空管应急自动化系统分析与设计探讨

摘要：空管应急自动化系统能够辅助空管人员对整个空域中的飞行活动进行监视、预测、告警，同时也能够有效地协助空管人员对空域进行更有序的管理，空管自动化系统对目前管制中心的管理工作越来越重要，因此，一旦空管应急自动化系统出现故障，会影响整个空域的飞行工作。文章对空管应急自动化系统分析和设计进行了探讨。

关键词：空管应急自动化系统；运行环境；软硬件设计；空管人员；管制中心 文献标识码：A

中图分类号：V355 文章编号：1009-2374（2016）10-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.007

1 概述

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，因此，设计出一套行之有效的空管应急自动化系统，能够对现有的系统进行有机互补，同时也能够大大提高空中交通管制的效率。

2 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，并能够共享信息资源以及管制席位设备等。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。

3 空管应急自动化系统的配置需求

根据空管应急自动化系统运行环境特点，设计出一套行之有效的空管应急自动化系统，能够对现有的系统进行有机互补，笔者认为还需要对空管应急自动化系统进行配置要求。

笔者综合分析目前国内各种空管应急自动化系统，提出在满足现有的空管管理的基础上，总体需求定位为满足现有物联网大数据系统接入，并且使用单机和单网分布式处理结构，使空管应急自动化系统同时具备单雷达和多雷达的处理能力，能够同时进行多数据处理以及雷达信号融合显示的能力，空管应急自动化系统还需要加强对飞行数据的处理能力，使空管应急自动化系统能够更好地实现对飞行计划的管理以及飞行计划和雷达航迹的相关工作。在此基础上，笔者认为，空管应急自动化系统还应该增加相应的预警功能，同时保持席位基本功能、界面和现有空管信息化系统的一致性，以便于管制工作人员更好地操作，应急系统还应具有相对的独立性和完整性。

4 空管应急自动化系统硬件设计分析

4.1 前端处理装置

本设计中前端处理装置可采用高性能工控机，能够对雷达信号进行处理，高性能工控机可将链路通信协议进行通信规程转换，实现不仅将雷达信号数据进行前端处理，且将数据进行信号格式的转换的功能，在设计中，需要充分考虑用户设置需要，使得雷达的通信协议、数据速率、数据格式和适配参数可供用户设置。

4.2 多雷达数据处理装置

本设计中多雷达数据处理装置，可采用IBM RS6000服务器，然后利用系统LAN与FRDP转换单元等组网。接收前端处理装置的标准内部格式的单雷达航迹，IBM RS6000服务器就提供多雷达数据进行融合跟踪处理以及ADS数据的融合处理和航迹数据显示的功能。

4.3 飞行数据处理装置

本设计中飞行数据处理装置，本设计中依然采用IBM RS6000服务器，和多雷达数据处理装置处理的组网相同，飞行数据处理装置可以通过接收和发送民航AFTN航空动态电报和AFDC电报，并且进行译码和编码，然后对飞行数据进行分析。

4.4 雷达管制席位设计

本设计中雷达管制席位，依然采用IBM RS6000服务器，笔者认为显示器可以使用49寸显示器。IBM RS6000服务器能够对雷达的航迹数据和飞行数据进行显示，同时能够接收管制工作人员的输入命令，辅助管制工作人员更好地进行管制工作。

4.5 监控装置的设计

本设计中监控装置可通过LAN能够获取空域中的各类运行数据，同时能够在各个数据传输节点进行监视，且具有告警信息自动存储、检索、打印和软拷贝功能。

4.6 网络子系统设计

本设计中采用单网结构，选用以太网交换机，在主网络中，可以采用超5类的双绞线连接，同时在主网络和塔台等远端席位的连接中，采用以太网光收发器进行网络总线的中继。

4.7 GPS时钟信号装置

本设计GPS时钟信号装置，能够通过LAN向系统各服务器广播精确的定时信息，并通过串口将定时信息分发到各席位子钟显示。

5 系统软件设计

本设计的系统设计集合本设计的系统硬件平台，本系统的操作系统对接现有的空管信息自动化系统，拟采用IBM的AIX操作系统，数据库选用Oracle9i数据库管理系统。在软件设计中，本设计采用面向对象技术和模块化设计，由通信协议转换软件、雷达前端处理软件FRADP、单个雷达数据处理软件RADP、多雷达数据处理软件MRADP、飞行数据处理软件的FDP、飞行电报收发信机和处理软件FDPTEL、编辑飞行整个系统软件计划管理软件FDO和报警数据编辑软件模块组成。软件设计采用模块化设计方法，并且根据所需要的速度同步通信和先进的数据链路协议，用于输出，该系统的通信速度可根据不同的需要进行设置，以完成该系统的数据交换和处理。

6 空管应急自动化系统的应用分析

本设计中，空管应急自动化系统能够在实际使用过程中进行多种功能切换的应用，本设计以航线转换进行分析。空管应急自动化系统在航线转换处理的情况处理时，首先，空管应急自动化系统，能够根据飞机的飞行计划，在地图为飞机标注航路点序号，使得飞机的航路点序号，能够和飞机的相关信息和坐标数据进行对应，所述航路点序号信息，可以备注飞机的相对应的报告点和扇区点以及飞机的出入管制区域交接点等，能够将飞机的飞行中的各种数据进行整合分析；其次，在飞机进行航线转换的时候，航线转换点序列中的转换点相对于某个导台的距离和方向点，能够非常便捷地在空管应急自动化系统上实现，同时空管应急自动化系统获取飞机所在空域的数据以及所要进入机场的进出点位置数据，然后尽可能生成相应的航线转换点序列，同时获得坐标数据，这样就可在系统中实现航路的转换。借助空管应急自动化系统，飞机的飞行计划主要可以与备用航线进行转换，当遇到紧急情况，就可以自动提示管理者进行规范，然后再执行操作，便于进行航线点的转换。

7 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。因此，依然需要我们根据不同应急情况，从运行环境出发，分析其技术需求设计出新的适应性更广的空管应急自动化系统，满足空中交通运输对空管运行保障的需求。

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作者简介：高頔（1989-），女，陕西渭南人，中国民用航空西北地区空中交通管理局助理工程师，研究方向：空管自动化设备维护。

（责任编辑：秦逊玉）