民用飛機ACARS數據鏈應用

摘 要：數據鏈技術在民航業務系統中的應用，能夠有效提高運行效率和質量，為飛機飛行安全提供更為完整的數據。目前，我國多個民航機場已經廣泛使用數據鏈技術，并且取得了一定成果。本文以民用航空領域飛機為對象，對其ACARS數據鏈應用進行幾方面研究。

關鍵詞：民用飛機；ACARS數據鏈；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.132

0 引言

在通信導航技術不斷發展的過程中，越來越多的新技術被應用于空地通信自動化系統中，以此提高管理的效率和自動化程度。近些年，ACARS數據鏈的應用呈現出增長趨勢，它能夠克服傳統通信系統的缺陷，實現地面管理與飛行機組的數字通信，是空地通訊系統的一大進步。

1 ACARS用于獲取飛機狀態

傳統的ACARS數據鏈傳輸速度有限，并且在對數據進行比對和傳輸過程中，只能將部分信息發回地面。早期數據鏈按規定周期進行數據信息反饋，然后對不同的信息內容重新校定，比如當前時間、經緯度、高度、剩余油量等等，雖然能夠被地面獲取，但并不能保證地面完成對飛機的實時監控。因此，多數航空部門希望飛機在出現緊急狀況時迅速獲取相關數據，采取有效的應急措施。比如：飛機的實時航向、飛機的俯仰角度的。利用ACARS數據鏈也可以進行飛機系統參數的數據檢測和報告，并對故障進行預警。早期的ACARS數據鏈并不能對這些信息完整傳送，只能等到飛機著陸后才能獲得飛機在飛行狀態下的數據。而在現有的ACARS數據鏈的基礎上，通過對地面AOC應用進行升級，可以提升地面對飛機飛行狀態的監控能力，獲得全面實時監控飛行狀態數據信息的能力。

2 飛機狀態監視應用

通過將不同的數據信息進行分類和整理，然后利用ACARS數據鏈進行信息傳遞，讓被分類以后的完整數據信息快速傳遞，提高信息傳遞效率，這種傳遞方式與普通的應用信息獲取方式相比，內容更加豐富，數據更新速度更快。

2.1 在數據鏈體系中的位置

根據使用功能對ACARS數據鏈進行層次分類，通常的分類方式為：數據鏈應用、協議和通訊子網三部分。利用AOC應用程序對飛機的狀態進行實時監控，通過軟件監管飛機飛行數據，獲取最新的數據信息，然后進行儲存。

2.2 實現步驟

飛機飛行數據需要實時監控，為了方便傳輸，需要對實時信息進行處理、封裝、壓縮和編碼。

（1）飛機信息處理。飛機在飛行狀態時會產生大量的數據信息，根據數據信息的格式和相應順序進行分類，然后將不同的數據按格式排成比特數據流，以此作為單個的可被采集的數據信息點。這些信息按照不同階段分為以下四個部分：飛行參數字段、系統狀態字段、告警信息字段和結束標記。飛行參數字段完成了對飛行過程中的飛行參數的記錄，比如飛機的實時經緯度、高度、氣壓、航向、風速、溫差變化等，這些數據會根據不同的類型分類存儲；系統狀態字段獲取了在飛行階段的內部系統的相關數據，通過對數據的實時監控，了解飛機的內部系統運行狀況以及工作模式。系統內容包括：電流、液壓、電源、起落架等系統的工作狀態，發動機運行情況等數據信息；告警碼完成的是飛機故障的提示和預警工作，方便地面用戶對飛機出現的安全隱患進行監控；結束標記需要避免與告警碼數字重復，因此它在比特位置的標記結果填1，這也標記著他完成了飛機狀態的數據采樣，并可以很好的對不同采樣點的數據信息進行區分。（2）信息封裝。根據不同的采樣周期進行信息獲取，然后在不同時間段內建立多個連續的采樣數據信息庫。之所以對消息進行封裝，是為了保證將不同階段的數據信息有序排序，將最新階段的數據信息靠前放置，方便進行信息的查詢與使用。信息的間隔時間可以根據使用要求進行確定，這也在一定程度上決定了采樣間隔時間的跨度。（3）數據壓縮。利用多種信息壓縮方法，對已經獲取的大量數據信息進行壓縮處理，方便進行信息的傳輸和存儲，同時可以完成對信息的分類。比較常用的數據壓縮算法有：動態馬爾可夫壓縮算法、DEFLATE算法等。數據的壓縮過程可以根據使用要求進行配置，在對不同數據進行等級優化時，也可以根據數據資源的存儲狀況進行選擇。（4）信息編碼。數據編碼的過程是完成數據的信息流轉換過程，將信息從比特流形式轉換為字符形式，方便進行信息的獲取和閱讀。通常選擇64個可顯字符完成信息編碼表，并將比特流從六轉換為八，被轉化后的信息長度將在原基礎上增加1/30。（5）處理流程。通過觸發采樣計時器獲得飛機狀態監控數據。飛機征集通電即可獲得首次飛機參數、系統報告和告警信息有關的數據內容，然后系統自動識別，將信息按照不同字段進行分類存儲，最終完成飛機狀態信息的單個采樣點存儲任務。該過程完成以后，系統會默認將最新的采樣點信息靠前排序，完成信息的更新，讓最新的數據信息被優先顯示和使用。

3 特點

飛機狀態監視應用具有如下特點：

（1）既包含實時飛行參數，又涵蓋飛機各系統工作模式狀態以及故障告警信息，為地面用戶實時全面地了解飛機狀態提供了便利。

（2）在源端使用的信息都是面向比特的，相比于傳統面向字符的ACARS應用，能夠承載更多信息；同時在信息編碼后仍能通過ACARS數據鏈網絡進行傳輸，間接提升了ACARS數據鏈的有效信息傳輸速率。

（3）數據壓縮過程進一步提高了飛機狀態消息的數據容量，在采樣間隔固定的情況下，能收集更多的采樣點，使地面終端能更真實的還原飛行場景。

（4）飛機狀態監視報告中具體的飛行參數、系統狀態和告警信息，可根據用戶需求配置；另外，采樣間隔也可配置，體現了客戶化應用的靈活性。

4 結束語

本文從三個方面對民用飛機ACARS數據鏈應用進行了分析，不難發現，我國民用航空通信管理系統在不斷完善和進步，其現代化程度與自動化程度越來越高，進一步研究ACARS數據鏈應用，對我國民航的通訊管理系統創新有著一定的參考價值。

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作者簡介：唐進（1983-），男，貴州人，本科，中級工程師。