Aerotrac空管自动化系统RDP进程假死问题的诊断与分析

姜鹏

摘 要：自动化系统作为空管雷达设备中的核心系统，是管制员实施雷达管制所依赖的“千里眼”。目前国内多家空管单位所使用的Aerotrac空管自动化系统由美国Telephonics生产，配备多台冗余服务器以及多条冗余网络，具有处理能力强、安全系数高、运行稳定等优点。其雷达处理服务器（以下简称RDP）负责处理各路引接的雷达信号，通过滤波、加权融合，输出平滑稳定的高精度雷达航迹，因此RDP运行稳定与否，从某种程度上决定了雷达管制能否顺利有效的实施。文章，作者通过对RDP运行模式以及网络数据包的分析，作者所在单位（以下称某单位）RDP进程假死故障的诊断和分析，透析Aerotrac自动化系统RDP运作模式。

关键词：空管自动化系统；RDP进程；假死

1 RDP网络架构及工作原理

目前笔者所在单位Aerotrac自动化共配有3台RDP以及3条互为冗余的网络，每台RDP连接其中的两条网络，同时只有一台RDP处于主用状态（Online），其他RDP处于备用状态（Backup），主用RDP负责在其连接的两个网上对外广播处理后的融合航迹，备用RDP负责将主用RDP广播的融合航迹转发到第三个网上。

其中RDP01-03拥有依次递减的上线优先级，即RDP01的优先级最高，RDP02优先级次之，RDP03优先级最低；3台RDP之间通过传递心跳信息实现通信，RDP对外广播的心跳信息是其他RDP判明其工作状态的唯一依据。通过对RDP广播的网络包进行分析，RDP心跳数据的16进制标准格式如下：

00 03 13 00 42 00 00 00 00 53 00 00

字节1-2：本条指令的长度/4

字节3：本条指令的功能号（13代表该条指令为RDP心跳信息）

字节5：代表RDP工作的状态，4F/42/58分别代表online/backup/loading

字节10：代表RDP的编号以及该台RDP所接网络的情况；其中bit0-3为RDP编号，bit4-6为各台RDP所接网络情况，接为1，不接为0，因此RDP01为31，RDP02为62，RDP03為53

2 RDP进程假死的故障诊断

2.1 故障现象

2016年11月27日19：09-19：10某单位Telephonics主用自动化系统故障，DP上目标中断约9秒钟；事发前各台RDP工作状态为：BOB，即RDP02为主用服务器，RDP01和03为备用服务器。故障前后经过如下：

19：09：01 RDP状态显示消失，并提示：PlayBack Halted，DP上大部分目标丢失

19：09：10 RDP状态：O*B，提示RDP02掉线，RDP01变为主用，目标逐步恢复

19：10：03 RDP状态：OOB，RDP02重新上线变为主用，目标正常

19：10：10 RDP状态：O*B，RDP02又提示掉线，目标正常

19：10：43 值班人员手动启动RDP02进程，RDP状态恢复为OBB*B

2.2 故障诊断及分析

事后笔者分析了故障前后19：08：50-19：10：04期间Aerotrac系统A、B网上的网络数据包。

阶段一：即故障发生前，RDP02为主用，RDP01、RDP03为备用，RDP02广播主用心跳及航迹数据，RDP01、03广播备用心跳，RDP状态：OBB，正常情况下网络数据包在100-200之间。

阶段二： RDP02故障下线，RDP02停止广播心跳以及航迹数据，RDP01、03继续广播备用心跳，此时系统内没有处于主用状态的RDP，RDP状态：B*B，网络数据包骤减。

阶段三： 由于RDP01上线优先级最高，当RDP01检测不到RDP02主用心跳后，RDP01上线，广播主用心跳及航迹数据，RDP03广播备用心跳，RDP状态：O*B，网络数据包数量恢复正常。

阶段四： RDP02再次上线，重新广播主用心跳及航迹数据，此时RDP01继续广播主用心跳及航迹数据，RDP03广播备用心跳，RDP状态OOB，两台RDP同时在线，网络数据包数量翻倍。

阶段五：由于RDP01的上线优先级高于RDP02，因此RDP01将RDP02 kill掉，RDP02离线，RDP01继续广播主用心跳及航迹数据，RDP03广播备用心跳，RDP状态：O*B。

基于上述分析，我们可以得出，故障之前RDP02为主用状态，因RDP02异常导致未能向外广播航迹以及心跳信息，根据优先级情况，RDP01尝试上线作为主用，此时RDP02进程并未真正退出，但由于RDP01优先级较高，RDP01发现RDP02状态仍为Online时将RDP02杀掉，此后RDP02进程处于离线状态。从RDP02非正常切换至RDP01期间，目标出现丢失。

可能原因一：RDP02或因接收到错误的雷达数据等未知原因导致进程卡死，停止对外广播心跳信息及雷达航迹信息。在11.27日19：09：00与19：09：01这两秒中网络中出现了大量异常网络数据，且均由RDP02发出，很有可能是RDP02工作异常产生。

可能原因二：RDP02或因网络连接出现异常，导致心跳信息及航迹数据无法正常广播到网络中。

3 监测程序的设计

由于Aerotrac自动化系统故障日志管理方面的薄弱，系统在出现RDP假死时未能保留足够的日志供技术人员参考，基于这种情况，为了排查上述两种可能导致RDP假死的原因，笔者利用Shell脚本编写了监测脚本，为了减少监测脚本对RDP运行的影响，笔者将该脚本运行在飞行计划处理服务器（FDP）上，通过UNIX系统rsh远程访问指令，实现对RDP状态的监测，脚本主要功能如下：

（1）定时监测RDP01、RDP02的网络连接情况。

（2）定时监测RDP01、RDP02 mrt、u_rcvr等进程CPU以及内存占用情况。

4 结束语

笔者针对目前珠海进近Aerotrac自动化系统RDP假死的情况进行了诊断和分析，得出了可能造成RDP假死的两种原因，有针对性的编写了Shell脚本实现对RDP进程以及网络连接情况的监测，以弥补Aerotrac系统自身日志管理方面的不足。限于笔者知识经验所限，本文介绍的内容未免有错漏之处，恳请同行批评指正。

参考文献

[1]张明伟，靳学梅，白红利.下一代管制自动化系统研究与设想[J].航空计算技术，2015（04）.

[2]谢玉兰.大区域空管自动化系统发展探索[J].空中交通管理，2011（01）.

[3]吕跃玲.航管主备自动化系统电子移交功能切换的实现[J].电子技术与软件工程，2016（19）.