淺析ADS—B信號(hào)接入HITT場監(jiān)自動(dòng)化系統(tǒng)

張自顯

摘 要：隨著烏魯木齊機(jī)場二跑道項(xiàng)目的實(shí)施，原建于跑道北邊的場監(jiān)雷達(dá)需擇址搬遷。在場監(jiān)雷達(dá)遷址期間，無法獲取場面位置信息。將ADS-B信號(hào)接入場面監(jiān)視自動(dòng)化系統(tǒng)，可使場監(jiān)自動(dòng)化繼續(xù)為管制員提供服務(wù)。經(jīng)過信號(hào)接入方案的確定，ADS-B數(shù)據(jù)分析，信號(hào)安全性和穩(wěn)定性測試，ADS-B信號(hào)順利接入場監(jiān)自動(dòng)化系統(tǒng)中，提高了場面監(jiān)視能力，彌補(bǔ)了場監(jiān)雷達(dá)盲區(qū)，簡化了塔臺(tái)管制員工作流程，增強(qiáng)了場面監(jiān)視設(shè)備的安全冗余度。

關(guān)鍵詞：ADS-B信號(hào)；監(jiān)視自動(dòng)化系統(tǒng)；研究

中圖分類號(hào)：TN0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）21-0045-02

引言

烏魯木齊HITT場面監(jiān)視自動(dòng)化系統(tǒng)于2014年5月建設(shè)完成并投入運(yùn)行。該系統(tǒng)可以引接場面監(jiān)視一次雷達(dá)信號(hào)，ADS-B信號(hào)和多點(diǎn)定位信號(hào)。在建設(shè)之初，該系統(tǒng)僅配套建設(shè)了TERMA場面監(jiān)視雷達(dá)。

隨著機(jī)場二跑道項(xiàng)目的實(shí)施，原建于跑道北邊的場監(jiān)雷達(dá)需擇址搬遷。在場監(jiān)雷達(dá)頭拆除到新址安裝并調(diào)試完畢的這一段時(shí)間內(nèi)，場面監(jiān)視自動(dòng)化系統(tǒng)沒相應(yīng)的信號(hào)源，無法獲取航班位置信息。

ADS-B信號(hào)接入場面監(jiān)視自動(dòng)化系統(tǒng)，使場面監(jiān)視自動(dòng)系統(tǒng)除TERMA雷達(dá)以外，具備了第二種信息源，提高了復(fù)雜天氣條件下的場面監(jiān)視能力，增強(qiáng)了場面監(jiān)視設(shè)備的安全冗余度。

1 HITT場監(jiān)

場監(jiān)自動(dòng)化系統(tǒng)，又名高級(jí)場面引導(dǎo)和控制系統(tǒng)（A-SMGCS）。烏木魯齊場監(jiān)自動(dòng)化系統(tǒng)是荷蘭HITT公司產(chǎn)品， 系統(tǒng)完全基于機(jī)場的布局，滿足在各種可能的能見度和場面運(yùn)行密度的條件下，為場內(nèi)的飛機(jī)和車輛的移動(dòng)提供安全有效的監(jiān)視服務(wù)。

監(jiān)視功能：負(fù)責(zé)目標(biāo)跟蹤和識(shí)別。

路經(jīng)選擇功能：負(fù)責(zé)飛機(jī)和車輛在場內(nèi)運(yùn)行路線的科學(xué)規(guī)劃和分配。

引導(dǎo)功能：用于控制（視頻）路經(jīng)引導(dǎo)輔助系統(tǒng)。

控制功能：負(fù)責(zé)監(jiān)控場內(nèi)路經(jīng)運(yùn)行狀態(tài)和跑道/滑行道侵入告警。

用戶：塔臺(tái)，進(jìn)近，T1/T3現(xiàn)場調(diào)度。

2 接入方案

HITT自動(dòng)化系統(tǒng)在建設(shè)時(shí)有一套運(yùn)行系統(tǒng)，同時(shí)配備了測試系統(tǒng)，測試系統(tǒng)與運(yùn)行系統(tǒng)配置基本一致，用于平時(shí)參數(shù)修改的測試，地圖制作的驗(yàn)證，特別是修改視頻地圖時(shí)，在不影響運(yùn)行系統(tǒng)的前提下，將假目標(biāo)等進(jìn)行視頻過濾，是保障運(yùn)行自動(dòng)化系統(tǒng)安全的先鋒。

為了確保在用運(yùn)行系統(tǒng)的穩(wěn)定性，先將ADS-B信號(hào)接入場面監(jiān)視系統(tǒng)的測試系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，接入可行性的研究，穩(wěn)定性測試等。待測試系統(tǒng)信號(hào)穩(wěn)定后，將ADS-B信號(hào)接入運(yùn)行系統(tǒng)。

2.1 測試系統(tǒng)接入

2.1.1 接入方式選擇

測試系統(tǒng)的服務(wù)器有CMSP監(jiān)控服務(wù)器，CTP主處理器，RRP記錄服務(wù)器，沒有運(yùn)行系統(tǒng)里的IP接口服務(wù)器，專用來接收數(shù)據(jù)，因此只能將信號(hào)接入中央處理器來處理信號(hào)。由于測試系統(tǒng)與主用系統(tǒng)隔絕開來，不會(huì)產(chǎn)生安全問題，故直接將信號(hào)接入CTP服務(wù)器，進(jìn)行信號(hào)分析。

2.1.2 接入硬件圖

烏魯木齊本場的ADS-B站點(diǎn)是四川綿陽九洲公司產(chǎn)品，站點(diǎn)支持多個(gè)客戶端用戶同時(shí)使用數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸出多樣，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，可輸出單播和組播數(shù)據(jù)，在ADS-B站點(diǎn)監(jiān)控客戶中配置自己需要的IP地址，注意IP不要和之前配置過的其他客戶相同，以防造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

可以在站點(diǎn)配置里面選擇UDP方式還是DCP方式，輸出的數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)的CAT062格式數(shù)據(jù)。

在CTP服務(wù)器中為ADS-B數(shù)據(jù)配置一個(gè)網(wǎng)卡，用來接受ADS-B數(shù)據(jù)，同時(shí)驗(yàn)證場監(jiān)自動(dòng)化系統(tǒng)可處理的信號(hào)格式，經(jīng)驗(yàn)證系統(tǒng)接受站點(diǎn)信號(hào)且為組播數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)可收到數(shù)據(jù)是成功的第一步，下面就是信號(hào)的處理及顯示了。需要配置ADS-B數(shù)據(jù)的處理軟件及參數(shù)管理軟件，測試信號(hào)的穩(wěn)定性。

2.2 運(yùn)行系統(tǒng)接入

運(yùn)行系統(tǒng)配置有專門的信號(hào)接入服務(wù)器IP01/IP02。將UDP/IP協(xié)議的ADS-B信號(hào)接入運(yùn)行系統(tǒng)SW01交換機(jī)，由交換機(jī)負(fù)責(zé)將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給IP01服務(wù)器。

因運(yùn)行系統(tǒng)和測試系統(tǒng)架構(gòu)不同，需要行網(wǎng)絡(luò)隔離。因此，當(dāng)ADS-B信號(hào)進(jìn)入場面監(jiān)視系統(tǒng)的時(shí)候需要給交換機(jī)設(shè)置路由，為IP服務(wù)器提供信號(hào)路由，進(jìn)行嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)隔離。

具體硬件鏈接圖如下：

路由配置有以下三種方式：（1）三層交換機(jī)，在三層交換機(jī)上配置IP服務(wù)器和ADS-B站點(diǎn)的路由。（2）路由器，配置一個(gè)路由器來完成中間的路由選擇。（3）數(shù)據(jù)收發(fā)轉(zhuǎn)換工具，該工具為私人開發(fā)的小工具，功能和路由器相近，負(fù)責(zé)收發(fā)數(shù)據(jù)，但是不檢查TTL參數(shù)項(xiàng)。

配置過程中發(fā)現(xiàn)問題，九洲ADS-B數(shù)據(jù)發(fā)送組播數(shù)據(jù)包時(shí)，默認(rèn)的TTL參數(shù)為1，TTL：time to live簡單來講可以理解為存活時(shí)間，在過一個(gè)路由時(shí)該參數(shù)減1，減為0時(shí)路由器會(huì)自動(dòng)拋棄此包，因此在路由器輸出時(shí)將ADS-B數(shù)據(jù)包丟棄，場監(jiān)自動(dòng)化系統(tǒng)接收不到數(shù)據(jù)包。

此問題有兩種解決方法，一是使用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工具，二是將九洲站點(diǎn)升級(jí)，將站點(diǎn)組播時(shí)的TTL參數(shù)修改為大于1的值。在系統(tǒng)接入時(shí)，由于升級(jí)需要時(shí)間，采用了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工具。

運(yùn)行系統(tǒng)ADS-B數(shù)據(jù)處理軟件與測試系統(tǒng)相似，為避免ADS-B數(shù)據(jù)對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)融合造成影響，設(shè)置了ADS-B數(shù)據(jù)是否參與融合的參數(shù)，可對(duì)ADS-B數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。

3 接入達(dá)到的效果

在有場面監(jiān)視雷達(dá)信號(hào)時(shí)，ADS-B信號(hào)和場面監(jiān)視雷達(dá)信號(hào)同時(shí)存在，ADS-B目標(biāo)為方框標(biāo)示。

在沒有場面監(jiān)視雷達(dá)信號(hào)時(shí)ADS-B可以提供場面目標(biāo)的位置，為管制員場面管制提供目標(biāo)信息。

接入ADS-B信號(hào)后，場面監(jiān)視自動(dòng)化系統(tǒng)將來自ADS-B的信號(hào)根據(jù)位置報(bào)告和場面目標(biāo)相關(guān)并有ADS-B標(biāo)牌顯示。有ADS-B信號(hào)的目標(biāo)將可以自動(dòng)掛牌，不再需要管制員手動(dòng)掛標(biāo)牌。

彌補(bǔ)場面監(jiān)視雷達(dá)盲區(qū)。（T1 T2 T3廊橋等場監(jiān)雷達(dá)覆蓋不好的地方）

參考文獻(xiàn)：

[1]王哲明.AeroTrac自動(dòng)化系統(tǒng)ADS-B信號(hào)的接入和配置[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（19）.