INDRA自動化系統出現掛錯標牌的典型案例分析

孫琰玥 王小為

摘要：在空管自動化系統中，實現系統航跡與飛行計劃的相關，是空管自動化系統的核心功能之一。本文通過對一次成都英德拉自動化系統兩架航班標牌相關錯誤的案例分析，詳細闡述了自動化系統的相關處理機制，分析了航班標牌異常的原因，并提出了INDRA系統相關功能的優化方法，以減少管制運行風險。

關鍵詞：系統航跡；飛行計劃；標牌；相關

引言

空管自動化系統作為民航空管部門對空指揮的核心系統，通過處理監視數據和飛行數據等信息，為管制員提供飛行勢態顯示和告警處理等功能。監視數據處理主要包含對目標進行監視、跟蹤、融合，提供航空器的空中位置，包括速度、高度和航向等信息，為飛行數據處理系統提供與航跡相關所需的航跡信息。飛行數據處理實現民航電報、飛行計劃的處理、應答機代碼的管理、飛行航跡的計算、實現航跡與計劃的關聯、管制的移交和協調、扇區的管理等功能。

空管自動化系統接收、處理監視數據和飛行數據這兩方面的信息并將其進行綜合，為管制員提供航班空中交通實時動態。這兩類信息綜合的關鍵是準確實現兩者的相關，即實現飛行計劃與目標航跡的一一對應，給管制員提供正確的空中態勢顯示。

2018年6月6日晚上8時許，正值成都管制區域航班流量晚高峰時段，成都主用英德拉自動化系統（以下簡稱INDRA系統）上出現航班CES9698的標牌錯掛為CES5822的現象，立即引起了成都技術保障部門的高度重視，技術人員立即通過系統回放、航班日志查詢等方法，初步判斷引起標牌掛錯的原因為航跡相關錯誤所致。本文從飛行計劃歷史信息入手，找出兩航班相關錯誤的原因，結合成都INDRA系統航跡相關原理，詳細分析了兩航班相關異常的具體原理，并對INDRA系統SNET相關功能的問題提出了改進和建議。

1 飛行計劃解析

為了分析兩架航班航跡相關錯誤的原因，首先查看它們的飛行計劃歷史信息，摘取其中的主要信息顯示如下表：

解讀兩航班的報文信息分析如下：

航班CES5822于08：12：23收到FPL報文，起飛機場ZBDS，落地機場為ZPPP；11：11：17收到的DEP報文中含有二次代碼信息SSR=A4152，此二次代碼的狀態屬于PRELIMINARY；在11：39：14時計劃狀態變更為NOTIFY，此時檢查它收到的DEP報中的二次代碼A4152在成都INDRA系統中可用，ASSR=A4152；12：02：31，航跡和計劃通過ASSR相關；12：11：19建立系統航跡，由SDD32席位手動去相關。12：12：13由SDD12席位通過S模式手動相關；12：12：31，手動修改二次代碼ASSR=A4066。

航班CES9698于07：01：54收到FPL報文，起飛機場ZSYT，落地機場為ZUUU；10：22：28收到的DEP報文中含有二次代碼信息SSR=A4152，此二次代碼的狀態為PRELIMINARY；11：52：41時計劃狀態變更為NOTIFY，此時檢查它收到的DEP報中的二次代碼A4152由于已經被CES5822占用，重新分配ASSR=A2000；12：08：37收到EST報文中二次代碼信息為A4152，系統檢查該二次代碼不可用，PSSR=A4152；12：11：37席位手動協調，修改ASSR=A2000；12：11：59創建系統航跡；12：12：11航跡和計劃通過S模式相關；12：13：02手動修改二次代碼ASSR=A4152。

而通過回放INDRA系統的屏幕錄像發現：真實航跡CES9698在12：02：34錯誤地掛上了CES5822的標牌，12：11：22手動去相關后，于12：12：14重新相關上了正確的標牌CES9698。CES5822的真實航跡于12：12：18標牌相關正常。圖1為回放截取的兩航班相關錯誤和相關正常的圖片。

如圖1（a）所示，CES9698的航跡錯誤地掛上了CES5822的標牌（圖中已標注）。而在距CES5822錯誤相關標牌東北方向51.6公里處（圖中橙色連線所示），存在另一個未相關的真實的CES5822（黑色）的S模式航跡。圖1（b）兩航班均正常相關。

根據INDRA系統中兩架航班掛錯標牌的現象，并結合它們的飛行計劃歷史信息分析得知，由于兩個航跡都收到了相同的二次代碼，且兩個航跡的距離相近（經測量相距30公里左右），CES9698的航跡錯誤地與CES5822的計劃進行了相關，導致了CES9698錯掛成CES5822的標牌。

2.INDRA系統航跡相關原理

成都INDRA系統中的安全網及告警服務器SNET接收實時的經監視數據處理服務器SDP融合處理后的系統航跡數據，計算、建立飛行計劃數據與系統航跡數據之間的相關關系，一旦系統航跡與飛行計劃相關聯，實現對應關系后，在管制席屏幕上，該飛行計劃信息就會顯示在對應系統航跡上，給管制員提供一個精確的飛行交通情況。

只有當航班進入管制區內，計劃航跡才可能與該航班的航跡相關。對已經進入相關區的系統航跡，查找與之相關條件符合的飛行計劃。為了確保雷達航跡和飛行計劃相關的正確率，INDRA系統對自動相關進行了嚴格的條件檢查，只有同時滿足以下四個條件時才允許系統航跡與飛行計劃自動相關。

（1）系統航跡沒有重碼

如果系統航跡正處于重碼告警DUPE狀態，即同時存在有兩個相同SSR代碼或ADS-B/ADS-C呼號相同的系統航跡，即使這兩個系統航跡之間的距離較近（離線定義參數），系統不會對這兩個系統航跡進行自動相關計算。

（2）有對應的飛行計劃且飛行計劃狀態滿足相關條件

無論進港航班還是出港航班，在INDRA系統中只有處于NOTIFY或ACTIVE狀態的飛行計劃才允許與系統航跡自動相關。

（3）航跡的標識和飛行計劃必須一致

若是二次雷達航跡，則雷達航跡的二次代碼（SSR）與飛行計劃分配的二次代碼（SSR）必須一致；或S模式中航跡24位地址碼與計劃中24位地址碼必須一致（目前系統暫未采用此功能）；若是ADS-B/C航跡，則其航班號與飛行計劃的航班號必須一致，系統航跡與飛行計劃才能進行相關。

（4）航跡與計劃軌跡的位置相近

目前，成都INDRA系統離線定義，系統航跡與飛行計劃的計算軌跡距離設定在50nm以內，才能進行相關。

3 相關錯誤原因分析

在本次案例中，CES9698和CES5822同屬經過相鄰管制情報區進入成都區域的進港航班，且距離較近，起飛報中分配了相同的二次代碼A4152，航跡和計劃在相關時同時滿足：

（a）有對應的飛行計劃，且飛行計劃處于NOTIFY狀態，滿足相關條件；

（b）航跡的二次代碼和飛行計劃一致，滿足相關條件；

（c）兩個航跡與計劃軌跡的位置相近，且兩航跡的位置距離小于離線設定，滿足相關條件。

滿足以上3個相關條件，導致二次代碼相同的兩航班在進入相關區的系統航跡在距離相近、時間相近的情況下產生了相關錯誤，導致CES9698的航班錯誤地掛上了CES5822的標牌。但是，比對INDRA系統航跡與飛行計劃自動相關的四個必要條件發現，并不滿足系統航跡沒有重碼才能自動相關這一必要條件。INDRA自動相關要求：如果系統航跡正處于重碼告警狀態，即使同時存在有兩個相同SSR代碼或呼號相同的系統航跡，系統不會對這兩個系統航跡進行自動相關。理論上，存在重碼告警的系統航跡不應進行自動相關，不會導致相關錯誤的現象發生。

CES9698標牌相關錯誤以后，CES5822的航跡及標牌上出現了以下告警，如圖2所示：

（1）黃色“RO”。黃色“RO”為系統航跡偏離計劃航跡產生的航跡偏離告警，說明INDRA系統已經檢測到CES5822的實際航跡與計劃航跡偏差較大（航跡相關錯誤所致）；

（2）黃色“CS”。黃色“CS”告警這是由于自動化系統接入S模式雷達后，可以根據航班號或者二次代碼的任意一個條件進行相關，因此可能出現根據呼號相關的標牌二次代碼不一致的情況，或者根據二次代碼相關的標牌呼號不一致的情況。當呼號不一致時，航跡標牌頂端出現黃色“CS”字符提示，此告警可以提醒管制員，主動檢查航班呼號是否一致。

（3）航跡符號變為黃色。CES9698（錯掛為CES5822）的航跡符號顯示為黃色，這是因為INDRA系統中若存在相同的二次代碼或者呼號，將產生DUPE告警，航跡符號采用黃色標識以提醒管制員注意。

由此可見，INDRA系統雖然將CES9698的標牌自動相關錯誤，但系統產生的幾項告警提示能夠較為有效的提醒管制員檢查航班動態信息的正確性。

4 改進及建議

此次成都INDRA系統出現相距較近、分配的二次代碼相同的兩進港航班，航跡與計劃相關錯誤導致掛錯標牌的現象雖然是偶發情況，但也暴露出系統在自動相關時的一些問題，若某地區持續采用較短時間內二次代碼重用的機制，就會不斷出現幾個相同二次代碼的航班先后進入成都區域導致自動化系統大面積掛錯標牌的情況，這必然帶來較大的安全風險。INDRA系統可以考慮從以下幾個方面改進安全網及告警服務器SNET的相關功能：

（1）系統航跡存在重碼時不自動相關。如果系統航跡正處于重碼告警DUPE狀態，即同時存在有兩個二次代碼或呼號相同的系統航跡，即使這兩個系統航跡之間的距離較近（離線定義參數），系統不會對這兩個系統航跡進行自動相關計算。雖然之前這就是INDRA系統設定的自動相關的必要條件之一，但從此次異常事件來看，此條件并未生效，需要改進。

（2）航偏距超過指定的范圍時不自動相關。航班飛行時偏離航路的距離如果超過系統參數指定的允許航偏距（離線定義參數），也不允許飛行計劃與航跡自動相關。

針對目前成都INDRA自動化系統SNET相關功能存在的問題，通過本文的分析和研究，對系統航跡和飛行計劃自動相關提出更高要求的約束條件，建議INDRA系統修改自動相關的有關程序，提高空管自動化系統自動相關的正確性和準確率，這將有助于為管制員提供更加安全、優質的空中交通管制服務，提高民航系統的整體保障能力，提高空管效率和整體服務水平。維護人員針對出現的各種問題及早關注、盡早解決，不斷汲取經驗，推動空管自動化系統更好的應用和發展。

參考文獻：

[1] European Secondary Surveillance Radar（SSR）Code Management Plan，ICAO EUR DOC 023，First Edition 2010.

[2] 李小鵬.INDRA空管自動化系統技術操作手冊[Z].民航西南空管局.2013.