淺析烏魯木齊空管中心NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)典型現(xiàn)象及故障

袁哲

摘 要：文章簡要介紹了烏魯木齊空管中心NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)及其架構(gòu)，針對(duì)該套自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行使用中出現(xiàn)的兩個(gè)典型故障進(jìn)行故障現(xiàn)象描述與故障分析

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化；NUMEN3000；航班號(hào)跳變；飛行計(jì)劃異常

1 烏魯木齊空管中心NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)簡介

烏魯木齊空管中心NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)是由南京萊斯公司研發(fā)的，此套NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)為實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用全天候二十四小時(shí)不間斷運(yùn)行模式，以確保空中交通管制信息的連續(xù)性、準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定性。該系統(tǒng)主要提供滿足未來高空管制區(qū)、本地中低空和塔臺(tái)的管制指揮服務(wù)。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)區(qū)域管制中心與相鄰管制區(qū)的自動(dòng)管制移交；隨著異地中低空管制區(qū)的管制中心和部分機(jī)場塔臺(tái)等設(shè)施的更新改造，逐步實(shí)現(xiàn)高空管制區(qū)與其相鄰管制區(qū)以及部分遠(yuǎn)端塔臺(tái)之間的自動(dòng)管制移交、飛行數(shù)據(jù)和飛行計(jì)劃共享。

本系統(tǒng)采用符合民航要求的84坐標(biāo)系進(jìn)行各種計(jì)算處理，完全按照ICAO技術(shù)規(guī)范和中國民航行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，內(nèi)含監(jiān)視數(shù)據(jù)引接，監(jiān)視數(shù)據(jù)預(yù)處理和多源監(jiān)視數(shù)據(jù)融合處理，相關(guān)和告警處理，飛行電報(bào)接收和飛行計(jì)劃處理，ACARS數(shù)據(jù)處理，氣象數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)記錄和重演，飛行計(jì)劃協(xié)調(diào)，區(qū)域、進(jìn)近、塔臺(tái)管制席位信息顯示，主任席管理，系統(tǒng)監(jiān)控及數(shù)據(jù)管理，旁路監(jiān)視數(shù)據(jù)處理等主要功能。

NUMEN300自動(dòng)化系統(tǒng)為便于今后空管業(yè)務(wù)的發(fā)展而進(jìn)行的對(duì)應(yīng)擴(kuò)充及升級(jí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用分布式、開放式的客戶/服務(wù)器（C/S）系統(tǒng)架構(gòu)。采用三路本地網(wǎng)，具備多種類型的數(shù)據(jù)接口，具有較強(qiáng)的互聯(lián)能力，易于和其他設(shè)備及其他ATC系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)試。系統(tǒng)具有高可靠性、可擴(kuò)展性、可開放性，易于與其他相關(guān)系統(tǒng)互聯(lián)。

烏魯木齊空管中心NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，該系統(tǒng)同時(shí)可以根據(jù)用戶方業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，做到擴(kuò)充多個(gè)區(qū)域管制席、進(jìn)近管制席、塔臺(tái)管制席和飛行計(jì)劃編輯席，此系統(tǒng)將安裝于區(qū)域管制中心（ACC）、進(jìn)近管制室（APP）、機(jī)場塔臺(tái)（TWR），從而作為區(qū)域、進(jìn)近和塔臺(tái)提供的管制指揮服務(wù)的系統(tǒng)設(shè)備。

正常情況下，系統(tǒng)的主用監(jiān)視數(shù)據(jù)處理服務(wù)器滿足全部的功能服務(wù)要求，此時(shí)在雙MSDP中至少有一臺(tái)能夠正常工作，可提供包括區(qū)域、進(jìn)近和遠(yuǎn)地塔臺(tái)在內(nèi)的系統(tǒng)所有席位的航跡監(jiān)視和管制服務(wù)。

2 NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)典型故障現(xiàn)象

2.1 NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)航班號(hào)跳變故障現(xiàn)象

萊斯主用NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)航班號(hào)為CSN6980的目標(biāo)跳變?yōu)楹桨嗵?hào)CES5606，此跳變現(xiàn)象持續(xù)了3秒鐘，隨后該目標(biāo)航班號(hào)又跳變回CSN6980。跳變現(xiàn)象消失后設(shè)備運(yùn)行恢復(fù)正常。通過對(duì)NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行景象回放后，可見CSN6980航班從07：02：16開始跳變?yōu)镃ES5606，持續(xù)到07：02：20又跳變回CSN698

0（以上所述時(shí)間均為國際協(xié)調(diào)時(shí)間）。整個(gè)跳變過程截圖如圖2所示。

2.2 NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)飛行計(jì)劃異常故障現(xiàn)象

CUH2507、CSN6305、CCA4152、CHH2533等航班在塔臺(tái)GND席位向TWR席位移交的過程中，TWR席位接管后，飛行計(jì)劃就變成了controlled狀態(tài)，而此時(shí)航班還沒起飛，并在錯(cuò)誤的位置出現(xiàn)了計(jì)劃航跡，隨后飛行計(jì)劃被人工終止，塔臺(tái)在重新創(chuàng)建飛行計(jì)劃后目標(biāo)自動(dòng)相關(guān)正常。

通過對(duì)NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行回放和日志查詢，由于CUH2507、CSN6305、CCA4152、CHH2533等航班情況類似。本說明以CUH2507航班為例，該航班FPL報(bào)（領(lǐng)航計(jì)劃報(bào)）中，EOBT時(shí)間（預(yù)計(jì)撤輪擋時(shí)間）為09：00，實(shí)際起飛時(shí)間為09：35（以上所述時(shí)間均為北京時(shí)間）。以下是對(duì)于此故障現(xiàn)象發(fā)生的過程梳理：由于離線參數(shù)設(shè)定距離預(yù)計(jì)起飛時(shí)間50分鐘前飛行計(jì)劃狀態(tài)將變?yōu)镻REA狀態(tài)，因此CUH2507航班的飛行計(jì)劃狀態(tài)在08：10：19時(shí)由NACT變至PREA，系統(tǒng)自動(dòng)分配給該目標(biāo)6233的二次代碼（系統(tǒng)正常）；在08：46：24時(shí)，該次航班收到了CHG報(bào)修改航路（系統(tǒng)正常）；09：27：03塔臺(tái)管制員通過電子進(jìn)程單系統(tǒng)將該計(jì)劃由GND席位移交至TWR席位，飛行計(jì)劃狀態(tài)由PREA變至CONT狀態(tài)，從而出現(xiàn)計(jì)劃航跡，但此時(shí)CUH2507航班并未起飛，且DEP報(bào)并未拍發(fā)（系統(tǒng)不正常，此時(shí)飛行計(jì)劃狀態(tài)不應(yīng)該變?yōu)镃ONT，也不應(yīng)該出現(xiàn)計(jì)劃航跡，因?yàn)榇藭r(shí)塔臺(tái)的TWR席位并未執(zhí)行拍發(fā)DEP報(bào)（起飛報(bào)）的操作，航班也并未起飛。因此出現(xiàn)的該計(jì)劃航跡，飛行計(jì)劃中沒有實(shí)際起飛時(shí)間，故計(jì)劃航跡中解析的位置仍是以09：00的預(yù)計(jì)撤輪擋時(shí)間為基準(zhǔn)，而此航班延誤，因而出現(xiàn)了計(jì)劃航跡位置不準(zhǔn)確的情況，實(shí)際上，出現(xiàn)在該錯(cuò)誤位置的計(jì)劃航跡為該航班未延誤狀態(tài)下09：00起飛，09：27航班所應(yīng)在位置）；在09：30：11時(shí)，區(qū)調(diào)一扇（CC11P席位）管制員在FPW窗口執(zhí)行CNL操作，該飛行計(jì)劃狀態(tài)由CONT改變至FIN狀態(tài)，從而導(dǎo)致該飛行計(jì)劃終止，該計(jì)劃航跡消失（系統(tǒng)正常）；09：31：52時(shí)區(qū)調(diào)計(jì)劃席FDOP1管制員重新創(chuàng)建飛行計(jì)劃，計(jì)劃生成并成為NACT狀態(tài)（系統(tǒng)正常）；在09：35：08時(shí)，塔臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)助力管制席修改了EOBT時(shí)間，飛行計(jì)劃狀態(tài)改變至PREA狀態(tài)（系統(tǒng)正常，隨后塔臺(tái)管制員手動(dòng)修改該飛行計(jì)劃與之前航班相同的二次代碼6233）；新創(chuàng)建的飛行計(jì)劃于09：35：31時(shí)狀態(tài)由PREA改變至CONT狀態(tài)，飛機(jī)起飛（系統(tǒng)正常，之后計(jì)劃和雷達(dá)航跡相關(guān)正常，DEP報(bào)正常自動(dòng)拍發(fā)）。

3 NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)典型故障分析

3.1 NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)航班號(hào)跳變故障分析

NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)中監(jiān)視數(shù)據(jù)處理模塊（SDP）由熱冗余的主監(jiān)視數(shù)據(jù)處理模塊（簡稱為MSDP）、熱冗余的旁路監(jiān)視數(shù)據(jù)處理模塊（簡稱為BSDP）以及熱冗余的塔臺(tái)本地監(jiān)視數(shù)據(jù)處理模塊（簡稱為TSDP）組成。MSDP、BSDP和TSDP都是獨(dú)立存在，在物理上和邏輯上相互分離。正常情況下，系統(tǒng)的主用監(jiān)視數(shù)據(jù)處理服務(wù)器滿足全部的功能服務(wù)要求，可提供包括區(qū)域、進(jìn)近和遠(yuǎn)地塔臺(tái)在內(nèi)的系統(tǒng)所有席位的航跡監(jiān)視和管制服務(wù)。在遠(yuǎn)地塔臺(tái)與區(qū)管中心的網(wǎng)絡(luò)連接中斷時(shí)，塔臺(tái)席位無法獲得MSDP和BSDP的航跡服務(wù)；遠(yuǎn)地塔臺(tái)席位只能由TSDP負(fù)責(zé)航跡服務(wù)。失聯(lián)狀態(tài)下TSDP能夠?qū)崿F(xiàn)的功能與降級(jí)狀態(tài)下的BSDP所能實(shí)現(xiàn)的功能完全相同。監(jiān)視數(shù)據(jù)處理模塊生成的航跡目標(biāo)信息按照產(chǎn)生來源來分類共有三種：MSDP生成并維護(hù)的航跡信息稱為MSDP航跡，BSDP生成并維護(hù)的航跡信息稱為BSDP航跡，TSDP生成并維護(hù)的航跡信息稱為TSDP航跡。三種航跡都包括了單路航跡和綜合航跡。通常情況下，這三種航跡信息在系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)并存，并且除了必要的狀態(tài)同步以外，它們之間互相獨(dú)立。在監(jiān)視數(shù)據(jù)處理功能處于正常狀態(tài)時(shí)，BSDP和TSDP（如果塔臺(tái)與區(qū)管中心連接正常的話）接收MSDP發(fā)出的MSDP綜合航跡，根據(jù)其中包含的管制狀態(tài)信息來更新BSDP航跡和TSDP航跡，此時(shí)BSDP航跡和TSDP航跡沒有管制功能，因此不能自己修改管制狀態(tài)信息而與MSDP航跡保持一致。至于TSDP，在與區(qū)管中心失聯(lián)之前，一直與當(dāng)前的主用航跡進(jìn)行同步，不論主用航跡是MSDP航跡還是BSDP航跡。失聯(lián)之后，TSDP航跡升為主用航跡，塔臺(tái)席位用之進(jìn)行管制工作。需要注意的是，與降級(jí)的情況不同，連接恢復(fù)之后，區(qū)管中心部分的MSDP航跡/BSDP航跡也不會(huì)跟隨TSDP航跡同步，在接到連接恢復(fù)確認(rèn)命令后，TSDP航跡立刻轉(zhuǎn)為次要航跡，此前所做的RADTAG等管制狀態(tài)信息將被丟棄，管制員需要切換為使用MSDP航跡或BSDP航跡（區(qū)管中心正在降級(jí)的情況）。

在自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下，塔臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)席位與區(qū)管自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)器相連，即塔臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)顯示MSDP航跡；當(dāng)區(qū)管自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)器宕機(jī)，或者區(qū)管與塔臺(tái)之間的聯(lián)系中斷時(shí)，采用塔臺(tái)本地自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)器的TSDP航跡。兩種航跡可手動(dòng)切換，但是在自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下，不建議塔臺(tái)管制部門對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)手動(dòng)切換TSDP航跡。

通過對(duì)NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行景象回放，得知出現(xiàn)航班號(hào)跳變的席位為塔臺(tái)的TWR1E，此席位當(dāng)時(shí)的自動(dòng)化系統(tǒng)航跡為TSDP航跡，回放塔臺(tái)其余自動(dòng)化席位發(fā)現(xiàn)席位目標(biāo)的系統(tǒng)航跡均為MSDP航跡，且其余席位的CSN6980航班號(hào)未發(fā)生跳變情況。綜上得知此航班跳變情況為該席位自動(dòng)化系統(tǒng)處于TSDP模式下其相關(guān)異常所致。

3.2 NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)飛行計(jì)劃異常故障分析

航路和時(shí)間的一致性條件如下，要求必須同時(shí)滿足：航跡的實(shí)際位置在飛行計(jì)劃描述的計(jì)劃航路附近，即到計(jì)劃航路的距離小于數(shù)據(jù)庫中離線設(shè)置的門限值參數(shù)；根據(jù)航跡的當(dāng)前位置和速度，預(yù)測其到達(dá)計(jì)劃航路上最近一個(gè)報(bào)告點(diǎn)的時(shí)刻，和計(jì)劃里的預(yù)計(jì)到達(dá)報(bào)告點(diǎn)時(shí)間相差不超過門限值（數(shù)據(jù)庫中離線設(shè)置）；航跡的當(dāng)前航向和最近的計(jì)劃航路的方向相差不超過門限值（數(shù)據(jù)庫中離線設(shè)置）。對(duì)于飛行計(jì)劃已與航跡相關(guān)上的情況，當(dāng)滿足下列條件之一時(shí)，系統(tǒng)將切斷兩者的聯(lián)系，計(jì)劃和航跡都恢復(fù)為未互相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)：飛行計(jì)劃的狀態(tài)變更為終止或取消；航跡目標(biāo)消失；除了利用地址碼相關(guān)上的情況以外，航跡目標(biāo)具有有效二次代碼時(shí)（更改為7500、7600和7700等特殊二次代碼的情況除外），其二次代碼與飛行計(jì)劃中的ASSR和PSSR都不一致；除了利用地址碼相關(guān)上的情況以外，航跡目標(biāo)無有效二次代碼，并且沒有攜帶航班號(hào)信息，或者攜帶了航班號(hào)信息，但此航班號(hào)與計(jì)劃中的航班號(hào)不一致。

在此故障現(xiàn)象發(fā)生期間，經(jīng)檢查空管NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備硬件運(yùn)行一切正常。軟件問題原因?yàn)榻Y(jié)合塔臺(tái)新需求（之前航跡相關(guān)時(shí)部分標(biāo)牌顯示GND扇區(qū)，需修改顯示為TWR扇區(qū)，軟件修改時(shí)狀態(tài)也改為CONT）對(duì)NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用軟件升級(jí)，新功能異常導(dǎo)致此問題發(fā)生。故障現(xiàn)象發(fā)生后的第一時(shí)間對(duì)升級(jí)后的新軟件進(jìn)行修改和緊急再次升級(jí)，此故障現(xiàn)象消失，自動(dòng)化系統(tǒng)恢復(fù)正常。

4對(duì)NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)在烏魯木齊空管中心的短期運(yùn)行總結(jié)

自NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)在烏魯木齊空管中心運(yùn)行以來，NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)完成了烏魯木齊空管中心對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)主用設(shè)備的整體要求，對(duì)于管制操作功能的升級(jí)完善做到了管制方面的要求。自動(dòng)化室的科室人員對(duì)于該套系統(tǒng)所出現(xiàn)的問題及管制員的需求都會(huì)進(jìn)行不定期地收集工作，由此進(jìn)行了多次軟件方面的升級(jí)工作，從而使得該套NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)更加穩(wěn)定、完善。從最開始對(duì)于操作系統(tǒng)的不熟練，到能夠精準(zhǔn)查找系統(tǒng)日志、并從日志中發(fā)現(xiàn)問題，并順利地解決所遇見的問題。文章所涉及的故障案例分析對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)的日常維護(hù)維修有一定的參考借鑒意義，望與大家交流學(xué)習(xí)，從而共同提高空管自動(dòng)化系統(tǒng)方面的保障能力及水平。

參考文獻(xiàn)

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