Aerotrac自動化系統監控程序的開發

摘 要 AeroTrac自動化系統在國內多個空管單位被作為主用自動化系統使用，其工作狀態直接影響到管制工作，進而影響到空中交通安全。為了保證其工作穩定性，能否對其進行及時、準確、直觀、全面的監控對于維護而言顯得尤為重要。

【關鍵詞】XP 平臺 Aerotrac自動化系統 程序開發

當前現有的AeroTrac自動化系統監控均有不同缺陷，如功能單一、告警延時高、無圖形界面等?；谏鲜鲈?，開發一套界面直觀、功能健全、告警及時準確的監控系統就顯得十分必要。由于Windows XP仍是當前主流操作系統，具有較好的穩定性和兼容性。因此本套自動化監控系統最終確定基于XP平臺，利用Visual Studio2010和SQL2008軟件工具，使用C#語言編寫。

1 Aerotrac自動化系統架構簡述

AeroTrac自動化系統有三個主干網，雷達處理子系統中，三臺服務器RDP分別接入A、B網，B、C網和A、C網，顯示終端DP均接入A、B、C網。飛行數據處理子系統中，服務器FDP和顯示終端FDT接入A、B網。

同一時間RDP和FDP只有一臺處于Online，其它處于熱備份Backup狀態。

RDP和FDP操作系統為Solaris 5.8，FDP和DP操作系統為Solaris 5.10。FDT操作系統為Windows Vista。

2 AeroTrac自動化系統信號流程介紹

AeroTrac自動化系統處理的信號主要為單雷達信號和報文信號兩種。下面簡單介紹了這兩種信號的單向處理流程。

單雷達信號由傳輸設備出來為HDLC格式，使用RS232串口接入雷達信號協議轉換器MPS800，轉換為TCP/IP格式的網絡信號接入RDP，經RDP進行融合、相關、告警處理后，送入DP進行目標航跡顯示。

報文信號從傳輸設備出來一分多后直接接入FDP，FDP將其處理后進行飛行動態列表的更新， FDT從FDP獲取飛行數據并顯示。

3 需求分析

根據AeroTrac自動化系統的實際情況和設備維護人員的需求，自動化監控系統所要實現的功能如下：

（1）監控單雷達數據狀態，在信號中斷或者誤碼過高時產生告警。

（2）監控報文狀態，在報文中斷時產生告警。

（3）監控系統節點進程狀態，在主要進程死時產生告警。

（4）監控系統節點網絡狀態，在節點單網絡中斷時產生告警。

（5）報文查詢和人工要報功能。

（6）常見維護操作，如數據備份、清理過期文件等。

（7）相關資料索引，方便維護人員查找自動化系統相關資料。

（8）所有告警均產生相關日志并存儲，方便查詢和故障排查。

4 監控系統模塊框架

根據上述功能需求，結合C#語言特點，自動化監控系統組成模塊框架圖如圖1。

系統主要后臺功能模塊分為雷達監控模塊、節點和網絡監控模塊、報文監控模塊、維護模塊和資料索引模塊。報文監控模塊作為主要模塊之一，包含三個子模塊。

前臺主界面分為告警界面和維護菜單兩部分。告警界面顯示三個監控模塊產生的告警。維護菜單包含各種維護操作，如查看節點進程、CPU和硬盤占用率、數據備份、資料查詢等。

5 設計方法

5.1 雷達監控模塊

雷達監控分為下面3個步驟：

5.1.1 從自動化系統獲取雷達信息相關文件

在AeroTrac自動化系統主用RDP的/export/home/ATCsite/目錄下，ADAP00*.DAT文件包含了各路雷達的配置信息，包括名稱、經緯度、高度等（*這里為通配符）。UconX_rcvr_stats0和UconX_rcvr_stats1為雷達數據接收文件，每70秒刷新一次，包含當前接收的各路雷達詳細信息，如接收數據量、誤碼率、幀校驗等。

在本系統中，采用命令行腳本（.bat）的方式，使用rcp遠程接收指令來獲取這兩類文件。例如：

rcp rdp01a：/export/home/ATCsite/ADAP00*.DAT ./Adap/

rcp rdp01a：/export/home/ATCsite/UconX_rcvr_stats0 ./Stat/

rcp rdp01a：/export/home/ATCsite/UconX_rcvr_stats1 ./Stat/

5.1.2 將獲取到的本地文件進行處理以便程序調用

由于獲取到的兩個文件包含信息較多，為方便程序快捷調用所需數據，在獲取之后對其進行信息處理。該步驟也在命令行腳本中完成。例如：

more UconX_rcvr_stats0 | find "Rcv Msgs" > ./RcvMsgs.txt

more UconX_rcvr_stats1 | find "Rcv Msgs" >> ./RcvMsgs.txt

這一步是將各路雷達單位時間內接收數據量提取出來放入RcvMsgs.txt文件以便程序調用。

5.1.3 監控程序調用腳本，獲取相關信息并更新狀態

該步驟是在監控程序的timer中進行，定時調用上述的命令行腳本，更新本地文件，并從本地文件中獲取監控所需信息，進行狀態顯示和告警。

5.2 節點和網絡監控模塊

節點和網絡監控實現步驟與雷達監控相同，均是從自動化系統獲取信息保存至本地，程序從本地調用再進行分析處理。但獲取方式有所不同。

RDP和DP的主備狀態和網絡狀態，通過 RDP主目錄下radar_status.txt文件獲取。代碼舉例如下：

rcp rdp01a：/export/home/ATCsite/radar_status.txt ./Stat/

FDP和FDT的狀態，是通過遠程執行FDP上的自編腳本myshowfdp和myshowfdt，然后將執行結果保存至本地文件來獲得。代碼如下：

rsh fdp01a -l root /aerotrac/bin/myshowfdp > ./Stat/fdp.log

rsh fdp01a -l root /aerotrac/bin/myshowfdt > ./Stat/fdt.log

5.3 報文監控模塊

報文監控模塊由三個子模塊組成：報文顯示模塊、報文查詢模塊和人工要報模塊，通過與數據庫交互的方式實現報文的存儲和查詢。各模塊功能實現方式如下：

5.3.1 報文顯示模塊

報文顯示模塊使用VS2010自帶的serialport串口控件，代碼采用委托方式，不間斷地從串口讀取報文數據，進行報文頭部和尾部判斷后，將整份報文顯示在顯示窗口中。同時寫入數據庫。

如果自動要報功能打開，每次讀取一份報文后，會根據與上一份報文的流水號差值，調用要報模塊自動發送要報報文。

報文中斷告警通過timer方式實現，每隔一秒會將當前時間與上次收報時間取差值，大于規定時間則產生告警。

5.3.2 報文查詢模塊

報文查詢模塊通過select數據庫查詢指令，用DataGrid列表形式將按照時間、日期、航班號、報文端口等條件查詢后的結果顯示在窗口中。

5.3.3 要報模塊

人工將所要報文的流水號填入，并選擇端口和報文類型后，按照規定自動生成要報報文從所選端口發出。

5.4 維護模塊和資料索引模塊

維護和資料索引功能均使用程序調用的方式，維護模塊是調用遠程執行的命令行維護腳本，資料索引模塊調用保存在本地路徑下的文件并顯示。

5.5 主界面設計

界面設計采用了扁平化、圖形化的方式，用系統結構圖的形式顯示出了系統狀態，任一節點、網絡、報文端口告警，均會以醒目的紅色顯示在主界面上，并伴隨告警音。

6 總結

自動化監控系統作為設備維護人員的得力助手，必須具有全面性、實時性、準確性以及穩定性。本系統以C#語言編寫程序主體，以命令行腳本和shell腳本作為信息交互手段，以數據庫作為存儲工具。功能齊全，界面簡潔大方，化繁為簡，貫徹了至簡的設計理念。 但由于筆者和開發組的同事開發經驗有限，在程序的整合和優化方面還有很多不足之處。將在以后的系統使用過程中進一步完善。歡迎廣大同行批評指正。

作者簡介

吳宗鍵（1989-），陜西省商洛市人。大學本科學歷?，F為中國民用航空珠海進近管制中心助理工程師。主要研究方向為民航通信導航監視技術。

作者單位

中國民用航空珠海進近管制中心 廣東省珠海市 519000