自動(dòng)化系統(tǒng)的A、B、C三個(gè)核心交換機(jī)中?？展苷粳F(xiàn)有自動(dòng)化席位5套，分別為區(qū)調(diào)的管制席和主任席（SDD1、FDD1、SDD2、FDD2），塔臺(tái)的管制席和主任席（SDD3、FDD3、SDD4、FDD4）和監(jiān)控值班室的一套技術(shù)席（SDD0、FDD0、SMC、DBM）。運(yùn)行系統(tǒng)的核心是冗余的、分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它能在系統(tǒng)模塊間提供容錯(cuò)通信，網(wǎng)絡(luò)冗余架構(gòu)的無關(guān)特性可保證其他用戶容易地將特殊的系統(tǒng)集成在本系統(tǒng)中。系統(tǒng)劃分為三套網(wǎng)絡(luò)：冗余操作網(wǎng)絡(luò)（A網(wǎng)、B網(wǎng)）保證ATC服務(wù)器和工作站間的信息交換，DARD網(wǎng)絡(luò)（C網(wǎng)）采用獨(dú)立的交換機(jī)、獨(dú)立的BSDP服務(wù)器，以解決A/B癱瘓后雷達(dá)數(shù)據(jù)的不間斷向管制席位分發(fā)的問題。除旁路監(jiān)視數(shù)據(jù)處理器（BSDP）外，均采用冗余配置，包括監(jiān)視數(shù)據(jù)前端處理器（MSFP）、監(jiān)視數(shù)據(jù)處理器（MSDP）、飛行數(shù)據(jù)處理器（FDP）、數(shù)據(jù)記錄和回放（DRP）、飛行數(shù)據(jù)接口（FDI）。其中SFP、MSDP和FDI采用雙機(jī)三網(wǎng)架構(gòu)，F(xiàn)DP和DRP采用雙機(jī)三網(wǎng)架構(gòu)。

2? AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)常見故障分析

2.1 本場起飛航空器目標(biāo)分裂

在自動(dòng)化系統(tǒng)中，由于接入多路監(jiān)視源數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)顯示時(shí)，會(huì)將采集的多路監(jiān)視源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，有時(shí)同一個(gè)目標(biāo)會(huì)顯示多個(gè)相同的目標(biāo)，此種情況即為目標(biāo)分裂。空管站AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)中本場起飛的航空器顯示為3個(gè)相同的目標(biāo)，航空器標(biāo)牌也顯示3個(gè)。

經(jīng)維護(hù)人員對設(shè)備進(jìn)行排查，航跡融合處理所對應(yīng)的服務(wù)器為MSDP即主監(jiān)視數(shù)據(jù)處理器，航跡融合處理指MSDP將雷達(dá)數(shù)據(jù)、ADS-B數(shù)據(jù)等各類監(jiān)視數(shù)據(jù)按照設(shè)定的條件進(jìn)行關(guān)聯(lián)后融合。航跡融合采用動(dòng)態(tài)加權(quán)的方式，結(jié)合動(dòng)態(tài)權(quán)重和靜態(tài)權(quán)重進(jìn)行融合。由于阿克蘇機(jī)場為軍民合用機(jī)場，所以在本場50公里范圍內(nèi)使用QFE高度，在50公里區(qū)域以外使用QNH修正高度。目標(biāo)QNH高度修正是指對設(shè)置的QNH區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行高度修正，修正時(shí)采用最新的QNH值進(jìn)行計(jì)算。

空管站AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)所用的QNH值為接入的氣象自動(dòng)觀測報(bào)文數(shù)據(jù)，為1個(gè)小時(shí)更新一次。MSDP子系統(tǒng)還可處理主用系統(tǒng)輸出的綜合航跡。MSDP子系統(tǒng)將接入的主用系統(tǒng)航跡與本系統(tǒng)中融合處理后生成的系統(tǒng)航跡做比對，形成對應(yīng)的航跡關(guān)聯(lián)表，造成目標(biāo)分裂的主要原因?yàn)樵诒緢鰠^(qū)域，由于基準(zhǔn)面的不同，沒有統(tǒng)一高度，一個(gè)是修正后的高度，一個(gè)是修正前的高度，導(dǎo)致高度差值過大，大于了配置的融合高度，不能融合成功，導(dǎo)致目標(biāo)分裂。由于統(tǒng)一基準(zhǔn)面問題需要廠家升級補(bǔ)丁，按照自動(dòng)化軟件管理規(guī)定，還需要技術(shù)中心進(jìn)行測試，為了不影響管制使用，維護(hù)人員在屏蔽區(qū)設(shè)置里，在本場區(qū)域100m以下將本場雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行屏蔽，不讓雷達(dá)數(shù)據(jù)參與融合。配置目錄為DBM系統(tǒng)中/home/cdatc/AirNet/config目錄下，shield.cfg文件，用vim命令打開后，做以下修改：

-30000

1179

1

2.2? 服務(wù)器硬盤故障更換

空管站AirNet自動(dòng)化硬件設(shè)備使用時(shí)間較長，現(xiàn)使用的服務(wù)器為惠普廠家生產(chǎn)的HP ProLiant 388 G7和HP ProLiant 580 G7，現(xiàn)在惠普廠家已停止生產(chǎn)，無法采相應(yīng)的服務(wù)器備件，新一代的服務(wù)器無法和空管站當(dāng)前AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)兼容。為確保在服務(wù)器系統(tǒng)故障或硬盤故障時(shí)，能夠及時(shí)應(yīng)急且最大程度減少對管制使用的影響，維護(hù)人員在設(shè)備維護(hù)時(shí)對服務(wù)器的硬盤進(jìn)行備份。由于系統(tǒng)原因無法直接對服務(wù)器硬盤進(jìn)行拷貝，所以只能將新采購的服務(wù)器硬盤進(jìn)行系統(tǒng)重裝。

在更換硬盤時(shí)，將備機(jī)上的硬盤拔出，使用與備機(jī)上型號相同的新硬盤（SAS類型），將其插入原卡槽。使用新硬盤時(shí)，需要重新編輯磁盤陣列。服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)，點(diǎn)擊F8進(jìn)入RAID配置界面，選擇“File/Set DEfaults”按回車鍵，出現(xiàn)“Set to factory defaults”時(shí)點(diǎn)擊F10，然后按回車鍵，進(jìn)入RAID設(shè)置界面。第一步先刪除原有的RAID ：Delete Logical Drive，然后按F8刪除舊RAID，按F3確認(rèn)刪除。第二步創(chuàng)建新的RAID：Create Logical Drive。Tab鍵光標(biāo)移到右側(cè)，選擇帶有X符號的RAID 1+0回車（服務(wù)器使用一塊硬盤時(shí)選擇RAID1+0，使用兩塊硬盤時(shí)選擇RAID1），按F8保存設(shè)置，Esc鍵退出RAID配置界面。

在使用光盤安裝系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn)有的服務(wù)器光驅(qū)故障，無法讀出光盤內(nèi)容，故使用外置光驅(qū)將裝有Linux5.8的系統(tǒng)安裝光盤接入到服務(wù)器中，按照安裝步驟安裝Linux操作系統(tǒng);操作系統(tǒng)安裝完畢后，按照源服務(wù)器名稱和IP地址更改主機(jī)名和IP地址，在Linux系統(tǒng)安裝完成后，將AirNet軟件安裝包拷貝到服務(wù)器中，輸入chmod 777命令更改安裝程序的權(quán)限，輸入“./install-*”運(yùn)行安裝程序。在系統(tǒng)安裝完成后進(jìn)入到/etc目錄下檢查主機(jī)名與IP地址是否與目標(biāo)主機(jī)的相同。

在備份服務(wù)器硬盤時(shí)，備份了SDFP2、FDP2、MSDP2、DRP2這四臺(tái)比較重要的服務(wù)器硬盤，在SDFP2安裝成功后，拷貝原SDFP2的/home/cdatc/AirNet/bin目錄、/home/cdatc/AirNet/config目錄、/usr/AirNet/lib/AirNet目錄、/etc/sysconfig/network-scripts/eth3文件、/home/cdatc/AirNet/bin/conf/sfp.ini.20180115文件。然后從DBM對其發(fā)布配置，重啟成功后切換至主機(jī)運(yùn)行，觀察是否運(yùn)行正常，左上角監(jiān)視源狀態(tài)是否正常。FDP2安裝完成后，拷貝/home/cdatc/AirNet/bin目錄/home/cdatc/AirNet/config目錄、/usr/AirNet/lib/AirNet目錄，從DBM發(fā)布配置參數(shù)，重啟后切換至主機(jī)運(yùn)行?？墒褂肍DD發(fā)送明語電報(bào)測試報(bào)檢測FDP工作是否正常。（scc進(jìn)程無法啟動(dòng)是因?yàn)閰?shù)不完善，配置后即可正常啟動(dòng)）。

MSDP2、DRP2安裝完成后，拷貝/home/cdatc/AirNet/bin目錄/home/cdatc/AirNet/config目錄、/usr/AirNet/lib/AirNet目錄，發(fā)布DBM配置參數(shù)，重啟后切換至主機(jī)運(yùn)行。（MSDP可觀察SDD綜合航跡生成情況，DRP可使用數(shù)據(jù)回放功能檢測其功能完好性）。

2.3? 航班未自動(dòng)相關(guān)

管制反應(yīng)從A點(diǎn)方向經(jīng)過的進(jìn)港航空器均出現(xiàn)未自動(dòng)相關(guān)的現(xiàn)象。相關(guān)與去相關(guān)功能，是根據(jù)飛行計(jì)劃的4D軌跡模型，計(jì)算目標(biāo)航跡與飛行計(jì)劃相關(guān)，并監(jiān)視已相關(guān)航跡與飛行計(jì)劃的一致性。包括自動(dòng)相關(guān)與去相關(guān)、相關(guān)一致性檢查、手動(dòng)相關(guān)與去相關(guān)、手動(dòng)掛標(biāo)簽、標(biāo)簽的自動(dòng)替換等功能。為了盡可能的提高自動(dòng)相關(guān)率和保證自動(dòng)相關(guān)的正確性，系統(tǒng)支持建立大量的經(jīng)驗(yàn)航路數(shù)據(jù)，并從多個(gè)角度進(jìn)行自動(dòng)相關(guān)條件檢查。

維護(hù)人員通過飛行計(jì)劃的生命周期及自動(dòng)相關(guān)和去相關(guān)的條件進(jìn)行判斷，從A點(diǎn)方向進(jìn)過的航班都滿足自動(dòng)相關(guān)的需求，在和廠家溝通并發(fā)送日志進(jìn)行排查后，排查出為DBM席的fta統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)程序記錄的歷史進(jìn)邊界時(shí)間和實(shí)際飛行的時(shí)間差距較大，超過了自動(dòng)相關(guān)的條件導(dǎo)致自動(dòng)相關(guān)失敗。在查清楚故障點(diǎn)所在后，維護(hù)人員在航班結(jié)束后，停止DBM席的fta程序，在SMC顯示終端上遠(yuǎn)程登錄數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DCP，在DCP服務(wù)器上進(jìn)入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，刪除對應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄。主要操作命令為：

mysql -uroot -pabc atcdb?????? //進(jìn)入mysql命令終端

delete from tab_analysebpnbpx?? //刪除數(shù)據(jù)

在輸入以上兩條命令后會(huì)彈出數(shù)據(jù)被清空的提示，代表數(shù)據(jù)清空成功，輸入 exit 退出mysql終端。重啟FDP主用服務(wù)器的fcs進(jìn)程，待恢復(fù)正常后，重啟FDP另一服務(wù)器的fcs進(jìn)程，待恢復(fù)正常。fcs進(jìn)程重啟成功后，啟動(dòng)fta進(jìn)程，啟動(dòng)成功后，從A點(diǎn)方向經(jīng)過的進(jìn)港航空器自動(dòng)相關(guān)成功。

3? 結(jié)束語

AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)作為一套國內(nèi)自主研發(fā)的民航自動(dòng)化系統(tǒng)，為空管站實(shí)現(xiàn)ADS-B中低空管制運(yùn)行提供了設(shè)備基礎(chǔ)保障。但由于設(shè)備的更新和升級，空管站的這套AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)還是有諸多的問題，所以維護(hù)人員也需要具備基于這套系統(tǒng)特性的排故思路，提高對設(shè)備的保障能力。

參考文獻(xiàn)

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