广州主备空管自动化系统的差异分析研究

崔品品

摘要：该文通过研究广州本地在用主备空管自动化系统的架构、信号引接、关键功能处理机制等方面的差异，在比对分析的基础上推动一线技术人员对两套系统运行机制理解的广度和深度，提升备用自动化系统常态化应用期间技术人员对异常情况的排查方向和分析速度。

关键词：主备自动化；处理机制；常态化应用；比对分析

中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2023）29-0085-03

1 研究背景

空中交通管制自动化备份系统是指在运行需要时可代替空中交通管制自动化主用系统，实施与主用系统相同管制运行方式和运行标准的空中交通管制自动化系统。为确保民航飞行安全，提高空管运行效率，充分发挥备份系统效能，提升空中交通管制自动化系统运行保障能力，我们备份系统的使用计划按要求确保每月整体切换并使用备份系统的总时长不少于 60 小时。

因此，备份系统的重要性只会越来越高。广州技保中心的主用空管自动化系统为THALES 的Eurocat-X，自区管2004 年建设以来一直在用，历经各项升级、更新，运维人员对主用系统的熟悉度相对较高。备份系统为南京莱斯 NUMEN 3000，接替之前广州区管的备份系统 Telephonics 系统，且备份系统常态化使用前使用较少，故对现场运维人员来讲熟悉度相对较低。目前，我们已将备份系统的设备运行维护及状态监控纳入日常运行工作，工作要求及标准与现场主用系统相同。所以，为了备份系统常态化使用的高质量运行，一线技术人员对主备空管自动化系统两套系统架构和运行机制方面差异性的了解至关重要。

2 广州空管自动化系统的现状

广州新终端于 2023 年初启用后，广州管制分为区调、进近和塔台三个现场，共四套空管自动化系统。其中区调两套（主用和备用），进近和塔台共用两套（主用和备用），如图 1 所示。

目前，四套空管自动化系统飞行计划信息均来自管综的 FIPS 系统，经由AFTN链路进入转报系统，通过FIPS 前置进行处理后，再回到转报系统经由 AFTN 链路进入自动化系统。FIPS 系统一拖四套自动化系统。

FIPS 系统含前置PPS模块和FIPS模块两部分，其中，前置PPS模块即 AFTN 电报至自动化系统之间的中转模块，目的是规范进入自动化系统的报文格式。而FIPS 模块则是进行动态电报处理，主要基于4029.3 的 I 类报文与空管自动化系统进行飞行动态交互。

在监视源数据的引接方面，区管主备自动化系统引接信号源一致，新终端和塔台的主备自动化系统引接信号源一致。气象数据的引接方面，主备自动化系统也保持着一致的信号源。在关键外部接口一致性的情况下，主备自动化系统还是存在基于自身特点的差异性情况，需要分析和掌握，下面就其几个重点的差异性方面展开论述。

3 差异性分析

3.1 软件架构

3.1.1 欧洲猫自动化系统的软件架构

欧洲猫 THALES 自动化系统是基于 UBSS 中间件的分布式软件架构，通过 CDC 进行数据通信和同步。系统是由一系列的CSCI 构成。CSCI：ComputerSoftware Configuration Item（计算机软件配置项目）。每一个CSCI用于特定的任务，例如FDP的CSCI管理所有的飞行数据处理。通过中间件：UBSS（UnixBased System Software） ，为应用程序和操作系统提供接口。

3.1.2 莱斯自动化系统的软件架构

基于 Oracle 数据库的核心数据交换平台，通过总联进程的通信和各个软件模块功能实现系统各项功能。

3.2 网络架构

3.2.1 欧洲猫自动化系统的网络架构

欧洲猫自动化系统的网络分为工作网OPS及服务网service line，其中，工作网用于各处理模块间进行数据交换和功能整合，双重备份，分为工作网A（opera?tional LAN A） 、工作网B（operational LAN B） ，使用EtherChannel 技术进行 A、B 网段之间的互联。Ether?Channel 是由 CISCO 研发的，应用于交换机之间的多链路捆绑技术，它将两个设备间多条相同特性的快速以太或千兆位以太物理链路捆绑在一起组成一条逻辑链路，从而达到带宽倍增的目的。除了增加带宽外，EtherChannel 还可以在多条链路上均衡分配流量，起到负载分担的作用；当一条或多条链路故障时，只要还有链路正常，流量将转移到其他的链路上从而起到冗余的作用，平时业务走在 LAN A服務网S（serviceLAN S） 用于旁路的雷达应急备份、下线数据和系统版本升级时的数据上传、监控信息等。

3.2.2 欧洲猫自动化系统的网络架构

莱斯自动化系统采用三网运行方式，通过网络交换机，组建成星形拓扑结构的三个以太局域网（LAN A、LAN B、LAN C）。系统的LAN A和LAN B是物理上相对独立又互为冗余的两个网络。系统的LAN C主要用于BSDP数据、记录/重演数据的传输和基础数据发布。

3.3 功能模块

从自动化系统功能的实现角度来讲，主备空管自动化系统的技术要求标准是一致的。因此，主备自动化系统都有各自的监视数据处理、飞行数据处理、航迹与计划的相关处理、告警、记录回放、数据管理等方面都基本相似。不同的是，各个厂家可能基于不同的方式去实现这些功能。不同的功能模块在服务器上的部署情况有差异。

针对欧洲猫自动化系统，监视数据处理由单独服务器MSTS来完成，包括监视源的单路跟踪与处理，多路监视源的融合与跟踪等。航迹与计划的相关功能的实现和告警功能的实现部署在同一个服务器SNMAP上面，系统不配置 BFDP 服务器。

针对莱斯自动化系统，航迹与计划相关的功能以及监视数据处理功能在SDP服务器实现，而告警功能单独由ADP服务器来完成。系统具备BFDP服务器功能。而且，从主备服务器的冗余配置角度分析，莱斯自动化系统的DCP服务器双机为双主用状态，双机同时工作，通过去重机制完成进入系统重复信息的过滤。

这种情况下，主备空管自动化系统中相同名字的服务器双机故障对系统造成的影响会有很大的差别，所以，这对现场故障现象的定位和应急处置的方式都提出了更高的要求，我们需要熟悉主备空管自动化系统各个功能模块在不同服务器中的部署情况。

3.4 起落报的拍发机制

3.4.1 欧洲猫自动化系统的起落报拍发

1） 起飞报自动拍发条件

①飞行计划与系统航迹自动相关。

②相关航迹进入Non surveillance tower areas（例如：起飞后高于机场标高10米，机场标高150米）。

③FD_EX_PARAMETERS.ASF 离线文件定义的收报地址中。

2） 落地报自动拍发条件

①当飞机进入ARR_VOLUME（例如：3.8KM，200M） 。

②系统在系统离线定义的时间内未收到APR 报告。

③FD_EX_PARAMETERS.ASF 离线文件定义的收报地址中。

起落报的起飞降落时刻为系统当前时间基于系统内部计算往前推测。

3.4.2 莱斯自动化系统的起落报[1]拍发

1） 离港航班：（起飞报）以下所有条件同时满足时，系统判定出目标起飞：

①航迹目标相关着飞行计划，并且计划中的起飞机场为本场机场。

②目标在近地区域（数据库中离线定义）中出现。

③目标的高度在增加。

④目标速度超过设定门限值（PLAN_DEP_MIN_SPEED）。

DEP 电报的起飞时间为当前系统时间-VSP 参数，一般为 2 分钟。

2） 进港航班：（落地报）

以下所有条件同时满足时，系统判定出目标降落：

①航迹目标相关着飞行计划，并且计划中的降落机场为本场机场。

②目标进入场面区域（数据库中离线定义）后经过一定时间（PLAN_ARR_TIMEOUT） 还未在场面区域之外再次出现。

ARR 落地报的降落时刻为系统当前时间减去VSP时间，一般为 2 分钟。

3.5 航迹自动相关机制

3.5.1 欧洲猫自动化系统的航迹自动相关[2]机制

广州两个现场均使用权重法相关：PSSR权重值为2、ASSR相关权重值为3、24 位地址码相关权重值为5、航班号相关权重值为4。新终端航迹和计划自动相关最低要求权重为 4；区管航迹和计划自动相关最低要求权重 1。通过航路检查，通过时间窗检查。三项满足则自动相关。

新终端和区管的欧洲猫自动化系统航迹和计划自动相关最低要求权重不同，原因是两场的自动化系统各自进行二次代码的分配，曾出现过新终端与区调航班相关异常的情况。因此，新终端欧洲猫不允许仅二次代码匹配的时候自动相关。

3.5.2 莱斯自动化系统的航迹自动相关机制

莱斯自动化系统两个现场也使用权重法相关[3-4]，权重的设置情况如下：

PLAN_AUTOCOUPLE_ADR_ACCORD_WEIGHT 航迹和计划自动相关处理中地址码一致时的权重 4

PLAN_AUTOCOUPLE_ADR_CONFLICT_WEIGHT 航迹和计划自动相关处理中地址码不一致时的权重 -2

PLAN_AUTOCOUPLE_ASSR_ACCORD_WEIGHT航迹和计划自动相关处理中ASSR一致时的权重 3

PLAN_AUTOCOUPLE_PSSR_ACCORD_WEIGHT航迹和计划自动相关处理中PSSR一致时的权重 2

PLAN_AUTOCOUPLE_SSR_CONFLICT_WEIGHT航迹和计划自动相关处理中二次代码不一致时的权重 0

PLAN_AUTOCOUPLE_CALL_ACCORD_WEIGHT航迹和计划自动相关处理中航班号一致时的权重 5

PLAN_AUTOCOUPLE_CALL_CONFLICT_WEIGHT 航迹和计划自动相关处理中航班号不一致时的权重 -2

PLAN_AUTOCOUPLE_DIRECTCOUPLE_WEIGHT 航迹和计划直接自动相关要求权重 10

PLAN_AUTOCOUPLE_MIN_CREDIBILITY_WEIGHT 航迹和计划自动相关最低要求权重 2

航迹和计划直接自动相关要求权重10，航迹和计划自动相关最低要求权重2；如果权重大于2小于10，走附加检查项目（航路一致性检查；时间一致性检查）

3.6 生命周期管理

主备自动化系统的飞行计划生命周期管理[5]方面，各个厂家的总体框架基本一致，比如都有FUTURE、INACTIVE、PREACTIVE、COORDINATED、ACTIVE、FINISHED、CANCELLED、SUSPENDED、INHIBITED等状态，但是基于 ACTIVE 状态的细节分类，两套自动化系统略有差异。

欧洲猫自动化系统的ACTIVE 状态包括UNCONTROLLED（ 相关激活）、HANDED-OVERFIRST、CONTRLLLED、HANDEDOVER。莱斯自动化系统的ACTIVE 状态包括UNCONTRLLED、HANDEDOVER、CONTROLLED。

3.7 告警機制

主备自动化系统都具备基于技术要求规范所提到的各类告警，但是厂家之间在遵循各类技术行标规章的前提下，实现告警的机制可能有一定的差异。

以DUPE 告警为例：欧洲猫自动化系统的告警机制为：两个或者以上飞行计划可以与相同航迹相关时；或者两个以上航迹可以与相同飞行计划相关时；在一定范围内出现二次代码相同的航迹时给出告警。

莱斯自动化系统的告警机制为：在系统DUPE告警区域中，航迹二次代码重复、或航迹航班号重复；或24位地址码重复均会产生DUPE告警。

4 总结

通过以上七个方面的论述，基于现场技术部门运行的层面，体现了广州空管自动化主备系统的一些差异。当然，不同厂家关于一套系统的实现方式存在不同是正常的，尤其是针对管制操作界面的方面。作为一线设备技术人员，我们除了需要了解管制界面的基本操作之外，还需要对系统的工作机制有一个更加深入的学习，可以在面对管制工作中遇到的关于主备自动化系统运行期间出现的异常情况时，能够从系统功能和原理方面进行思考和解决。

参考文献：

[1] 任阳.郑州空管自动化系统错误拍发落地报研究[J].河南科

技，2021，40（2）：21-23.

[2] 王晨旭.THALES自动化系统飞行计划与航迹自动相关问题

的研究[J].通讯世界，2019，26（2）：271-273.

[3] 邓婕.空管自动化系统雷达航迹与飞行计划自动相关浅析

[J].通信电源技术，2010，27（4）：67-70.

[4] 丰彩霞.浅析Thales自动化系统系统航迹与飞行计划自动

相关功能[J].信息通信，2018，31（8）：154-155.

[5] 邹继科.浅析欧洲猫自动化系统飞行计划生命周期[J].科技

信息，2012（30）：290.

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