STCA告警在空管安全运行中的应用分析

2019-10-19民航贵州空管分局安志伟

民航管理 2019年9期

□ 民航贵州空管分局安志伟/文

短期飞行冲突告警（STCA）是空管自动化系统对航空器与目标之间的间隔（包括水平间隔和垂直间隔）实时进行探测和计算，当间隔低于或将要低于安全间隔时，系统提供冲突预警和告警信息，以便管制员有充分的时间对航空器进行调配。本文通过在莱斯空管自动化系统SSF平台上进行大量的数据测试，得出了一组合理的告警参数的设置值。

随着我国经济社会的快速发展，民用航空的飞行流量也呈井喷式增长，空中交通日趋拥挤，空中交通管制压力日渐增大。短期飞行冲突告警（STCA）是空管自动化系统中防止航空器间危险接近和相撞的重要手段，其通过告警提醒管制员潜在的危险，为管制员提前采取措施，确保飞行安全发挥了重要的作用。

然而，STCA告警参数设置在规范要求上比较宽泛，如果选值不合理就会产生虚警，使得管制员在形成习惯后，忽略了真正潜在的冲突告警；或者会出现告警时机延后，使得管制员的处置时间偏短等情况。因此，这些参数的合理设置便成为了提升空管安全的有效手段之一。本文结合贵州空管的运行情况，利用莱斯空管自动化系统SSF平台进行了大量的数据测试，最终确定出符合自身运行状况的参数值。

短期冲突告警的实现

（一）告警的原理

短期飞行冲突告警（STCA）主要提供冲突预警和告警信息，提醒管制员潜在的危险并进行及时化解。

为了实现告警的功能，系统在进行告警信息处理之前还需要对大量数据进行前期处理，比如地图的加载、系统设置参数的加载、航迹及丢失目标的处理和航空器飞行态势的预测等。在对冲突探测告警计算完成后，还需要将相应的告警信息发送到各管制席位。告警处理的流程如图1所示。

图1：告警处理的流程

空管自动化系统初始化时，先加载地图数据和系统设置的处理参数，然后再接收多雷达融合处理后送来的融合数据（正北数据、扇区数据和航迹数据等）。接收到数据后，对数据进行解析，一旦解析出是航迹信息，就对该航迹数据进行提取，并计算航迹的预测位置；如果是正北信息，就先从数据库中剔除已丢失的目标，然后再做飞行冲突探测处理，将有冲突的告警信息发送到管制席位上。

（二）告警功能的实现

短期冲突告警的计算方式主要分为当前模式告警计算和推测模式告警计算两类。在我国民航行业标准中，《空中交通管制自动化系统最低安全高度告警及短期飞行冲突告警功能（MH/T 4022-2006）》规定，为防止虚警系统在推测模式下进行探测，应对具有CFL数据的航迹采用CFL高度层保护设计。简单的说，其基本原理就是对具有CFL高度的目标，不再根据升降率来推测未来的高度变化，而是将其作为目标未来将要达到的高度，以此为依据与另外的航空器进行垂直方向上的冲突告警计算。航迹处于上升或下降状态并具有有效的CFL值时，系统使用CFL加上（上升）或减去（下降）高度层容差值，作为航迹推测高度的上限（上升）或下限（下降），进行垂直冲突检测。

（三）分析莱斯空管自动化系统的告警原理

数据测试前，按照是否突破CFL升降率门限范围，对主用的莱斯空管自动化系统的告警原理进行了分析。

1.当航空器的下降率在系统中设定的CFL升降率门限范围内时

当航迹处于上升或下降状态并具有有效的CFL值时，系统使用CFL加上（上升）或减去（下降）高度层容差值，作为航迹推测高度的下限，进行垂直冲突探测。如果未穿过航迹推测高度的下限，系统将不发出PCA告警；当航迹穿过推测高度的下限时，同时满足60 S后达到设置的告警条件时，系统发出PCA告警，如果达到设置的告警条件，系统发出C A告警。如图2所示。

2.当航空器的升降率大于系统中设定的CFL升降率门限时

如果航迹达到CFL高度加升降率保护高度值，且同时满足60 S后达到设置的告警条件时，系统发出PCA告警；如果达到设置的告警条件，系统发出CA告警。如图3所示。

告警参数测试

（一）测试参数

在规定的要求范围内（CFL升降率门限为5～20 m/s；CFL升降率航迹保护高度值为10～150 m），选取了四组数据进行测试，如表1所示。

表1：测试数据

（二）测试脚本

在莱斯空管自动化系统SSF平台上进行了脚本设计，两架航空器CCA001和CCA002分别从本场起飞，在区域内分别上升到10100 m和8900 m高度后保持飞行高度同向飞行，具体参数如表2所示。模拟机长席操作指令让CCA001分别以下降率大于和小于门限值两种方式下降高度，穿越CCA002（保持飞行高度）。观察此时各组参数设置时的告警值，每个告警参数记录10组数据并取平均值，如表2所示。