基于空管系統(tǒng)的告警技術實施要點解析

張旭光

摘 要：在社會經濟飛速發(fā)展的過程中，隨著航空運輸業(yè)的不斷成熟，空中交通管制系統(tǒng)也在不斷完善。在該系統(tǒng)中，空中告警技術處理是其重要的組成部分。借鑒了以往的成果，深入研究了空管系統(tǒng)的告警技術，以期能為日后的相關工作提供一些有價值的參考。

關鍵詞：空管系統(tǒng)；告警技術；實施要點；航空運輸業(yè)

中圖分類號：V355.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.145

近年來，全國民航客流量和空中交通流量在不斷增大，但是，在航空通信、導航、監(jiān)視和空中交通管理系統(tǒng)中還是存在許多缺陷，其與時代發(fā)展的要求不相符。隨著空中交通流量的擴大，難免會出現空中交通擁擠問題，這就對空中交通管制系統(tǒng)提出了更高的要求。航空對安全有較高的要求，為了保證人們的生命財產安全，就需要科學地應用告警技術。

1 ATC系統(tǒng)

在近些年的發(fā)展過程中，因為民航運輸事業(yè)高效和快速的特點，吸引了很多用戶。ATC系統(tǒng)的作用是維護空中的交通秩序，從而保證空中飛行安全。在此過程中，該系統(tǒng)的主要任務就是避免航空器相撞事故的發(fā)生，從而保證空中交通可以有序流動。在空中交通管制中，規(guī)定了空域中不同走向的飛機分別占用的高度層次，有效保證其垂直間隔。為了控制其側向間隔，還規(guī)定了航路寬度和平行航線之間的間距。在飛機起飛放行時，要預先安排同航路上同向飛行的飛機之間的時間間隔或者距離間隔。如果管制員或者駕駛員出現了一些疏忽，就會違反三維安全間隔，進而威脅到空中交通。如果環(huán)境中有雷達監(jiān)視，那么，借助于ATC系統(tǒng)，將雷達探測的航跡信息納入考慮范圍中，就可以判斷潛在的危險，采取視頻技術和音頻技術向管制員及時告警，通過及時調配工作，實現空中交通警戒與防撞處理。

1.1 系統(tǒng)結構與功能

ATC系統(tǒng)應用了分布式開放式體系結構，它是由多部分共同組成的，比如多線路分配器、前端雷達數據預處理子系統(tǒng)、氣象數據處理子系統(tǒng)和實時監(jiān)控子系統(tǒng)等。借助于多線路適配器，在系統(tǒng)中錄入原始數據，各個數據處理子系統(tǒng)和實時監(jiān)控子系統(tǒng)、綜合數據顯示控制子系統(tǒng)的通信可借助于局域網來實現。

1.2 監(jiān)視數據處理子系統(tǒng)

雷達數據和ADS數據是主要的監(jiān)視數據，要想實現空管自動化，非常關鍵的一種技術就是監(jiān)視數據處理技術。該子系統(tǒng)具有強大的功能，主要是接收各路監(jiān)視數據，結合格式、周期等開展航跡處理工作，包括解碼、跟蹤、融合等多個步驟，處理輸出的航跡，并且將其顯示出來。同時，依據這些處理的航跡信息，系統(tǒng)還可以及時做告警處理，并且席位顯示處理結果，登記告警信息，這樣系統(tǒng)查詢和登記起來就會更加方便。為了實現監(jiān)視數據處理子系統(tǒng)的告警處理功能，在啟動系統(tǒng)的過程中，還需要加載各類告警標準文件。

在該系統(tǒng)中，將民航空中交通管制的安全需求納入考慮范圍，最低安全高度告警、短期飛行沖突告警、區(qū)域侵入告警和二次雷達代碼重復告警等都是告警處理的內容。

在最低安全高度告警方面，系統(tǒng)可以自動計算未來一段時期內，目標是否會與地面障礙物有危險的接觸。如果有危險將會發(fā)生，就會將低高度預警指示發(fā)于ATC顯示席位；當有目標進入危險區(qū)時，就會發(fā)出低高度告警信息。

在短期飛行沖突探測和告警方面，在沖突探測和告警處理中，要嚴格遵循我國民航“航路”和“進近”的沖突標準。在區(qū)域侵入告警方面，告警區(qū)域作為一塊空間，如果告警區(qū)域內進入或者接近了目標，目標就會發(fā)出預警或者告警信息。結合相應的規(guī)則，用禁區(qū)、危險區(qū)和限制區(qū)來劃分告警區(qū)域。

2 告警技術實施要點

為了保證航空器空中飛行的安全，空中交通管制系統(tǒng)需要將可靠的航空器位置和飛行趨勢等顯示給管制員，并且聲光警示可能出現或接近已經出現的危險。

2.1 最低安全告警

為了更好地搜索，可應用光柵圖形學中直線或圓弧的繪制算法，將每一個柵格點和一個馬賽克塊對應，結合馬賽克塊，求出所涉及空域的地形圖高度。在低高度預告警處理過程中，要平滑濾波和氣壓修正目標高度，進而準確判斷是否有潛在的沖突，沖突是否出現在航空器與地面障礙物之間。

2.2 短期沖突告警

利用沖突探測算法來粗選航跡，過濾掉那些在短時間內不會發(fā)生沖突的航跡，這樣就可以減少探測的運算量。如果沒有通過粗選，在探測時，就要依據當前飛行器的飛行姿態(tài)來選擇。如果告警標準不大于兩飛行器之間的距離，那么，告警就需要立即進行。如果兩飛行器有接近的趨勢，那么，預推探測工作就需要在告警標準小于當前距離時進行。將各種飛行狀況和飛行姿態(tài)納入考慮范圍后，平滑濾波航跡高度數據，借助于線性外推預測算法進行科學的處理。

2.3 區(qū)域侵入告警

結合統(tǒng)一的地心坐標系，依據球面方位投影變換和逆變換，定義目標坐標系和目標坐標系下的頂點象限標號、邊標號，應用特殊邊標號處理算法和侵入區(qū)域的告警檢測算法。結合飛行器的速度矢量預警檢測飛行器的趨勢，判斷是否有侵入區(qū)域。大量的實踐研究表明，這種算法可以有效預警和告警飛行器侵入區(qū)域。

3 結束語

綜上所述，在科技飛速發(fā)展的今天，飛行量越來越大，我國也開始深入改革空管體制，對空中交通管制提出了更高的要求。鑒于此，有關部門要進一步完善空管系統(tǒng)，以保證飛行安全。為了保證飛行安全，空管系統(tǒng)需要貫徹“安全第一”“預防為主”的原則，科學實施告警技術，不斷構建和完善飛行沖突探測和預警功能。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕