摘要：空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)能夠輔助空管人員對整個空域中的飛行活動進行監(jiān)視、預測、告警，同時也能夠有效地協(xié)助空管人員對空域進行更有序的管理，空管自動化系統(tǒng)對目前管制中心的管理工作越來越重要，因此，一旦空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會影響整個空域的飛行工作。文章對空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)分析和設(shè)計進行了探討。

關(guān)鍵詞：空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)；運行環(huán)境；軟硬件設(shè)計；空管人員；管制中心 文獻標識碼：A

中圖分類號：V355 文章編號：1009-2374（2016）10-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.007

1 概述

隨著我國民航業(yè)近幾年的不斷發(fā)展，空中交通運輸越來越活躍，我國民航飛行流量不斷增多，空管設(shè)施也不斷發(fā)展，空管自動化系統(tǒng)作為管制中心對空交通指揮的核心系統(tǒng)，能夠?qū)︼w機進行雷達監(jiān)測以及雷達數(shù)據(jù)的處理，并且為管制中心提供飛機的飛行態(tài)勢狀況報告，便于對飛機的異常情況預警。我國的民航交通管制從程序管制過渡到雷達管制工作，使得空管中心原有的雷達信號顯示和處理終端，轉(zhuǎn)變成目前需要對飛行大數(shù)據(jù)進行處理的數(shù)據(jù)中心，這就不斷增加了空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)的復雜性，空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)一旦出現(xiàn)部分功能失效或者運行速度變慢等故障，都會給正常的空域交通指揮帶來巨大的影響，因此，設(shè)計出一套行之有效的空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)，能夠?qū)ΜF(xiàn)有的系統(tǒng)進行有機互補，同時也能夠大大提高空中交通管制的效率。

2 空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)運行環(huán)境特點

空管應(yīng)急信息自動化系統(tǒng)需要兼容處理雷達航跡和航跡，空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)的運行環(huán)境特點和技術(shù)需求，就和空管信息自動化系統(tǒng)所處理的內(nèi)容完全不同。筆者認為，空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)就是為了補充現(xiàn)有空管信息自動化系統(tǒng)發(fā)生故障而設(shè)計的系統(tǒng)，所以在設(shè)計的時候，考慮的運行環(huán)境特點和技術(shù)需求，就和空管信息自動化系統(tǒng)不同。目前，我國的很多民航機場都部署“切換式”應(yīng)急系統(tǒng)。機房內(nèi)，空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)與空管信息自動化系統(tǒng)同時運行，并能夠共享信息資源以及管制席位設(shè)備等。在管制中心需要的時候或者空管信息自動化系統(tǒng)發(fā)生系統(tǒng)故障的時候，就可以充分利用原有系統(tǒng)設(shè)備，但基本功能還可以采取應(yīng)急體系。同時，空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)還能對空域交通管理起到正常的管制作用，不僅可以給管制中心提供雷達信號以及飛行數(shù)據(jù)的監(jiān)測預警功能，還需要使管制中心能夠在此基礎(chǔ)上，進行更好的空中交通管制調(diào)配工作。在平時，還能夠滿足管制中心的日常培訓需求，并且滿足管制工作人員正常時的安全值班和管制需要時的模擬訓練。所以根據(jù)我國空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)的實際情況，綜合考慮各種可能突發(fā)情況的運行環(huán)境特點和技術(shù)需求設(shè)計空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)。

3 空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)的配置需求

根據(jù)空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)運行環(huán)境特點，設(shè)計出一套行之有效的空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)，能夠?qū)ΜF(xiàn)有的系統(tǒng)進行有機互補，筆者認為還需要對空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)進行配置要求。

筆者綜合分析目前國內(nèi)各種空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)，提出在滿足現(xiàn)有的空管管理的基礎(chǔ)上，總體需求定位為滿足現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)接入，并且使用單機和單網(wǎng)分布式處理結(jié)構(gòu)，使空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)同時具備單雷達和多雷達的處理能力，能夠同時進行多數(shù)據(jù)處理以及雷達信號融合顯示的能力，空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)還需要加強對飛行數(shù)據(jù)的處理能力，使空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)能夠更好地實現(xiàn)對飛行計劃的管理以及飛行計劃和雷達航跡的相關(guān)工作。在此基礎(chǔ)上，筆者認為，空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)還應(yīng)該增加相應(yīng)的預警功能，同時保持席位基本功能、界面和現(xiàn)有空管信息化系統(tǒng)的一致性，以便于管制工作人員更好地操作，應(yīng)急系統(tǒng)還應(yīng)具有相對的獨立性和完整性。

4 空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)硬件設(shè)計分析

4.1 前端處理裝置

本設(shè)計中前端處理裝置可采用高性能工控機，能夠?qū)走_信號進行處理，高性能工控機可將鏈路通信協(xié)議進行通信規(guī)程轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)不僅將雷達信號數(shù)據(jù)進行前端處理，且將數(shù)據(jù)進行信號格式的轉(zhuǎn)換的功能，在設(shè)計中，需要充分考慮用戶設(shè)置需要，使得雷達的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)速率、數(shù)據(jù)格式和適配參數(shù)可供用戶設(shè)置。

4.2 多雷達數(shù)據(jù)處理裝置

本設(shè)計中多雷達數(shù)據(jù)處理裝置，可采用IBM RS6000服務(wù)器，然后利用系統(tǒng)LAN與FRDP轉(zhuǎn)換單元等組網(wǎng)。接收前端處理裝置的標準內(nèi)部格式的單雷達航跡，IBM RS6000服務(wù)器就提供多雷達數(shù)據(jù)進行融合跟蹤處理以及ADS數(shù)據(jù)的融合處理和航跡數(shù)據(jù)顯示的功能。

4.3 飛行數(shù)據(jù)處理裝置

本設(shè)計中飛行數(shù)據(jù)處理裝置，本設(shè)計中依然采用IBM RS6000服務(wù)器，和多雷達數(shù)據(jù)處理裝置處理的組網(wǎng)相同，飛行數(shù)據(jù)處理裝置可以通過接收和發(fā)送民航AFTN航空動態(tài)電報和AFDC電報，并且進行譯碼和編碼，然后對飛行數(shù)據(jù)進行分析。

4.4 雷達管制席位設(shè)計

本設(shè)計中雷達管制席位，依然采用IBM RS6000服務(wù)器，筆者認為顯示器可以使用49寸顯示器。IBM RS6000服務(wù)器能夠?qū)走_的航跡數(shù)據(jù)和飛行數(shù)據(jù)進行顯示，同時能夠接收管制工作人員的輸入命令，輔助管制工作人員更好地進行管制工作。

4.5 監(jiān)控裝置的設(shè)計

本設(shè)計中監(jiān)控裝置可通過LAN能夠獲取空域中的各類運行數(shù)據(jù)，同時能夠在各個數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點進行監(jiān)視，且具有告警信息自動存儲、檢索、打印和軟拷貝功能。

4.6 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)設(shè)計

本設(shè)計中采用單網(wǎng)結(jié)構(gòu)，選用以太網(wǎng)交換機，在主網(wǎng)絡(luò)中，可以采用超5類的雙絞線連接，同時在主網(wǎng)絡(luò)和塔臺等遠端席位的連接中，采用以太網(wǎng)光收發(fā)器進行網(wǎng)絡(luò)總線的中繼。

4.7 GPS時鐘信號裝置

本設(shè)計GPS時鐘信號裝置，能夠通過LAN向系統(tǒng)各服務(wù)器廣播精確的定時信息，并通過串口將定時信息分發(fā)到各席位子鐘顯示。

5 系統(tǒng)軟件設(shè)計

本設(shè)計的系統(tǒng)設(shè)計集合本設(shè)計的系統(tǒng)硬件平臺，本系統(tǒng)的操作系統(tǒng)對接現(xiàn)有的空管信息自動化系統(tǒng)，擬采用IBM的AIX操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫選用Oracle9i數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。在軟件設(shè)計中，本設(shè)計采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和模塊化設(shè)計，由通信協(xié)議轉(zhuǎn)換軟件、雷達前端處理軟件FRADP、單個雷達數(shù)據(jù)處理軟件RADP、多雷達數(shù)據(jù)處理軟件MRADP、飛行數(shù)據(jù)處理軟件的FDP、飛行電報收發(fā)信機和處理軟件FDPTEL、編輯飛行整個系統(tǒng)軟件計劃管理軟件FDO和報警數(shù)據(jù)編輯軟件模塊組成。軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法，并且根據(jù)所需要的速度同步通信和先進的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，用于輸出，該系統(tǒng)的通信速度可根據(jù)不同的需要進行設(shè)置，以完成該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理。

6 空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)的應(yīng)用分析

本設(shè)計中，空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)能夠在實際使用過程中進行多種功能切換的應(yīng)用，本設(shè)計以航線轉(zhuǎn)換進行分析?？展軕?yīng)急自動化系統(tǒng)在航線轉(zhuǎn)換處理的情況處理時，首先，空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)，能夠根據(jù)飛機的飛行計劃，在地圖為飛機標注航路點序號，使得飛機的航路點序號，能夠和飛機的相關(guān)信息和坐標數(shù)據(jù)進行對應(yīng)，所述航路點序號信息，可以備注飛機的相對應(yīng)的報告點和扇區(qū)點以及飛機的出入管制區(qū)域交接點等，能夠?qū)w機的飛行中的各種數(shù)據(jù)進行整合分析；其次，在飛機進行航線轉(zhuǎn)換的時候，航線轉(zhuǎn)換點序列中的轉(zhuǎn)換點相對于某個導臺的距離和方向點，能夠非常便捷地在空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)上實現(xiàn)，同時空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)獲取飛機所在空域的數(shù)據(jù)以及所要進入機場的進出點位置數(shù)據(jù)，然后盡可能生成相應(yīng)的航線轉(zhuǎn)換點序列，同時獲得坐標數(shù)據(jù)，這樣就可在系統(tǒng)中實現(xiàn)航路的轉(zhuǎn)換。借助空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)，飛機的飛行計劃主要可以與備用航線進行轉(zhuǎn)換，當遇到緊急情況，就可以自動提示管理者進行規(guī)范，然后再執(zhí)行操作，便于進行航線點的轉(zhuǎn)換。

7 結(jié)語

隨著空管運行保障對空管部門裝備的現(xiàn)代通信、導航、監(jiān)視設(shè)施和空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)的依賴程度越來越深，管制指揮對空管自動化系統(tǒng)的依賴將越來越高，將大大提高管制員的管制能力，增加空域系統(tǒng)的容量，但是需要看到的是我國空管應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備，在目前的設(shè)計中，主要考慮抵御系統(tǒng)內(nèi)風險，極少在設(shè)計中考慮防御系統(tǒng)外風險，一旦發(fā)生外部的突發(fā)事件，就會直接影響系統(tǒng)的運行。因此，依然需要我們根據(jù)不同應(yīng)急情況，從運行環(huán)境出發(fā)，分析其技術(shù)需求設(shè)計出新的適應(yīng)性更廣的空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)，滿足空中交通運輸對空管運行保障的需求。

參考文獻

[1] 王明軍.空管系統(tǒng)基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的開發(fā)及實時系統(tǒng)界面模型的應(yīng)用與研究[D].四川大學，2004.

[2] 王詠磊.空管應(yīng)急自動化系統(tǒng)的分析與設(shè)計[D].四川大學，2005.

[3] 劉暢.空管設(shè)備維護管理信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計[D].云南大學，2012.

[4] 陳甫.民航西南空管綜合業(yè)務(wù)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究[D].四川大學，2006.

[5] 蘇科.空管自動化系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)分析及設(shè)計[D].四川大學，2006.

[6] 李林奔.民航空中交通管理自動化系統(tǒng)的分析與設(shè)計[D].云南大學，2013.

[7] 吳博.桃仙機場航空信息服務(wù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D].大連海事大學，2013.

[8] 梅瞳瞳.空管自動化系統(tǒng)飛行計劃航跡相關(guān)問題的研究[D].大連理工大學，2013.

[9] 戴子河，屈曉，楊紅雨，李毅.ATC空管自動化系統(tǒng)分析與設(shè)計[J].中國民航飛行學院學報，2006，（2）.

[10] 彭雪麗，潘衛(wèi)軍，王垂瑞.空管信息管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計[J].裝備制造技術(shù)，2007，（6）.

作者簡介：高頔（1989-），女，陜西渭南人，中國民用航空西北地區(qū)空中交通管理局助理工程師，研究方向：空管自動化設(shè)備維護。

（責任編輯：秦遜玉）