莱斯自动化系统备份同步模式下航迹不正常相关的案例

周君

（民航中南空管局空管设备应用技术开放实验室 广东省广州市 510405）

1 莱斯自动化系统飞行计划相关机制

自动化系统的飞行计划相关是指将航班的飞行计划信息与融合航迹信息按照一定的配对规则进行比对，当飞行计划与航迹满足一对一配对时，即完成计划与航迹的相关，此时，在管制界面上的融合航迹将挂上带有航班信息的标牌。

在莱斯自动化系统中，MSDP（监视数据处理服务器）负责生成融合航迹并完成航迹与飞行计划的相关处理；FDP（飞行计划处理服务器）负责飞行计划的生成及航班4D飞行轨迹的更新。当处于非备份同步模式下时，FDP定期将飞行计划信息通过运行子网发送至MSDP，飞行计划信息与融合航迹在MSDP中进行关联，从而完成航迹与飞行计划的相关处理。在备份同步模式下，莱斯自动化系统同时会收到来自Eurocat自动化系统的DOD同步数据，DOD数据通过运行子网送入MSDP，此时MSDP会将DOD数据、飞行计划数据及融合航迹数据进行关联处理[1]。下面我们将对两种运行模式下的关联机制进行详细讨论。

1.1 非备份同步模式下的关联机制

在非备份同步模式下，MSDP会对飞行计划中的航班进行提取，主要包括：航班二次代码SSR、航班号、24位地址码、航路模型、飞行4D轨迹，并将以上信息与融合航迹参数进行比对，比对内容主要包括以下方面：

（1）SSR代码、24位地址码、CallSign信息的一致性比对，只要其中一个条件满足即可；

（2）航迹位置与航路模型比对，航迹位置是否位于航路50KM范围内；

（3）根据航迹当前位置和巡航速度，推算出航迹将要到达最近的计划航路报告点的时刻，与飞行计划中的预测时刻比较，时间窗在7200秒范围内；

（4）航迹的飞行方向与本段计划航路的指向角度差在50°范围内；

（5）飞行计划处于协调状态或管制状态；

当航迹与飞行计划满足上述条件且唯一对应时，即可实现相关。

1.2 备份同步模式下的相关机制

Eurocat自动化系统在完成航迹与飞行计划的相关后，会将相关结果向外输出，该数据称为DOD数据。莱斯自动化系统在备份同步模式下，为了保持与主用自动化系统运行状态的一致性，莱斯自动化系统会将DOD数据加入到相关处理的过程中。具体的处理过程为：

（1）系统收到DOD数据后，首先对DOD数据进行解码，提取DOD中的航迹信息并通过位置、高度、航向角等信息与系统航迹进行关联；

（2）对于无DOD关联的系统航迹，采用1.1节所述的相关机制进行相关；

图1：莱斯自动化系统备份模式下航迹不正常相关

（3）对于完成DOD关联的系统航迹，若此时航迹未相关，则根据DOD的相关结果为主，寻找相应的飞行计划与之相关；若此时航迹已相关，则将原相关的飞行计划接相关，再根据DOD的相关结果寻找相应的飞行计划与之相关；

（4）对于完成DOD关联的系统航迹，若找不到与之对应的飞行计划与之相关，则使用简标牌相关，简标牌仅含有DOD数据中的航班呼号及飞行高度信息。

2 相关案例分析

2.1 案例描述

本文以2019年12月17日出现的一次案例进行分析。航班CES9791执行南京飞三亚任务，SSR 7751，UTC 03:39:10 由PLT点进入广州区调；航班CHH7046执行南昌飞海口任务，SSR 2741，UTC 03:39:04 由PLT点进入广州区调。在莱斯自动化系统管制界面上，两航班在进入广州区调时均正常相关，UTC 03:52:15，航班CES9791异常自动解相关，航迹错误地相关至航班号为CHH7046的简标牌上，而真实的CHH7046航班则位于CES9791航班的右下方，如图1所示。

2.2 系统日志数分析

莱斯自动化系统中，MSDP的TPP_log文件中记录了航迹相关处理过程的日志，日志内容如图2所示。由图2可知，UTC 03:52:15之前，系统日志提示航迹完成DOD数据配对，根据配对结果，航迹tracknum 763(SSR 7751)与航班号CES9791的飞行计划进行关联，此时航迹相关正常。但在UTC 03:52:15之后，日志显示，航迹完成DOD配对后，相关的飞行计划变为CHH7046。由此，我们可以得出以下的初步判断：

表1：T0-T3时刻CES9791 DOD解码报告

表2：T0-T3时刻CHH7046 DOD解码报告

（1）航迹出现不正常相关的时刻为UTC 03:52:15；

（2）航迹与DOD数据配对完成后，航迹出现不正常相关。

2.3 DOD原始数据解码

为了进一步调查事件原因，我们需要对上述时刻Eurocat自动化系统发往莱斯系统的DOD数据进行分析。根据DOD数据解析文档的描述，DOD数据中包含3种消息类型，分别是：TRAI (Track Activation Information)（航迹激活消息），TDUP (Track Data Update)（航迹更新消息），TERM (Track Terminate)（航迹终止消息）。其中，TRAI包含了航迹的所有相关信息，在航迹相关之后发送；其次，TDUP在TRAI之后发送，每2分钟左右发送一次，用于更新航迹的数据信息；TERM在航迹终止时发送[2]。每种类型的消息具有固定的编码格式，具体编码内容如图3所示。

表3：CES9791航班飞行数据

表4：CHH7046航班飞行数据

表5：CHH7046的DOD数据与航迹CES9791飞行数据比对列表

图2：莱斯系统相关处理日志

图3：DOD消息编码格式

根据DOD数据格式解析文档的描述，我们对UTC 03:48至03:54时间段，Eurocat自动化系统输出的DOD数据进行解码，航班CES9791及CHH7046的解码结果如表1、2所示。其中表1为航班CES9791的DOD解码报告，表2为航班CHH7046的DOD解码报告，输出时刻T0-T3分别为：T0 03:48:09、T1 03:50:08、T2 03:52:03、T3 03:53:58，DOD原始数据均以十六进制表示。

由表1、2可知，在该时间段，CES9791的DOD报告均为TDUP报告且该TDUP报告均未含有航班的SSR、CFL高度等信息。

2.4 不正常原因分析

为了检查DOD数据的准确性，我们通过欧洲猫自动化录像回放的方式，提取上述航班在T0-T3时刻的飞行数据，具体信息如表3、4所示。

其中表3为CES9791的飞行参数信息，表4为CHH7046的飞行参数信息。由表3、4数据可知，DOD报告中的数据与航迹真实数据一致，DOD数据在本次事件中未出现异常情况。

在此次案例中，航班CHH7046的DOD数据与CES9791航迹进行了相关，因此，我们需要将航班CHH7046的DOD数据与航迹CES9791的飞行数据进行对比，对比结果如表5所示。

由表5可知，在03:52:03时刻，CHH7046的DOD位置信息与CES9791航迹位置差为3.3KM，高度差为609米，航向角差为12.5°，以上比对值并不满足DOD与航迹相关的条件。由此我们可以确定，莱斯DOD与航迹相关的算法存在缺陷，会导致DOD报告与航迹出现不正常相关的现象。

3 解决方案探讨

通过以上分析可知，造成本次不正常事件的原因在于莱斯自动化系统DOD相关算法存在软件缺陷。对此我们已向莱斯厂家反映并建立PCR。同时，在厂家发布软件补丁之前，我们可以通过以下方法避免类似事件的发生。

（1）调整莱斯系统备份同步模式下DOD相关的优先级。目前，备份同步模式下DOD相关的优先级最高，一旦DOD相关判断有误，将导致飞行计划无法正常相关。可下调DOD相关的优先等级，将飞行计划相关的优先级调高，则可避免因DOD判断失误造成的不正常相关现象。

（2）由DOD的解码内容可知，当Eurocat自动化系统中飞行计划SSR未发生变更时，TDUP数据包中将不包含SSR数据，此时，莱斯系统使用DOD进行相关时将无法使用SSR项进行相关，大大降低了相关的正确性，这也说明了采用DOD数据进行主备同步已不能满足现场运行的需求。Eurocat V9系统的efeed接口可输出飞行计划同步信息，该信息包含了大量的数据信息：包括航班号、SSR、24位地址码等详细信息，通过efeed信息进行主备同步可很好的避免误相关的情况，建议日后可考虑在这方面做相应的改进。

4 结语

管制员对航空器的指挥都是通过自动化系统来完成的，自动化系统的正常运行对民航安全运行具有至关重要的作用，主用自动化系统一旦发生故障，必须通过切换至备份自动化系统来完成应急。为了保证主备自动化系统切换时的无缝衔接，备用系统之间必须实时同步主用系统数据。目前，自动化系统主备同步机制已在广州区域管制中心进行应用，但其机制仍存在一定的问题。本文通过实际工作中遇到的故障现象入手，通过分析故障原因发现了目前主备同步机制中存在的缺陷，本文结尾处对该缺陷提出了相应的改进方案。