結(jié)合實(shí)際案例分析自動(dòng)化系統(tǒng)兩項(xiàng)告警功能

王為西

摘 要：空管自動(dòng)化系統(tǒng)中的兩項(xiàng)重要告警功能是短期沖突告警（STCA告警）和最低安全高度告警（MSAW告警）。合理設(shè)置離線參數(shù)可以提高管制安全余度。本文介紹兩項(xiàng)告警功能原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的兩個(gè)案例，通過分析Trace日志的方式，詳細(xì)闡述了產(chǎn)生告警的原因。通過分析為技術(shù)人員提供了一定的調(diào)查方法，也為今后離線參數(shù)的更合理設(shè)定提供思路，對同行具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：STCA告警;MSAW告警;SkyNET-X自動(dòng)化;Trace日志

0 引言

空管自動(dòng)化系統(tǒng)對兩項(xiàng)告警的實(shí)現(xiàn)方式略有不同，管制員在使用上會(huì)產(chǎn)生很多疑問。蘭州SkyNET-X雷達(dá)告警功能中最重要的兩項(xiàng)告警是短期沖突告警（STCA）和最低安全高度告警（MSAW）。本文在介紹SkyNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)兩項(xiàng)告警的原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際案例，通過系統(tǒng)提供的日志記錄工具對兩項(xiàng)告警的概念以及產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，便于管制員更深刻的理解兩項(xiàng)告警功能。

1 SkyNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)兩項(xiàng)告警介紹

根據(jù)MH/T 4022-2006《空中交通管制自動(dòng)化系統(tǒng)最低安全高度告警及短期飛行沖突告警功能》的民用航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，STCA告警是指當(dāng)航跡之間的水平和垂直間距同時(shí)小于或者在設(shè)定的告警時(shí)間內(nèi)將要同時(shí)小于設(shè)置的參數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生的告警;MSAW告警是指當(dāng)航跡的有效高度低于或者在設(shè)定的告警時(shí)間內(nèi)將要低于設(shè)置的參數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生的告警。

1.1 兩項(xiàng)告警原理介紹

STCA告警，是系統(tǒng)推測向前看時(shí)間內(nèi)航跡預(yù)計(jì)到達(dá)的位置和高度，確定告警計(jì)算的范圍，使告警能具有前探性，預(yù)測未來可能發(fā)生的沖突【1】。SkyNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)首先進(jìn)行航跡合格性的檢查，比如高度、速度、SSR、航班號(hào)、是否處在抑制區(qū)、與航跡關(guān)聯(lián)的飛行計(jì)劃狀態(tài)等，這些狀態(tài)均需滿足要求才對航跡進(jìn)行告警計(jì)算。在滿足條件之后再計(jì)算航跡之間垂直間隔和水平間隔，在兩個(gè)間隔同時(shí)小于設(shè)定的系統(tǒng)最小間隔后，系統(tǒng)發(fā)出告警。

MSAW告警是航跡在下降高度時(shí)，當(dāng)航跡的有效高度低于或者在設(shè)定的告警時(shí)間內(nèi)將要低于設(shè)置的參數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生的告警。MSAW告警應(yīng)滿足以下三個(gè)條件：（1）系統(tǒng)航跡或者系統(tǒng)預(yù)測航跡處于有效的告警區(qū)之內(nèi);（2）系統(tǒng)航跡具有有效的高度和速度;（3）系統(tǒng)具有有效的氣壓基準(zhǔn)面數(shù)據(jù)【2】。

2 SkyNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)兩項(xiàng)告警的案例

蘭州SkyNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行至今，數(shù)次出現(xiàn)了觸發(fā)兩項(xiàng)告警的案例。下面針對STCA和MSAW告警，分別選取一個(gè)比較典型的案例進(jìn)行描述，通過回放的方式重現(xiàn)當(dāng)時(shí)的場景。

2.1 STCA告警案例

2020年6月24日，UTC時(shí)間12：33，進(jìn)近APP1扇區(qū)管制員反映航班CES2474和CES2353觸發(fā)STCA告警，當(dāng)時(shí)管制員手動(dòng)連線兩個(gè)航班的水平距離為20KM，而離線參數(shù)設(shè)置為15KM，并不滿足STCA告警的條件。根據(jù)管制員反映的情況回放相應(yīng)的席位，STCA告警如下圖1所示。

2.2 MSAW告警案例

2021年6月7日，UTC時(shí)間05：02，進(jìn)近APP1扇區(qū)管制員反映航班HBH3227在下降的過程中，CFL高度為6300米后立即觸發(fā)MSAW告警，而離線參數(shù)該位置的MSAW高度為4200米，并不滿足MSAW告警的條件。技術(shù)人員根據(jù)管制員反映的情況回放相應(yīng)的席位，MSAW告警如下圖2所示。

3 通過Trace日志分析原因

3.1 Trace日志介紹

Trace服務(wù)器是SkyNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)非常重要的組成部分， Trace服務(wù)器實(shí)時(shí)收集各個(gè)主機(jī)和功能模塊發(fā)來的Trace記錄日志，Trace數(shù)據(jù)的采集對于分析SkyNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)生故障的原因是非常重要的理論依據(jù)。

3.2 STCA告警案例分析

針對STCA案例，通過查閱RDP的Trace日志，找到2020年6月24日12：29分的RDP節(jié)點(diǎn)下的RDP001_OPER文件，當(dāng)SkyNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有滿足STCA告警條件的航跡對時(shí)，出現(xiàn)Alert raised： IRDP_START_STCA_ALERT，表示系統(tǒng)發(fā)生STCA告警，并記錄STCA告警航跡對的詳細(xì)信息。比如在以上Trace信息中，告警時(shí)間是UTC 12：29：32，發(fā)生告警的兩個(gè)航班是在3627N10426E位置的CES2474和在3624N10407E位置的CES2353。當(dāng)前沖突等級是ACTUAL，沖突編號(hào)是56，而且是新的沖突，當(dāng)前距離是14.741NM（28.82KM），當(dāng)前間隔是9.248NM（17.13KM），預(yù)測最小水平間隔是0NM，最小的距離是0NM，最小的垂直間隔是0英尺，滿足STCA告警條件，因此觸發(fā)了STCA告警。

當(dāng)CES2353的高度在5140M，CES2474的高度在5260M時(shí)產(chǎn)生告警。原因是根據(jù)STCA前探時(shí)間內(nèi)兩個(gè)航班將要產(chǎn)生的水平間隔，由于飛機(jī)并非勻速運(yùn)行，計(jì)算的速度只選取了產(chǎn)生告警前最后一次航跡更新的數(shù)據(jù)，因此計(jì)算的距離有所偏差。但在前探時(shí)間內(nèi)兩架航班之間的間隔同時(shí)小于最小水平和最小垂直間隔，滿足STCA告警的條件，觸發(fā)了STCA告警為正?，F(xiàn)象。

上述案例中，管制員只觀察到當(dāng)前兩個(gè)飛機(jī)的水平間隔不滿足最小水平間隔，而沒有理解STCA告警的原理，是在前探時(shí)間內(nèi)滿足最小水平和垂直間隔就會(huì)觸發(fā)告警，因此觸發(fā)STCA告警為正?，F(xiàn)象。

3.3 MSAW告警案例分析

針對MSAW案例，通過查閱RDP的Trace日志，找到2021年6月7日05：02分的RDP節(jié)點(diǎn)下的RDP001_OPER文件，在SkyNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)探測到有MSAW告警時(shí)，先會(huì)出現(xiàn)Alert raised： IRDP_START_MSAW_ALERT，表示系統(tǒng)發(fā)生MSAW告警。記錄發(fā)生告警飛機(jī)的航班號(hào)HBH3227和系統(tǒng)為其分配的航跡號(hào)1039，以及發(fā)生告警時(shí)飛機(jī)所處的經(jīng)緯度3514N10419E，飛機(jī)的下降率是32.523FT/S，航跡的高度是21719FT（6620M）。

上述案例中，飛機(jī)HBH3227并未在進(jìn)近的MSAW區(qū)域內(nèi)，而是觸發(fā)了區(qū)域ACC4C的MSAW告警區(qū)，查閱MSAW_AREAS.ASF離線文件，ACC4C的最低安全高度為6450M，因此當(dāng)飛機(jī)在高度為6620M，并在預(yù)測時(shí)間內(nèi)最低高度為6239M，突破了MSAW高度，因此觸發(fā)MSAW告警為正?，F(xiàn)象。

4 結(jié)語

兩項(xiàng)告警功能是空管自動(dòng)化系統(tǒng)柜中一個(gè)非常重要的告警功能。本文在介紹兩項(xiàng)告警原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合兩個(gè)實(shí)際案例為契機(jī)，借助SkyNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)的日志記錄工具，結(jié)合SkyNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)離線參數(shù)，詳細(xì)分析出了產(chǎn)生這兩項(xiàng)告警的原因，使用者可以根據(jù)對相關(guān)告警參數(shù)的修改，在減少虛警和保障飛行安全上找到平衡，更好的為管制單位服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張璠.空管自動(dòng)化歐洲貓系統(tǒng)STCA告警詳述[J]. 科技信息. 2011（06）：7-9.

[2] 于琳.THALES自動(dòng)化系統(tǒng)最低安全高度告警（MSAW）的研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用.2020（3）：13-14.