空中交通管制模擬機設備的需求分析與實施

劉丹妮

摘? 要：隨著我國民航事業的飛速的發展，民用航空安全也變得越來越受到各界的重視。為適應現代空中交通管制行業發展的需要，需要配備管制模擬機設備開展對管制人員進行雷達模擬機和程序管制模擬機的強化培訓。本文通過對DRS08模擬機設備的分析，闡述了該類型設備在空管行業中起到的作用，設計原則以及安裝實施過程中的注意事項，希望對有類似需求的單位有借鑒意義。

關鍵詞：空中交通管制;模擬機設備;需求分析與實施

一、前言

傳統的管制人員培養方法是“師傅帶徒弟”，學員在接受了相關的理論知識培訓后，跟隨具有實際經驗的管制人員到現場觀摩學習。這種方式學習周期長，學習水平難以提高;更主要的很難進行大容量、大強度以及特殊情況下的訓練。為適應現代空中交通管制行業發展的需要，發達國家已經普遍使用各類空中交通管制模擬機來開展管制員的訓練。在我國，這項工作也已全面推廣，訓練的內容以程序管制和雷達管制模擬機為主。在模擬機系統中除了進行大量程式化的管理和培訓之外，還可以方便的設置現場極難遇到的特殊、危急情況，如通信失效、劫機、雷達失效等情況。良好的模擬機培訓為民航空管管制人員提供了安全高效的訓練方式。目前一名合格的管制人員每年必須經過50小時以上的模擬機培訓才能通過審核上崗指揮。

二、設計原則

系統整體采用B/S架構實現，系統的設計上主要遵循以下原則：

1.實用性：不簡單防制國外產品，制定與我國民航實際情況相符合的實用性功能需求。

2.模塊化設計：應盡量采用成熟、先進的硬件產品。同時開發功能清晰的軟件功能模塊，確保系統的健壯性和可靠性。

3.標準兼容與可擴展性：所有模塊功能均需滿足國際民航組織ICAO的標準定義，同時還應該充分考慮到我國的標準體系的相關規定，此外也應為今后可擴展需求預留接口。

三、系統組成與工作流程

1.系統組成

模擬機系統由一系列的軟件和硬件組合而成，采用模塊化功能實現。設計上首先要著眼于空中交通管制的實際工作需求，通過建模與仿真技術模擬各種特殊情況;通過軟件編程實現管制員、模擬機長、培訓教員等各個席位的功能實現后通過成熟、先進的網絡設備和計算機技術，實現系統的穩定可靠。同時，該套系統還應該充分考慮不同管制崗位的場景需求，如針對塔臺管制席的實時視鏡生成器;用于數據回放和記錄的數據庫系統;用于播放實景音效的環繞立體聲系統等配套設備。

1）網絡服務器：網絡服務器為整個系統運行的核心。存儲各類訓練計劃和模板;在模擬訓練時它向各個席位提供目標信息、完成信息交換、接受并傳達機長席位傳達的目標控制命令，完成目標運動狀態的計算。

2）數據庫系統：用于編輯和管理系統的各種基礎數據（包括管制空域信息、機場場面信息、氣象模型、三維視景模型等），可靈活的從每年下發的航班時刻表中自動生成近期的飛行計劃，用于增強管制情景意識;對數據至少保存30天，便于檢查和回放。

3）實時視景生成器：主要用于塔臺管制崗位，可以通過投屏形式實時描繪塔臺窗外所見的180-270°三維視景。可以模擬各種特殊情況用于演練（包括失火、劫機、緊急救援等情況）。同時還應該與環繞立體聲系統契合，進一步增強情景意識。

4）管制員席位：主要用于模擬管制員顯示的各種狀態信息（需求基本與實際崗位一致，包括雷達屏幕、內話設備、氣象設備等）。同時應該提供機場燈光、跑道引導系統的模擬功能。

5）模擬機長席位：主要負責按照管制員的口述指令，通過鍵盤輸入相應命令，模擬在管制員指揮下航空器的各類運動及軌跡。控制命令將直接傳送到網絡服務器，在經過計算后反饋目標的運動狀態、速度、高度、航向、ACARS等狀態。同時該系為也應該提供氣象條件轉換、故障特情設定等功能。

6）模擬通信系統：模擬管制員與機長之間的無線地空通信設備。

2.系統工作流程

在實際使用過程中，根據系統不同功能可分為“設備接入狀態”和“訓練運行狀態“。

設備接入狀態：系統啟動后的第一個狀態，首先要從數據庫中讀取預先存儲好的基礎資料（包括訓練計劃、機場信息、空域信息、氣象信息等），然后等待管制員席位、機長席位、實時視景生成器等設備的自檢和接入。當完成初始化過程后，服務器將通過網絡將已夾在好的數據傳遞給該席位，從而完成各席位的準備。

訓練運行狀態：在此狀態下，受訓的管制員根據自己所觀察到的飛機狀態情況（起飛、落地、地面滑行等不同階段），以及從雷達席位顯示的飛機高度、速度、航向、計劃狀態、受控情況、跑道容量等信息，通過模擬通信系統向機長發出管制指令;模擬機長將該指令輸入系統，控制飛機、車輛運動狀態，以模擬演練出實際情況。系統可以對整個指揮過程中有明確判定指標的地方進行評估，是否符合工作流程和標準。除此之外，管制教員還可以任意設置能見度、風向/風速等自然條件的改變，以及設置引擎起火故障、劫機狀態下的處置等特情演練，加強對緊急情況下管制方法的訓練，提高管制水平。

訓練結束后，使用教員席位利用記錄的場景、雷達及話音數據進行訓練回放、訓練講評等。

四、實施過程

由于模擬機設備一般都是在老舊樓宇內改造后進行安裝，不符合通信機房設計規范。在項目的需求分析階段提前規劃，需注意以下幾點：

1）服務器、存儲、交換設備是該套系統的核心設備，安裝前要進行現場勘測，確保安裝環境條件;預留必要的檢測和安裝空間，保證良好的散熱條件;盡量避免機柜放置在中央空調管路底下，以免漏水。

2）硬件安裝區域要確保供電和接地的穩定可靠。有條件的情況下，應該加裝前端的穩壓設備和不間斷供電設備。接地電阻值應小于4歐姆。

3）根據不同席位的劃分做好傳輸線纜預埋，并確保網線距離小于90m。同時注意弱電線纜與強電線纜平行方向距離不小于30cm，防止電磁干擾。

五、結束語

經過多年的發展，空中交通管制模擬機已經逐漸成為管制人員的培訓和空域規劃評估工作中不可替代的手段。為軍、民航管制員提供全面、安全、高效的訓練手段，該系統的使用可大大提高培訓質量和效率，更好的滿足管制單位對應用型人才的迫切需求。

參考文獻

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