淺析機場導航站集中監控系統的設計

劉新華

摘 要：本文設計了一種機場導航站集中監控系統，該系統可以實時監控導航站設備的運行情況以及測量設備周圍的環境參數。

關鍵詞：集中監控；輪詢；數據采集

隨著我國經濟的飛速增長，航空業在近些年也得到了空前的發展，國內各大機場每天的航班起降次數也有非常顯著的增加，這就給機場的安全可靠運行提出了更高的要求。機場導航站是機場安全運行的關鍵組成部分，通常情況下每個機場都需要很多個地面導航站為其服務。導航站通過無線傳輸技術，向空中飛行的飛機發送其所在位置、高度等等信息，以保證飛機能夠安全飛行以及安全著陸。此外，導航站中的設備還配有備份動力系統以及空調系統等部件，這些部件工作時對于所處的環境有著一定的要求。譬如周圍環境的溫度、濕度、工作電壓、工作電流等。傳統的監測方式均是由工作人員對設備進行直接查看，這樣不僅工作效率低，而且不能夠實時掌握導航站設備運行的情況，一旦出現問題不能夠及時進行解決，極大的影響著飛機的安全飛行。為了能夠實現對導航站設備運行情況的實時監控，提高工作人員的工作效率，本文設計了一種機場導航站集中監控系統。下面就該系統的設計方案進行簡要的描述。

1 系統設計思想

機場導航站集中監控系統的核心就是計算機，模塊化設計是系統軟、硬件結構設計的基本思想，同時系統還使用了多個傳感器以及自動控制電路，通過LAN、E1、RS485實現導航站設備監測數據的遠程傳輸，以及監測控制中心對導航站設備的遠程控制。

2 系統所要監控的內容

機場導航站集中監控系統所需要監控的主要內容大致可以分為三大塊：動力監控、環境監控以及報警監控。實施監控的主要方法為以下四種：a）遙測：監控中心可以控制系統所配置的多種傳感器以及大量的監控設備來對所需要監控的數據進行遠程采集。b）遙訊：監控中心通過該方式可以獲得導航站設備的實際運行狀態以及設備的原有參數。c）遙調：監控中心可以通過該方式對導航站設備的各種運行參數進行遠距離調節。d）遙控：監控中心通過該方式對導航站設備進行遠程控制。

3 系統總體設計

3.1 系統拓撲結構

本文所涉及的機場導航站集中監控系統主要由四大部分組成：監控中心客戶端、數字視頻與環境參數采集器（DVES）、分布式數據庫應用服務器以及底層監控設備。在實際應用中，不同機場的規模以及所建設的導航站數量均有所不同，所以要想提高監控系統的適用性，就必須對系統組網以及靈活性進行優化設計。本文設計系統每個單元的連接方式可以用下圖表示：

系統的一個監控單元就由一個DVES和與之相連的底層監控設備所組成，一個監控單元對應著監控一個導航站，但一個監控中心客戶端卻連接了多個控制單元，進而實現對多個導航站的監控。

3.2 系統組成

a）監控中心客戶端：所謂監控中心客戶端，實際上就是一個安裝運行機場導航站集中監控系統的計算機，監控人員可以通過這個客戶端獲取所需要的監控信息，并對這些信息進行集中管理。而且，不同的監控中心客戶端相互之間可以獨立運行。監控人員可以在計算機中運行多個監控客戶端，通過局域網或者Internet實現與監控現場DVES的連接，掌握底層監控設備運行過程中的任何數據。此外，系統還可以使用DCOM技術對系統的監控記錄進行分布式保存，進一步完善監控系統數據庫。

b）DVES：DVES在結構上可以分為兩個部分：DVS以及串行數據接口卡。它是導航站監控系統中的重要組成部分，承擔著監控數據采集的重要任務。

DVS數字視頻服務器是使用Socket 完全封裝傳輸控制協議的多線程服務器端，其主要作用就是對所采集到的視頻數據進行處理并傳輸。DVS的開發過程會使用一些封裝了必要數據處理以及傳輸接口方法的SDK開發包。串行數據接口卡是通過RS232與DVS實現連接的，它實質上適宜用可以即插即用的單片機系統。串行數據接口卡的結構可以用下表表示：

c）數據庫應用服務器：機場導航站集中監控系統所采集的數據量與系統所底層連接的監控設備多少成正比例關系，所以對于具有眾多監控設備的監控系統而言，分布式數據庫是一種較好的數據存儲結構。本文設計的系統就是使用了分布式數據存儲技術，數據庫與監控中心客戶端直接的連接是通過DCOM接口來實現的，同時用戶可以直接查看具體的交換過程。

以上對系統的設計理念、監控對象以及系統的總體結構進行了簡要的介紹，機場導航站集中監控系統對于機場的安全運行有著非常重要的現實意義。今后，筆者將對系統的實際使用情況進行跟蹤研究，以期進一步提高系統的運行性能及適用性。

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