淺談雷神二次雷達監控信號的引接方案

魯旭虎

引言：本文主要論述了上海浦東雷神二次雷達監控信號的數據采集、數據傳輸和數據處理的方案。數據采集包括采集原理、采集方式、采集參數、數據格式，數據傳輸采用民航ATM鏈路完成不同節點之間的交互訪問，數據信號處理采用局域網完成信號格式的轉換和處理過程。希望能夠對雷神雷達改造有積極的借鑒作用。

一、引言

監視設備是空管系統保障航空安全的重要手段。隨著航空事業的發展，航班量不斷提高，雷達數量也不斷增加，類型多，分布廣，位置日趨分散，每個設備有一個或者多個監控終端，包括本場和遙控終端。因而，這占用了更多的值班員監控每個終端提供的設備信息，造成維護成本高，效率低下，存在著較大的安全隱患。針對這種情況，上海兩場三地設備集中監控系統將引接上海地區監視和機房環境的狀態顯示信號，對設備實施統一監控，有利于提高工作效率，由原來的分散式監控，轉變為集中監控的新型管理模式，使設備管理團隊能夠及時、準確、連續地掌握設備的運行動態， 發現可能存在的問題，盡可能提前解決設備隱患，確保設備整體安全穩定運行，具有非常重要的意義，從而協助空中管制人員高質量和高效率地完成空管保障任務。本文以雷神雷達為例淺談雷神二次雷達監控信號的引接方案，為實施所有雷達狀態信號引接進行集中監控管理起到積極的作用。

二、雷神二次雷達信號的引接方案

1、雷神雷達監控終端軟件界面

上海浦東機場雷神雷達一、二次雷達信號合成的系統SCDI即現場控制和數據接口，是本場的雷達監控終端軟件界面。它的主要功能是進行點跡綜合和信息格式化、雷達數據和維護數據的傳輸、對雷達和現場設備的控制和監視，如下圖1所示。該圖清晰的顯示SCDI對所有子系統進行實時監視、評估和監視控制，這些子系統包括天線[1]、發射機、接收機/激勵器（REX）、信號/數據處理器（SDP），同時顯示雷達選擇的通道，以及遠程和本地監控終端連接的狀態。綠色表示雷達運行狀態正常，故障出現時雷達將根據自檢信號異常從而顯示紅色的故障單元和告警信息。

2、雷神二次雷達信號的引接方案

雷神二次雷達信號的引接方案包括兩部分：雷達數據采集系統和雷達數據處理系統，如下圖2所示。雷神二次雷達監控信號通過采集和處理后傳輸到上海虹橋二級監控中心和北京一級監控中心。

3、雷神二次雷達傳輸結構

雷神二次雷達通常采用光纖將雷達監控數據信號傳輸至遠端的遠程監控終端（RCMS），本地監控終端為CMS通常放置在雷達站。雷達監控數據為同步串口信號，通常為兩路，分別是通道A路和通道B路。雷神二次雷達傳輸結構如下圖3所示，描述了通信鏈路和監控終端之間的關系，兩路同步串口信號接入同步串口分路器，對兩路同步串口信號進行分路，同步串口信號至原雷達監控終端RCMS/CMS，另一路采用網線UDP方式傳輸至采集設備（RTU）。

4、雷神二次雷達監控信號的引接方案

4.1雷達數據采集系統

雷達數據采集系統[2]包括雷達源信號、同步采集接口分路器和遠程數據采集傳輸單元（RTU）。

同步采集接口分路器是一款專用的通信設備。它提供4 路10/100M自適應以太網口，8 路同步高速串口，支持HDLC協議。它能夠實現串口和以太網的互聯，串口協議和 TCP/IP 協議的相互轉換，支持數據透傳、匯聚、分路、監視和轉換等多種傳輸策略。本文采用同步采集接口分路器把同步數據轉化為網絡數據傳輸。

RTU是空管設備遠程數據采集傳輸單元的英文簡稱，西北長天公司生產的一個用于空管設備的監控產品。RTU采用標準化設計，具有良好的通用性、可互換性、可擴展性。該產品具有集數據采集、協議轉換、通信傳輸、數據存儲和顯示等為一體的功能。本文采用RTU對雷神二次監視雷達的運行狀態監控數據進行采集和傳輸。

雷神二次雷達設備采用串行連接方式如上圖2所示：首先將原來連接RCMS的A通道與B通道的對接頭分別與CHT1408同步采集分路器S1口和S2口相連接，雷神二次雷達監控信號輸入到CHT1408同步采集分路器；然后將雷神二次雷達監控信號，通過CHT1408 同步采集分路器的S3接口和S4接口輸出到雷神二次雷達RCMS監控終端。同時，通過CHT1408同步采集分路器E1網絡接口，將雷神二次雷達監控信號輸出到空管設備遠程數據采集傳輸單元RTU網絡接口。同步采集分路器與RCMS的接口對應關系如下圖4所示。

4.2 雷達數據處理系統

雷達設備信號處理系統[3，4]硬件結構包括：防火墻、數據庫服務器、應用服務器、采集服務器、通訊服務器、智能同異步單元II型擴展部、智能同異步單元II型運算部、智能同異步單元I型、KVM切換器、程控交換機和監控終端。

防火墻是網絡安全設備，設置訪問局域網的安全策略。數據庫服務器安裝數據庫，其它服務器對數據庫進行訪問。應用服務器的基本功能是提供安裝地圖和應用服務的運行環境，軟件WEB的部署并對數據庫進行操作。采集服務器基本功能是提供安裝采集軟件的運行環境，接收設備信號采集接入系統傳送的數據。通訊服務器提供安裝通訊軟件的環境，將采集的數據進行分析并對數據庫進行操作，以及和其他節點進行通訊。智能同異步單元II型擴展部有16個RS232數據口，用來接收采集方提供的數據。智能同異步單元II型運算部對擴展部傳送的的數據協議解析，轉化成標準的數據協議，并執行網絡隔離。智能同異步單元I型主要功能是局域網到幀中繼設備的路由網關。數據庫服務器、應用服務器、采集服務器和通訊服務器共用一個屏幕，KVM切換器為這四個服務器提供使用顯示屏時執行切換功能。程控交換機基本功能是構建一個局域網，提供一個交換平臺。監控終端提供一個各種數據信息顯示平臺。

雷達監控信號處理系統通過智能同異步單元II型擴展部的RS232數據口接收設備信號采集接入系統空管設備遠程數據采集傳輸單元（RTU）的DB9口傳送的設備狀態信號。雷達信號處理系統經由智能同異步單元I型采用同步電纜連接到ATM設備，進入民航ATM網，實現數據互通。一級監控節點能夠訪問所有二級監控節點和三級監控節點，二級監控節點能夠訪問本地區所有三級監控節點，不同地域的二級監控節點和三級監控節點彼此不能相互訪問，二級監控節點和三級監控節點自動采集的設備監控信號和人工填寫的日報、故障報告等文檔能夠反饋上級節點。

三、結束語

本文主要闡述了針對美國雷神公司二次雷達監控信號的引接方案的設計和實施。它通過數據采集和處理后傳輸到集中監控系統。本文的數據采集方案主要包括適用設備類型、采集原理、采集方式、采集參數、數據格式等說明，數據處理方案通過一臺程控交換機構建局域網來完成數據處理，并通過民航ATM網作為傳輸鏈路完成信息的交互。通過本文希望能夠為雷達監控信號引接和集中監控管理的實施起到一定的積極作用。

參考文獻

[1] 張尉.二次雷達原理[M].北京：國防工業出版社，2007.

[2] 陳武廣.空管設集中監控系統培訓教材[Z].西安.陜西西北長天有限公司，2014-03-05.

[3] 徐光煜.集中空管設備集中監控系統培訓：專用硬件培訓[R].航管科技，2014.

[4] 徐光煜.AIMS空管設備集中監控系統應用軟件培訓[Z].北京.航管科技，2014.

（作者單位：華東空管局設備運行監控中心）