D-ATIS系统AFTN报文更新逻辑

中国民用航空华北地区空中交通管理局 田毅

基于地空数据链通信系统的数字化自动航站情报服务(D-ATIS)目前已广泛应用于国内各机场。以大兴机场空管现场为例，介绍了当前D-ATIS系统的架构及基本工作原理，更深入分析了D-ATIS系统筛选更新AFTN报文的逻辑判断方式。为管制员操作使用和技术人员运行维护该系统提供了参考。

数字化航站自动情报服务系统（D-ATIS）是利用话音合成技术与地空数据链通信技术来实现对飞行中的航空器进行机场气象及跑道信息的播报，特别是在起飞降落阶段的航空器，DATIS系统的自动化播放与数字化传递显得尤为重要。

对于国内一些航线众多，起落量巨大的繁忙机场，譬如首都国际机场、大兴国际机场，使用DATIS系统播报可以有效地减少管制工作人员使用纯人工语音播报而带来低效、误听的安全隐患，提升了空中交通管制员的业务服务水平和空管系统的信息化服务能力。同时，也减轻了航空器中飞行员的工作负荷，降低了人为因素干扰能力，并且有助于提升空管服务效率，更加提高了民航安全运行的指数。

目前，DATIS系统采用科大讯飞公司的TTS（Textto-Voice）语音合成技术以及地空数据链通信系统两种方式向本场起降阶段的机组提供所需要的本地机场的关键信息。如机场气象信息、跑道使用情况、航路情况等。其中气象信息是DATIS系统通过气象数据网关服务器，对AFTN气象报文进行解析、筛选，得到本场气象信息数据，并融合本场跑道信息实时生成ATIS信息，统一向航空器进行报送。

TTS语音合成技术是将文本转化为自然流畅的语音并通过甚高频电台在指定进、离场频率中循环播放本地机场信息。地空数据链系统（ACARS）是双向机载数据通信系统，为地空大流量数据提供服务信息的交换，地面可向机组提供气象情报、航路情况，提高飞行安全保障。

1 大兴DATIS现状及设备介绍

大兴国际机场空管DATIS系统由双塔台操作终端、双塔台服务器、进场和离场语音发布服务器、进场和离场电台接口控制器、AFTN气象网关服务器以及甚高频台站、传输链路等设备组成，具体信号流程如下图所示。上述服务器以及操作终端设备中除电台接口控制器、AFTN气象网关服务器、BGS网关服务器为冗余冷备份模式，其余设备皆是配置NEC集群管理器系统的冗余热备份模式。使大兴空管DATIS系统设备的可靠性和安全性得到了进一步的提高与保障。D-ATIS信号流程，如图1所示。

图1 D-ATIS信号流程图Fig.1 D-ATIS signal flow chart

(1)双塔台操作终端。为管制员提供便捷、友好的人机操作界面，主要功能是自动分解、显示气象报文，自动生成ATIS信息报文，同时提供信息修改功能，当气象报文的信息和机场的实地测量信息有较大出入时，管制员可以根据机场情况，手动修改气象信息和跑道信息，随时添加、修改插播内容，系统会刷新数据并向D-ATIS双塔台服务器发送新的ATIS信息报文。

(2)双塔台服务器。DATIS系统的核心交互设备，连接双塔台操作终端以及AFTN气象网关服务器，进行管制操作以及气象报文接收应答的交互操作。同时，自动分解、存储、应答飞机的各种请求，提取最新的飞机请求的ATIS信息，自动组报应答。

(3)进场和离场语音发布服务器。根据双塔台终端设备操作端发来的播报指令，进行语音合成，将ATIS信息报文从文本格式转换成语音格式，快速实现语音内容建设，为飞行中的机组提供清晰、可靠的语音服务，并保证语音内容的准确性及完整性。

(4)进场和离场电台接口控制器。接收到语音发布服务器传递的语音格式文件后，将文件的数字信号转为话音模拟信号进入甚高频传输设备，通过指定进、离场频率持续不断地发送给机组机载接收设备，大兴国际机场的进场频率为127.225MHz，离场频率为128.4MHz。大兴空管DATIS系统使用了两座甚高频发射电台和双路PCM（脉冲编码调制）传输模式，分别是北一西电台以及二号除冰区电台，恒光路由和迅风路由。4路传输信号，使DATIS信息语音传递的稳定性得到了保证。

(5)AFTN网关设备。接收AFTN气象报文信息并进行整合筛选出本场气象信息，实时生成报文发送给双塔台服务器。目前AFTN气象网关服务器连接了4路气象报文数据，分别是AFTN气象网关服务器A机接收北京首都机场气象数据中心传递的1路AFTN气象数据，并配有一路冷备份链路作为冗余，AFTN气象网关服务器B机接收大兴机场气象综合探测场传递的1路AFTN气象数据，并配有一路冷备份链路作为冗余，两路报文内容相同。

(6)传输链路设备。目前DATIS系统的地空数据链系统是通过民航大网进行传输的，大兴空管使用一条传输线路，为大兴空管东塔航管楼-大兴空管中心核心区-华北空管局生产运行中心-北京数据公司网控中心。地空数据链系统为DATIS系统数字化功能提供可靠、有效的服务，将ATIS信息实时、准确的发送到航空器机载设备中。

2 AFTN气象网关服务器报文筛选功能

航空气象观测报文主要包括两种不同的形式，分别是例行观测报告和特殊观测报告，前者采用METAR电码格式发布，后者也被称为特选报，使用SPECI电码格式向机场外发布。在观测报告中包含了大量的气象要素信息，以及准确的本地机场气象实时变化状态，为航空器起降在内的各项机场工作提供重要的气象信息服务。

METAR报为例行发布，即按固定时间间隔在指定地点观测到的气象情况的报告，其间隔时间通常为30分钟，例行观测中整点观测自50分开始，00分采集数据，03分前发出报文，半点观测自20分开始，30分采集数据，33分前发出报文；SPECI报则根据本地出现的特殊气象变化而临时发布，特殊观测应当在观测完毕后立即发布特殊报告，最迟发布时间为特殊观测后的第5分钟。当DATIS系统每30分钟接收到METAR例行报或临时收到SPECI特殊报时，都会更新ATIS信息报文，并更新通播信息版本，在语音信息及地空数据链传递中进行实时更新，如果超过35分钟未收到METAR例行报则会发生告警，提示工作人员检查系统状态。

DATIS系统的AFTN气象网关服务器根据机场收报地址ZBAD以及其他关键信息要素对来自首都机场气象中心以及大兴气象综合探测场的AFTN气象报文进行解析、筛选、存储等操作，将报文收集发送给双塔台服务器。

3 AFTN报文分析

AFTN气象网关服务器接收AFTN报文类型分为四种，分别是METAR报即例行报、SPECI报即特殊报，以及METARCOR报、SPECICOR报即更正报，另外还有延迟报（此报只有METAR报才有）。

一份正确的AFTN报文内容格式共分为五行。第一行分为两部分内容，流水号（QDM）及发报时间（DDHHMM）。流水号QDM从编号001开始，每日8点重置，在当日8点至次日8点之前，流水号是依次排序增加的，时间超过8点后，流水号重置，重新以编号001开始排序，显示为QDM001；发报时间使用DDHHMM时段格式，如10月25日8点55分，则显示为250855。

第二行为报文等级和报文格式处理地址。内容为报文等级GG急报，格式处理地址ZBBBYPYX（北京飞行气象情报收集中心）和华北气象中心数据库（ZBAAYZYX）。

第三行为发报时间和本地地址，发报时间时段格式为DDHHMM。本地地址为ZBADYMYX（大兴机场气象综合探测场）。

第四行为报文类型、本地机场四字代码以及编报时间。报文类型包括SP即SPCI特殊报和SA即METAR例行报；本地机场四字码如ZBAD；编报时间（发报时间一般都会晚于编报时间，METAR例行报晚于3分钟内，SPECI特殊报晚于5分钟内，例行报和特选报的COR更正报的晚的时间为30分钟内，使用DDHHMM时段格式）；若报文类型为更正报则有CCA、CCB、CCC……CCZ的代码在内容结尾，第三位字母顺序越靠后，更正报越新，若为延迟报则有RRA的代码在结尾。

第五行为报文内容，以METAR、SPECI、METARCOR、SPECICOR作为内容开头。

具体报文格式如图2、图3和图4所示。

图2 METAR例行报Fig.2 METAR routine report

图3 SPECI特选报Fig.3 SPECI special selection report

图4 METARCOR例行变更报Fig.4 METARCOR routine change report

4 D-ATIS通播版本更新逻辑判断

当双塔台服务器接收到AFTN气象网关发送的报文后，会与当前使用报文对比，进行多轮逻辑判断。第一步，先判断报文内容是否相同，若不相同进行下一步判断，反之则不更新通播版本号；第二步，判断报文发报时间是否相同，若新报时间大于当前报文，则更新版本，若小于当前报文时间，则不更新版本，若时间相同，进行下一步判断；第三步，根据报文类型优先级来判断是否更新版本号，正常情况下，SPECICOR＞SPECI＞METAR COR＞METAR。另外，当新旧两份报文均是同类型的更正报（COR）时，需要判断新报更正标识是否大于旧报，如CCA、CCB、CCC……CCZ。具体逻辑判断方式，流程图如图5所示。

图5 D-ATIS通播版本更新逻辑判断流程图Fig.5 D-ATIS communication version update logic judgment flow chart

5 结语

本文分析了北京大兴国际机场DATIS系统运行情况以及通播版本号更新的逻辑判断方式。可见，随着机场稳定运行及管制员对系统功能提出需求的情况下，D-ATIS系统在不断优化，愈加完善。利用语音合成技术及地空数据链系统有效减轻了管制员工作负荷，提升地空两端信息交互效率。另外，合理缜密的报文逻辑筛选及更新方式，使得大兴机场本场情报通播信息的可靠性与实时性得到了强力保障，减少安全事故及隐患的发生。