尹德秀

摘要： ATC自動(dòng)化系統(tǒng)是現(xiàn)代民用航空空中交通管制自動(dòng)化系統(tǒng)的核心系統(tǒng)設(shè)備，是主要的空中交通管制指揮工具。該文以內(nèi)蒙古空管分局為例介紹了AirNet空管ATC自動(dòng)化系統(tǒng)的信號(hào)引接方式。

關(guān)鍵詞： ATC； 雷達(dá)； MPDC；NPort； GPS ； QNH

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）36-0272-02

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介[1]

ATC空中交通管制自動(dòng)化系統(tǒng)可以將各個(gè)臺(tái)站送來(lái)的監(jiān)視數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)融合處理后與飛行計(jì)劃和有關(guān)報(bào)文等數(shù)據(jù)進(jìn)行各種相關(guān)處理后達(dá)到自動(dòng)相關(guān)、自動(dòng)移交、自動(dòng)拍發(fā)起飛落地報(bào)等功能的。AirNet空管自動(dòng)化系統(tǒng)是成都中國(guó)民航總局第二研究所生產(chǎn)的空管ATC自動(dòng)化系統(tǒng)，這套系統(tǒng)是基于Linux多任務(wù)操作系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)采用開(kāi)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(lái)。系統(tǒng)的各子系統(tǒng)都采用主備雙服務(wù)器和A/B/C三網(wǎng)結(jié)構(gòu)：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。A網(wǎng)和B網(wǎng)作為冗余配置網(wǎng)絡(luò)，保證ATC服務(wù)器和工作站間可靠的信息交換，C網(wǎng)作為DARD旁路網(wǎng)絡(luò)采用獨(dú)立的BSDP服務(wù)器，以解決A/B網(wǎng)癱瘓后雷達(dá)數(shù)據(jù)的不間斷向管制席位分發(fā)的問(wèn)題。內(nèi)蒙古空管分局的AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)需要處理的外部數(shù)據(jù)有：雷達(dá)信號(hào)、GPS信號(hào)、報(bào)文數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)等。下面以圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D所示來(lái)說(shuō)明這些信號(hào)的引接方式。

2 數(shù)據(jù)的引接方式 [2][3]

這些需要引接的數(shù)據(jù)從傳輸方式上分為同步數(shù)據(jù)、異步數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

對(duì)于同步數(shù)據(jù)，AirNet系統(tǒng)采用MPDC作為接口設(shè)備；對(duì)于異步數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用NPort作為接口設(shè)備；對(duì)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用該網(wǎng)的交換機(jī)作為接口設(shè)備。

2.1 雷達(dá)數(shù)據(jù)

監(jiān)視數(shù)據(jù)包括雷達(dá)數(shù)據(jù)、ADS-B/MLAT、綜合航跡等。AirNet系統(tǒng)的監(jiān)視數(shù)據(jù)接口支持兩種類型：同步方式和網(wǎng)絡(luò)方式。監(jiān)視數(shù)據(jù)的同步數(shù)據(jù)接入設(shè)備使用的是多協(xié)議數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)（簡(jiǎn)稱MPDC）。MPDC可實(shí)現(xiàn)本地局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的通信連接，支持多種串行通信協(xié)議，可應(yīng)用于雷達(dá)數(shù)據(jù)接入、ADS-B數(shù)據(jù)傳輸、串行數(shù)據(jù)復(fù)用等多類空管系統(tǒng)中，與上層網(wǎng)絡(luò)通信支持UDP廣播/組播，并可按照用戶需求定制網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。

MPDC設(shè)備具有16個(gè)高速（每個(gè)端口最大64K）RJ45串行RS232-C接口，可支持同步/異步通信，可以用來(lái)接入多達(dá)16路雷達(dá)信號(hào)；有1個(gè)10M/100M自適應(yīng)的以太網(wǎng)接口，用來(lái)連接網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。MPDC支持HDLC、BSC、CD2串行通信協(xié)議，并可根據(jù)用戶需求定制所需的其他協(xié)議，支持UDP廣播、UDP組播網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，每個(gè)RS232-C端口可支持內(nèi)時(shí)鐘/外時(shí)鐘模式。

MPDC使用的是RJ4 5串行接口，其滿足RS-232C/RS422的標(biāo)準(zhǔn)， 遵循CCITT V24/V28，這里數(shù)據(jù)傳輸采用同步方式，針腳具體定義如表1：

雷達(dá)數(shù)據(jù)接入采用同步方式。如圖1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中所示，內(nèi)蒙古空管分局的AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)使用了6部MPDC設(shè)備接入了9部雷達(dá)共13路信號(hào)，其中蠻漢山雷達(dá)、賽罕雷達(dá)、西什拉雷達(dá)、太原罕山各引接二路信號(hào)，這些雷達(dá)信號(hào)的每一路都是經(jīng)過(guò)一分八信號(hào)分配器后接入到MPDC的，所以輸入到A/B/C三網(wǎng)的信號(hào)是一模一樣的，而蠻漢山雷達(dá)、賽罕雷達(dá)、西什拉雷達(dá)、太原罕山雷達(dá)各引接二路信號(hào)到不同的MPDC設(shè)備，在自動(dòng)化系統(tǒng)的DBM中設(shè)置后進(jìn)行優(yōu)選，這樣可以在很大程度保證主要雷達(dá)信號(hào)的傳輸效率。雷達(dá)數(shù)據(jù)接口支持的雷達(dá)類型涵蓋了中國(guó)民航現(xiàn)役所有雷達(dá)。系統(tǒng)接入設(shè)備所支持的數(shù)據(jù)傳輸速率為2.4Kbps～64Kbps可選。

2.2 QNH、GPS、AFTN數(shù)據(jù)

對(duì)于異步數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用NPort作為接口設(shè)備。NPort接口設(shè)備為MOXA公司的NPort5610。NPort5610有八個(gè)RJ45的串行接口，可用來(lái)接入QNH、GPS、AFTN數(shù)據(jù)，一個(gè)網(wǎng)口用來(lái)連接網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；NPort5610用于將八個(gè)串口數(shù)據(jù)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。NPort連接頭物理設(shè)備接口定義參考圖2。

自動(dòng)化系統(tǒng)接收QNH數(shù)據(jù)，用來(lái)實(shí)時(shí)更新QNH信息。如圖1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中所示，由自觀設(shè)備來(lái)的QNH異步串行數(shù)據(jù)接入DS-4信號(hào)分配器后分出二路分別輸入NPort A和NPort B設(shè)備。

AirNet系統(tǒng)通過(guò)引接GPS信號(hào)作為系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行同步。來(lái)自GPS時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)備的兩路GPS異步信號(hào)數(shù)據(jù)分別接入NPort A和NPort B設(shè)備。AirNet系統(tǒng)能夠處理東進(jìn)MTS GPS時(shí)鐘數(shù)據(jù)、IRIG-B時(shí)間碼B碼數(shù)據(jù)、Telephonics GPS時(shí)鐘數(shù)據(jù)、Alenia GPS時(shí)鐘數(shù)據(jù)等。具體格式可以通過(guò)DBM進(jìn)行配置。

AFTN接口主要針對(duì)飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)。飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)是系統(tǒng)意圖數(shù)據(jù)主要的來(lái)源之一，系統(tǒng)支持AFTN報(bào)、SITA報(bào)、AIDC報(bào)等。由轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)來(lái)的AFTN異步串行數(shù)據(jù)接入DS-4信號(hào)分配器后分別輸入NPort A和NPORT B設(shè)備。

NPort收到QNH、GPS、AFTN信號(hào)后將其轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)送到自動(dòng)化進(jìn)行處理。

AirNet系統(tǒng)接入設(shè)備所支持的異步數(shù)據(jù)傳輸速率為300bps～19.2Kbps，可選。

2.3網(wǎng)絡(luò)方式

對(duì)于需要采用網(wǎng)絡(luò)信號(hào)輸入時(shí)，使用網(wǎng)絡(luò)接入方式，主要使用組播方式，系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議。使用RJ45接頭的網(wǎng)絡(luò)直通線直接連接網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

組播地址和端口可以通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)的DBM進(jìn)行設(shè)置。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)AirNet空管自動(dòng)化系統(tǒng)作了簡(jiǎn)單介紹，并詳細(xì)介紹了自動(dòng)化系統(tǒng)中雷達(dá)數(shù)據(jù)、報(bào)文數(shù)據(jù)、GPS信號(hào)和QNH氣象數(shù)據(jù)的引接方式。希望對(duì)安裝和維護(hù)AirNet空管自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)人員有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何友，修建娟，張晶煒，等.雷達(dá)數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006：249-252.

[2]余錫存，曹?chē)?guó)華.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2005：10-15.

[3] ANSI/TIA-232-F-1997， Approved：September 30， 1997， Reaffirmed： October 11，2002， TIA STANDARD， “Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-Terminating Equipment Employing Serial Binary Data Interchange”， TIA-232-F， （Revision of TIA/EIA-232-E）[S].