中國民用航空華北地區(qū)空中交通管理局 葛曉雪

空管自動化系統(tǒng)是管制使用的重要系統(tǒng)，主備同步是實現(xiàn)自動化主備用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)雙向?qū)崟r交互的重要手段。本文通過THALES系統(tǒng)在主備同步過程中產(chǎn)生兩份FDR的案例來對主備同步機制進行研究，通過日志的分析找到系統(tǒng)出現(xiàn)兩份FDR的具體原因，并且提出對此類問題的改進建議和解決方案。

空管自動化系統(tǒng)是現(xiàn)階段空中交通管制指揮的主要手段，隨著民航業(yè)的高速發(fā)展和空中流量不斷激增，自動化系統(tǒng)能夠高效穩(wěn)定地運行，在民航安全保障中具有舉足輕重的作用[1]。目前在北京地區(qū)使用的主用系統(tǒng)為THALES系統(tǒng)，備用系統(tǒng)為28所萊斯系統(tǒng)，民航局要求要加快推進備份自動化系統(tǒng)常態(tài)化使用，增加繁忙時段的使用時間。如果無法完成主備系統(tǒng)間報文的同步更新，當管制從備用系統(tǒng)切回主用時，很多信息都要比對修改，增大了管制員的工作量，所以主備自動化系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的同步是至關(guān)重要的。

空管自動化主備系統(tǒng)之前的雙向?qū)崟r數(shù)據(jù)交互包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息、飛行計劃信息和航跡信息等，以保持兩系統(tǒng)間在飛行態(tài)勢顯示和人機交互信息的統(tǒng)一性。實時數(shù)據(jù)交互能夠?qū)崿F(xiàn)主備自動化系統(tǒng)之間的無縫切換、平穩(wěn)過渡和等效互用。民航局頒發(fā)了空管自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換標準-MH/T4029.3，該標準定義了自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互規(guī)則、報文類型、數(shù)據(jù)格式、傳輸要求等[2]。目前國內(nèi)大部分空管自動化系統(tǒng)已基本實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換標準I類和B類信息的同步，在管制使用主用自動化系統(tǒng)時，接收飛行數(shù)據(jù)報文并處理，同時向備份系統(tǒng)發(fā)送基礎(chǔ)飛行數(shù)據(jù)（I類報）和自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)（B類報），備份系統(tǒng)接收這兩類數(shù)據(jù)報，處理報文后更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與主用系統(tǒng)的同步。反之，在備份系統(tǒng)作為主用時，由備份系統(tǒng)向主用系統(tǒng)同步數(shù)據(jù)[3]。

1 主備同步機制

1.1 數(shù)據(jù)交換標準-MH/T4029.3

中國民航行業(yè)標準MH/T4029.3的全稱為：民用航空空中交通管制自動化系統(tǒng)—第3部分：飛行數(shù)據(jù)交換[4]。用于主備同步的報文主要分為三類：基礎(chǔ)飛行數(shù)據(jù)交換、主備自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換、管制單位間飛行數(shù)據(jù)交換。飛行計劃需進行實時同步，數(shù)據(jù)包括航班動態(tài)、日期時間、起飛落地機場、位置和高度、航路數(shù)據(jù)等。在主備同步中，主系統(tǒng)對外發(fā)送基礎(chǔ)飛行數(shù)據(jù)交換報文，報文類型均以字母“I”開始，包括飛行計劃數(shù)據(jù)報 (IFPL)，飛行計劃刪除數(shù)據(jù)報 (IDEL)，飛行計劃取消數(shù)據(jù)報 (ICNL)；當主系統(tǒng)在運行時，相應(yīng)會產(chǎn)生人機交互信息，此類人工干預會影響最終的飛行動態(tài)。在主備同步中，主用系統(tǒng)對外發(fā)送主備空管自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換報文，報文類型以字母“B”開始，包括席位扇區(qū)分配信息(BSEC)、機場跑道狀態(tài)信息(BRWY)、限制性空域狀態(tài)信息(BRTA)、席位設(shè)置信息(BCWP)、二次代碼分配回收信息(BSSR)；管制單位間飛行數(shù)據(jù)交換中報文類型均以字母“C”開始，例如CFPL、CLAM 等[5]。

1.2 主備同步鏈路

1.2.1 鏈路介紹

THALES自動化系統(tǒng)中IFPL報、BRWY報和BESC報由FDP服務(wù)器處理，BCWP報由各席位節(jié)點中的MMI模塊處理，BRTA報由SNMAP節(jié)點的SNM模塊處理，各分區(qū)之間的信息交互通過CDP服務(wù)器實現(xiàn)，如圖1所示。萊斯系統(tǒng)DCP服務(wù)器負責接收和發(fā)送同步報文，BCWP報文同樣由各席位處理，其他報文由FDP服務(wù)器處理。

圖1 THALES系統(tǒng)主備同步接口Fig.1 THALES system active and standby synchronization interface

主備同步鏈路分為兩條，如圖2所示，第一條鏈路中同步報文從THALES系統(tǒng)FDP服務(wù)器經(jīng)FDP子網(wǎng)交換機連接至主備同步路由器，再通過防火墻引接至萊斯系統(tǒng)DCP服務(wù)器再進入到FDP服務(wù)器。第二條鏈路為THALES席位經(jīng)OPS網(wǎng)交換機，由主備同步路由器和防火墻后引接至萊斯DCP服務(wù)器和萊斯席位。除了BCWP報文通過第二條鏈路傳輸，其他報文均通過第一條鏈路傳輸。

圖2 系統(tǒng)間主備同步鏈路Fig.2 Active-standby synchronization link between systems

1.2.2 鏈路配置

主備同步報文采用組播方式發(fā)送，通過XML格式進行傳輸，在傳輸中約定好發(fā)送和接收地址，使得接收方接口能夠獲取信息，并對有效信息進行提取和組裝，更新相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)主備數(shù)據(jù)統(tǒng)一。THALES系統(tǒng)定義了各類報文發(fā)送的組播地址，如表1所示，包含區(qū)管，終端和大興分區(qū)。

表1 分區(qū)各類報文發(fā)送的組播地址Tab.1 Multicast addresses of all kinds of messages sent by partitions

在THALES系統(tǒng)中登錄beerdbm0lis節(jié)點，進入/opt/ref/sysref/SYS_V9.19.6/Build

_conf/config目錄下對各分區(qū)的組播地址進行配置，區(qū)管分區(qū)的配置文件為beer_SJI.conf文件，具體組播地址配置內(nèi)容如圖3所示；終端分區(qū)的配置文件為betm_SJI.conf文件，具體組播地址配置內(nèi)容如圖4所示；大興分區(qū)的配置文件為dxrt_SJI.conf文件，具體組播地址配置內(nèi)容如圖5所示。

圖3 區(qū)管分區(qū)組播地址配置文件Fig.3 District management partition multicast address configuration file

圖4 終端分區(qū)組播地址配置文件Fig.4 Terminal partition multicast address configuration file

圖5 大興分區(qū)組播地址配置文件Fig. 5 Daxing partition multicast address configuration file

2 事件分析

2.1 事件描述

2021年5月9日07∶25，塔臺放行席管制員在檢查CNM1237飛行計劃時，發(fā)現(xiàn)THALES自動化系統(tǒng)Announced窗口中出現(xiàn)兩份相同的飛行計劃（FDR）。塔臺隨即通報相關(guān)部門，協(xié)助進行檢查和處置；09∶09，CNM1237在正常起飛。

2.2 日志分析

日志內(nèi)容如下，5月7日20∶30（UTC時間，以下所有時間均為UTC時間）THALES系統(tǒng)為備用狀態(tài)，系統(tǒng)收到FPL并生成FDR：

由于航班延誤至5月8日2∶53，系統(tǒng)收到DLA報文：

(DLA-CNM1237-ZBAA0230-ZBYC-DOF/210507)

系統(tǒng)正常處理DLA報，根據(jù)DLA信息變更FDR的EOBT時間，由23∶30變?yōu)?2∶30，變更DOF日期（即EOBD），由5月7日變?yōu)?月8日。

5月8日04∶30管制員在在萊斯系統(tǒng)上協(xié)調(diào)CNM1237，THALES系統(tǒng)（備用狀態(tài)）在接收萊斯系統(tǒng)（主用狀態(tài)）同步信息時，萊斯系統(tǒng)同步信息的EOBD未更新為2021/5/8，仍然為2021/5/7，致使THALES系統(tǒng)在進行FDR一致性檢查時，由于兩個系統(tǒng)內(nèi)的EOBD信息不一致，導致后續(xù)針對該FDR的主備同步失效：

計劃5月7日起飛的CNM1237實際于5月8日04∶40起飛，由于萊斯的主備同步信息未能成功同步CNM1237的狀態(tài)，導致延誤到5月8日的計劃CNM1237一直存在泰雷茲自動化系統(tǒng)中（備用狀態(tài)）。5月8日20∶35泰雷茲系統(tǒng)收到FPL，并生成FDR，此時系統(tǒng)中存有兩個FDR。5月9日（北京時間）切換回泰雷茲自動化系統(tǒng)使用后，管制員在PREACTIVE窗口中發(fā)現(xiàn)兩個CNM1237的FDR。

2.3 事件原因

THALES系統(tǒng)在CNM1237延誤后正常處理DLA報，根據(jù)DLA信息變更FDR的EOBD時間，由原來的2021/5/7變?yōu)?021/5/8。但萊斯自動化系統(tǒng)未根據(jù)DLA報更新跨日航班18編組DOF日期，導致萊斯系統(tǒng)同步信息的EOBD未更新為2021/5/8，致使THALES系統(tǒng)在進行FDR一致性檢查時，兩個系統(tǒng)內(nèi)的EOBD信息不一致，導致后續(xù)針對該FDR的主備同步失效，從而延誤到5月8日的計劃CNM1237一直存在泰雷茲自動化系統(tǒng)中，5月8日THALES系統(tǒng)收到新的CNM1237航班的FPL后生成新的FDR，此時在系統(tǒng)中存在兩份相同的飛行計劃。

經(jīng)技術(shù)人員配合萊斯廠家調(diào)查研究，此次事件由于28所萊斯備份自動化系統(tǒng)中軟件BUG造成不更新DOF日期，導致主備自動化系統(tǒng)信息同步不成功。后技術(shù)人員建立PCR1264，在測試平臺驗證其穩(wěn)定性，后續(xù)在系統(tǒng)停機時更新P5版本，修復此問題。

3 結(jié)語

本文通過對自動化系統(tǒng)主備同步機制的研究和對日志的分析，找出了THALES系統(tǒng)在主備同步過程中產(chǎn)生兩份FDR的原因，避免了此類問題對管制指揮造成影響。主備自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步功能的實現(xiàn)，有效緩解了以往主備切換中關(guān)鍵數(shù)據(jù)不同步的情況，系統(tǒng)間差異也越來越小，使切換操作可以實現(xiàn)無縫銜接，突破了備份系統(tǒng)常態(tài)化運行的障礙，萊斯自動化系統(tǒng)也可以發(fā)揮更大的作用和價值。