空管自动化系统分析与设计探讨.doc

1、1空管自动化系统分析与设计探讨【摘 要】在空中流量快速上升的背景下，空中交通管制工作也开始面临繁重的任务，对交通流量的控制与飞行安全的保障都提出较多要求。尽管目前空管自动化采用了主备用系统，而且各自保障双机处理信息，已经对管制工作作了充分的保障，但是如果雷达源信号处理服务器、雷达链路传输等造成雷达信号实时缺失，系统面临降级使用，不再提供雷达航迹，新起飞航班没有直观的航迹。此时的应急状态，对管制员造成的压力不言而喻。 【关键词】空管自动化；系统分析 随着我国民航业近几年的不断发展，空中交通运输越来越活跃，我国民航飞行流量不断增多，空管设施也不断发展，空管自动化系统作为管制中心对空交通指挥的核心系

2、统，能够对飞机进行雷达监测以及雷达数据的处理，并且为管制中心提供飞机的飞行态势状况报告，便于对飞机的异常情况预警。我国的民航交通管制从程序管制过渡到雷达管制工作，使得空管中心原有的雷达信号显示和处理终端，转变成目前需要对飞行大数据进行处理的数据中心，这就不断增加了空管应急自动化系统的复杂性，空管应急自动化系统一旦出现部分功能失效或者运行速度变慢等故障，都会给正常的空域交通指挥带来巨大的影响。 一、管制自动化应急系统现状分析 中国民航空管局从 2002 年开始为全国区域和分局/站管制中心配备2空管自动化应急系统，作为本地应急设施，即在每个管制现场除了配置一套主系统值班外，再安装一套应急系统，通过

3、 KVM/S 共享器与主系统共用管制席显示器、键盘、鼠标和进程单打印机，在主用系统故障时可以“一键切换”到应急系统，由应急系统承担值班任务，待主用系统恢复正常后，再“一键切换”回到主用系统，由主用系统继续承担值班任务。目前管制自动化应急系统的运行方式任然存在一定的安全风险和不足之处，这种运行方式未能实现满足空管安全连续运行的“一键切换”能力。究其主要原因，出于安全因素的考虑，主/备系统由不同供应商提供，其系统设计、数据处理方式不同2，在管制运行时主备系统独立运行，且管制自动化应急系统无人职守，因此主备系统的飞行态势显示存在差异。当这种差异达到一定程度时，系统切换的缝隙会影响管制安全。为消除这一

4、安全隐患、完成空管自动化应急系统到备份系统的升级、实现空管自动化主/备系统间的“快速切换” ，空管自动化主备系统的数据同步是必需解决的关键技术问题。 二、空管应急自动化系统运行环境特点 空管应急信息自动化系统需要兼容处理雷达航迹和航迹，空管应急自动化系统的运行环境特点和技术需求，就和空管信息自动化系统所处理的内容完全不同。笔者认为，空管应急自动化系统就是为了补充现有空管信息自动化系统发生故障而设计的系统，所以在设计的时候，考虑的运行环境特点和技术需求，就和空管信息自动化系统不同。目前，我国的很多民航机场都部署“切换式”应急系统。机房内，空管应急自动化系统与空管信息自动化系统同时运行，并能够共享

5、信息资源以及管制3席位设备等。在管制中心需要的时候或者空管信息自动化系统发生系统故障的时候，就可以充分利用原有系统设备，但基本功能还可以采取应急体系。同时，空管应急自动化系统还能对空域交通管理起到正常的管制作用，不仅可以给管制中心提供雷达信号以及飞行数据的监测预警功能，还需要使管制中心能够在此基础上，进行更好的空中交通管制调配工作。在平时，还能够满足管制中心的日常培训需求，并且满足管制工作人员正常时的安全值班和管制需要时的模拟训练。所以根据我国空管应急自动化系统的实际情况，综合考虑各种可能突发情况的运行环境特点和技术需求设计空管应急自动化系统。 三、空管自动化系统的具体思路 3.1 飞行计划航

6、路模块设计要点 系统设计中首先保证飞行计划航路模块同步到原来的系统之中，握手模块来判断切换条件。处理模块进行航路数据计算更新。充分利用飞行计划实时数据、静态数据库的数据着手。每一航空器的飞行计划之中，起飞机场、目的机场，时间、机型、航路、报告点、高度、速度、飞行程序等一系列数据，建立相应的静态数据库，处理模块利用此信息，推演出计划航迹模型，随时根据报告点的实时数据，进行更新。 3.2 计划航迹的处理 空管自动化系统降级设计中，计划航迹模块可作为核心模块之一，其能够形成航迹数据，并做出相关的告警处理工作。设计过程中，要求其根据起飞报、落地报或用户界面确认起飞、落地、高度变化、飞行进程等相关数据进

7、行预处理，在此基础上完成计划航迹的创建与更新，并4使计划航迹以平滑、连续的形态呈现出来。具体设计中，计划航迹标牌要素，主要以高度为基准。计划航迹首先根据飞行计划和静态数据库的基础数据，形成粗略的航迹模型，其次根据管制员的指挥信令，综合报告点、时刻、进程等动态数据，以加权计算形式引入到模块中，并不断根据指令，更新计划航迹。另外，在管制席位指挥界面，设置进程窗口等，多要素标注航迹当前状态。此模块的引用，可提高计划航迹的准确性。 3.3 告警机制 自动化系统设计中，除了满足航迹显示的直观性能，数据处理工作的基础上，还应在相关的预警处理机制有所完善。系统应急状态具体设计时，主要从两方面进行了考虑。第一

8、，短期冲突告警方面。航空器之间必须保持一定间隔。由于计划航迹主要利用高度值形成标牌，其告警设计中，同样采用的是高度值作为参数，参考航线位置进行告警。此时系统对水平间距进行预测，并在一定预测参数范围内发出预警信息。预警信息参数等标准，可考虑采用离线编辑参数的方式，设置在静态数据库中。第二，最低安全高度方面。一般由于地物方面的影响，一定区域具有特定的参考范围，该告警可以参考原系统中告警原则。但进行的仍然是预警。 四、结语 随着空管运行保障对空管部门装备的现代通信、导航、监视设施和空管应急自动化系统的依赖程度越来越深，管制指挥对空管自动化系统的依赖将越来越高，将大大提高管制员的管制能力，增加空域系统的容5量，但是需要看到的是我国空管应急系统设施设备，在目前的设计中，主要考虑抵御系统内风险，极少在设计中考虑防御系统外风险，一旦发生外部的突发事件，就会直接影响系统的运行。 参考文献： 1 田庄.民航空管自动化应急系统的设计与实现方案设计与雷达数据处理子系统D.广州：中山大学，2009. 2 王咏磊.空管应急自动化系统的分析与设计D.成都：四川大学，2005