INDRA自动化系统出现挂错标牌的典型案例分析

孙琰玥 王小为

摘要：在空管自动化系统中，实现系统航迹与飞行计划的相关，是空管自动化系统的核心功能之一。本文通过对一次成都英德拉自动化系统两架航班标牌相关错误的案例分析，详细阐述了自动化系统的相关处理机制，分析了航班标牌异常的原因，并提出了INDRA系统相关功能的优化方法，以减少管制运行风险。

关键词：系统航迹；飞行计划；标牌；相关

引言

空管自动化系统作为民航空管部门对空指挥的核心系统，通过处理监视数据和飞行数据等信息，为管制员提供飞行势态显示和告警处理等功能。监视数据处理主要包含对目标进行监视、跟踪、融合，提供航空器的空中位置，包括速度、高度和航向等信息，为飞行数据处理系统提供与航迹相关所需的航迹信息。飞行数据处理实现民航电报、飞行计划的处理、应答机代码的管理、飞行航迹的计算、实现航迹与计划的关联、管制的移交和协调、扇区的管理等功能。

空管自动化系统接收、处理监视数据和飞行数据这两方面的信息并将其进行综合，为管制员提供航班空中交通实时动态。这两类信息综合的关键是准确实现两者的相关，即实现飞行计划与目标航迹的一一对应，给管制员提供正确的空中态势显示。

2018年6月6日晚上8时许，正值成都管制区域航班流量晚高峰时段，成都主用英德拉自动化系统（以下简称INDRA系统）上出现航班CES9698的标牌错挂为CES5822的现象，立即引起了成都技术保障部门的高度重视，技术人员立即通过系统回放、航班日志查询等方法，初步判断引起标牌挂错的原因为航迹相关错误所致。本文从飞行计划历史信息入手，找出两航班相关错误的原因，结合成都INDRA系统航迹相关原理，详细分析了两航班相关异常的具体原理，并对INDRA系统SNET相关功能的问题提出了改进和建议。

1 飞行计划解析

为了分析两架航班航迹相关错误的原因，首先查看它们的飞行计划历史信息，摘取其中的主要信息显示如下表：

解读两航班的报文信息分析如下：

航班CES5822于08：12：23收到FPL報文，起飞机场ZBDS，落地机场为ZPPP；11：11：17收到的DEP报文中含有二次代码信息SSR=A4152，此二次代码的状态属于PRELIMINARY；在11：39：14时计划状态变更为NOTIFY，此时检查它收到的DEP报中的二次代码A4152在成都INDRA系统中可用，ASSR=A4152；12：02：31，航迹和计划通过ASSR相关；12：11：19建立系统航迹，由SDD32席位手动去相关。12：12：13由SDD12席位通过S模式手动相关；12：12：31，手动修改二次代码ASSR=A4066。

航班CES9698于07：01：54收到FPL报文，起飞机场ZSYT，落地机场为ZUUU；10：22：28收到的DEP报文中含有二次代码信息SSR=A4152，此二次代码的状态为PRELIMINARY；11：52：41时计划状态变更为NOTIFY，此时检查它收到的DEP报中的二次代码A4152由于已经被CES5822占用，重新分配ASSR=A2000；12：08：37收到EST报文中二次代码信息为A4152，系统检查该二次代码不可用，PSSR=A4152；12：11：37席位手动协调，修改ASSR=A2000；12：11：59创建系统航迹；12：12：11航迹和计划通过S模式相关；12：13：02手动修改二次代码ASSR=A4152。

而通过回放INDRA系统的屏幕录像发现：真实航迹CES9698在12：02：34错误地挂上了CES5822的标牌，12：11：22手动去相关后，于12：12：14重新相关上了正确的标牌CES9698。CES5822的真实航迹于12：12：18标牌相关正常。图1为回放截取的两航班相关错误和相关正常的图片。

如图1（a）所示，CES9698的航迹错误地挂上了CES5822的标牌（图中已标注）。而在距CES5822错误相关标牌东北方向51.6公里处（图中橙色连线所示），存在另一个未相关的真实的CES5822（黑色）的S模式航迹。图1（b）两航班均正常相关。

根据INDRA系统中两架航班挂错标牌的现象，并结合它们的飞行计划历史信息分析得知，由于两个航迹都收到了相同的二次代码，且两个航迹的距离相近（经测量相距30公里左右），CES9698的航迹错误地与CES5822的计划进行了相关，导致了CES9698错挂成CES5822的标牌。

2.INDRA系统航迹相关原理

成都INDRA系统中的安全网及告警服务器SNET接收实时的经监视数据处理服务器SDP融合处理后的系统航迹数据，计算、建立飞行计划数据与系统航迹数据之间的相关关系，一旦系统航迹与飞行计划相关联，实现对应关系后，在管制席屏幕上，该飞行计划信息就会显示在对应系统航迹上，给管制员提供一个精确的飞行交通情况。

只有当航班进入管制区内，计划航迹才可能与该航班的航迹相关。对已经进入相关区的系统航迹，查找与之相关条件符合的飞行计划。为了确保雷达航迹和飞行计划相关的正确率，INDRA系统对自动相关进行了严格的条件检查，只有同时满足以下四个条件时才允许系统航迹与飞行计划自动相关。

（1）系统航迹没有重码

如果系统航迹正处于重码告警DUPE状态，即同时存在有两个相同SSR代码或ADS-B/ADS-C呼号相同的系统航迹，即使这两个系统航迹之间的距离较近（离线定义参数），系统不会对这两个系统航迹进行自动相关计算。

（2）有对应的飞行计划且飞行计划状态满足相关条件

无论进港航班还是出港航班，在INDRA系统中只有处于NOTIFY或ACTIVE状态的飞行计划才允许与系统航迹自动相关。

（3）航迹的标识和飞行计划必须一致

若是二次雷达航迹，则雷达航迹的二次代码（SSR）与飞行计划分配的二次代码（SSR）必须一致；或S模式中航迹24位地址码与计划中24位地址码必须一致（目前系统暂未采用此功能）；若是ADS-B/C航迹，则其航班号与飞行计划的航班号必须一致，系统航迹与飞行计划才能进行相关。

（4）航迹与计划轨迹的位置相近

目前，成都INDRA系统离线定义，系统航迹与飞行计划的计算轨迹距离设定在50nm以内，才能进行相关。

3 相关错误原因分析

在本次案例中，CES9698和CES5822同属经过相邻管制情报区进入成都区域的进港航班，且距离较近，起飞报中分配了相同的二次代码A4152，航迹和计划在相关时同时满足：

（a）有对应的飞行计划，且飞行计划处于NOTIFY状态，满足相关条件；

（b）航迹的二次代码和飞行计划一致，满足相关条件；

（c）两个航迹与计划轨迹的位置相近，且两航迹的位置距离小于离线设定，满足相关条件。

满足以上3个相关条件，导致二次代码相同的两航班在进入相关区的系统航迹在距离相近、时间相近的情况下产生了相关错误，导致CES9698的航班错误地挂上了CES5822的标牌。但是，比对INDRA系统航迹与飞行计划自动相关的四个必要条件发现，并不满足系统航迹没有重码才能自动相关这一必要条件。INDRA自动相关要求：如果系统航迹正处于重码告警状态，即使同时存在有两个相同SSR代码或呼号相同的系统航迹，系统不会对这两个系统航迹进行自动相关。理论上，存在重码告警的系统航迹不应进行自动相关，不会导致相关错误的现象发生。

CES9698標牌相关错误以后，CES5822的航迹及标牌上出现了以下告警，如图2所示：

（1）黄色“RO”。黄色“RO”为系统航迹偏离计划航迹产生的航迹偏离告警，说明INDRA系统已经检测到CES5822的实际航迹与计划航迹偏差较大（航迹相关错误所致）；

（2）黄色“CS”。黄色“CS”告警这是由于自动化系统接入S模式雷达后，可以根据航班号或者二次代码的任意一个条件进行相关，因此可能出现根据呼号相关的标牌二次代码不一致的情况，或者根据二次代码相关的标牌呼号不一致的情况。当呼号不一致时，航迹标牌顶端出现黄色“CS”字符提示，此告警可以提醒管制员，主动检查航班呼号是否一致。

（3）航迹符号变为黄色。CES9698（错挂为CES5822）的航迹符号显示为黄色，这是因为INDRA系统中若存在相同的二次代码或者呼号，将产生DUPE告警，航迹符号采用黄色标识以提醒管制员注意。

由此可见，INDRA系统虽然将CES9698的标牌自动相关错误，但系统产生的几项告警提示能够较为有效的提醒管制员检查航班动态信息的正确性。

4 改进及建议

此次成都INDRA系统出现相距较近、分配的二次代码相同的两进港航班，航迹与计划相关错误导致挂错标牌的现象虽然是偶发情况，但也暴露出系统在自动相关时的一些问题，若某地区持续采用较短时间内二次代码重用的机制，就会不断出现几个相同二次代码的航班先后进入成都区域导致自动化系统大面积挂错标牌的情况，这必然带来较大的安全风险。INDRA系统可以考虑从以下几个方面改进安全网及告警服务器SNET的相关功能：

（1）系统航迹存在重码时不自动相关。如果系统航迹正处于重码告警DUPE状态，即同时存在有两个二次代码或呼号相同的系统航迹，即使这两个系统航迹之间的距离较近（离线定义参数），系统不会对这两个系统航迹进行自动相关计算。虽然之前这就是INDRA系统设定的自动相关的必要条件之一，但从此次异常事件来看，此条件并未生效，需要改进。

（2）航偏距超过指定的范围时不自动相关。航班飞行时偏离航路的距离如果超过系统参数指定的允许航偏距（离线定义参数），也不允许飞行计划与航迹自动相关。

针对目前成都INDRA自动化系统SNET相关功能存在的问题，通过本文的分析和研究，对系统航迹和飞行计划自动相关提出更高要求的约束条件，建议INDRA系统修改自动相关的有关程序，提高空管自动化系统自动相关的正确性和准确率，这将有助于为管制员提供更加安全、优质的空中交通管制服务，提高民航系统的整体保障能力，提高空管效率和整体服务水平。维护人员针对出现的各种问题及早关注、尽早解决，不断汲取经验，推动空管自动化系统更好的应用和发展。

参考文献：

[1] European Secondary Surveillance Radar（SSR）Code Management Plan，ICAO EUR DOC 023，First Edition 2010.

[2] 李小鹏.INDRA空管自动化系统技术操作手册[Z].民航西南空管局.2013.