STCA告警在空管安全運行中的應(yīng)用思考

黃磊

摘 要：在空中交通管制中，短期沖突告警能夠起到有效的作用，避免飛機之間產(chǎn)生沖撞，保證了航行的安全性。應(yīng)對短期沖突告警進行合理應(yīng)用，使其能夠為管制帶來幫助。本文對短期沖突告警進行了介紹，闡述了告警的原理，分析了告警測試及應(yīng)用，包括參數(shù)測試以及應(yīng)用效果，為空中交通管制的效果提供了保障，同時也能夠發(fā)揮出短期沖突告警的良好效果。

關(guān)鍵詞：短期飛行沖突告警;空中交通管制;安全運行

引言

在空中交通管制中，飛行沖突告警能夠避免航空器之間產(chǎn)生碰撞的問題，借助告警可使管制員了解到其中的隱患問題，并且預(yù)先采取措施進行避免，保證航空器的航行的安全性。其中短期飛行沖突告警是一項重要的技術(shù)，能夠在應(yīng)用發(fā)揮出有效的作用。為了使短期飛行沖突告警在管制中得到有效的應(yīng)用，對其進行深入分析，通過合理的應(yīng)用使管制的效果加強，為交通管制提供幫助。

一、STCA告警概述

短期沖突告警，簡稱為STCA告警，這種告警指的是在經(jīng)過了一段前探時間后，航空器的水平與垂直距離相比預(yù)設(shè)值要小，也就是最小安全距離產(chǎn)生的告警。在應(yīng)用中，短期沖突告警進行周期計算，每隔STCA_UPDATE_PERIOD個航跡的時候，更新周期，并且一次計算。該告警功能模塊可比較源航跡以及目標航跡的距離，在源航跡與目標航跡之間的距離相比預(yù)設(shè)的數(shù)值小的時候，會產(chǎn)生告警。在系統(tǒng)中可將空域劃分成STCA告警去以及抑制區(qū)，進行告警計算只在告警區(qū)域中發(fā)揮作用，在抑制區(qū)中不進行告警計算。

二、告警功能的實現(xiàn)

短期飛行沖突告警的計算中包括當前模式計算與推測模式計算，在當前的民航管理要求中，對空中交通管制自動化系統(tǒng)的告警以及短期飛行沖突告警內(nèi)容進行了明確，為了避免虛警系統(tǒng)在推測模式下進行探測，需要對CFL數(shù)據(jù)航跡進行高度層保護設(shè)計。這種方式的原理是對有CFL高度的目標不根據(jù)升降率推測其高度變化，而是作為一種目標需要達到的高度，以此為基礎(chǔ)與其他航空器進行垂直方向沖突告警計算。當航跡處在上升、下降階段，同時具有CFL值的時候，可采用CFLA加減高度層容差值，將其作為航跡推測高度的上限、下限，之后檢測垂直沖突。

三、空管自動化系統(tǒng)的告警原理

在測試前，應(yīng)根據(jù)是否超出CFL升降率門限的范圍進行分析，對使用的空管自動化系統(tǒng)的告警原理進行明確。在航空器下降率在系統(tǒng)設(shè)置的升降率門限范圍中的時候，同時航跡為上升、下降狀態(tài)并且由相應(yīng)的CFL值的時候，系統(tǒng)使用CFL值加減高度層的容差值，將得到的結(jié)果作為航跡推測高度的下限，之后可進行沖突探測。當沒有超出航跡推測高度下限值的時候，系統(tǒng)不會進行告警。在達到了推測高度下限的時候，時間達到60s后，同時設(shè)置了告警功能的時候，系統(tǒng)會進行PCA告警，而在告警條件的時候，系統(tǒng)會進行CA 告警。航空器的升降率相比系統(tǒng)中設(shè)置的升降率門限大的時候，在航跡達到了CFL高度并且加升降率保護高度值的時候，在60s后達到了相應(yīng)的告警條件的時候，系統(tǒng)會進行PCA告警，當僅僅達到了告警條件的時候，系統(tǒng)會進行CA告警。

四、告警測試及應(yīng)用

（一）參數(shù)測試

應(yīng)對空管自動化系統(tǒng)進行測試，在CFL升降率門限范圍以及升降率航跡保護高度值范圍中進行選擇參數(shù)。通過對該系統(tǒng)進行腳本設(shè)計，使兩架航空器分別起飛，在達到了一定高度之后同向保持飛行狀態(tài)，結(jié)合飛機的參數(shù)情況，一架飛行高度為10100m，另一架為8900m，使前者飛行員分別采用下降率小于和大于門限值范圍的方式進行操作，穿過或者高度的時候，對告警值進行觀察和記錄。將升降率航跡保護高度分別定為100m、150m、130m、30m，下降率門限值為10m/s、10m/s、10m/s、17m/s，對結(jié)果進行分析。

（二）應(yīng)用效果

通過分析可知下降率門限值為10m/s，升降率航跡保護的高度為130以及150的時候，航空器下降率超出門限，系統(tǒng)探測到高度小于CFL高度的情況增加，產(chǎn)生預(yù)告警的時間過早，導(dǎo)致虛告警，影響管制的效果。在下降率門限值為17m/s的時候，升降率航跡保護高度為30，產(chǎn)生預(yù)告警的時間晚，難以起到提醒的效果。在下降率門限值為10m/s的時候，升降率航跡保護高度為100，告警的時機較穩(wěn)定，同時，預(yù)告警與告警存在一定的差值，在產(chǎn)生了沖突的時候管制員可有時間將沖突解除。

五、3STCA告警后沖突的垂直調(diào)配

STCA告警后，需要對沖突進行判斷和調(diào)配，在垂直調(diào)配過程中，應(yīng)按照相應(yīng)的原則來進行分析，先觀察飛機之間的垂直間隔的距離，還應(yīng)評估飛機的垂直速度，對垂直高度的變化以及實際情況下飛機高度的差值進行分析，結(jié)合兩者的聯(lián)系來制定方案。在實際的調(diào)配中，應(yīng)對飛機的垂直狀態(tài)，判斷飛機之間的垂直間隔有多少，之后應(yīng)對其垂直速度進行判斷，思考是否指令飛機垂直速度上升率或者下降率，還應(yīng)判斷機組是否有強烈的上升以及下降要求。當沒有指令垂直速度，機組沒有強烈要求的時候，可根據(jù)飛機的不同上升以及下降階段分析上升率或者下降率。在分析完成飛機的垂直狀態(tài)后，可對阻止飛機垂直狀態(tài)的程度進行預(yù)測。

對能阻止飛機垂直狀態(tài)的程度進行預(yù)測，其中告警后的飛機高度差值為L，飛機垂直速度為V，發(fā)現(xiàn)告警以及判斷沖突需要的時間為T1，管制員發(fā)出指令并且復(fù)誦指令需要的時間為T2，開始阻止飛機下降、上升或者繼續(xù)的高度為H。按照H=（0.1+T1+T2）V的規(guī)律進行計算，在理想情況下，T1為5，T2為10。當垂直速度為100FTM的時候，理想狀態(tài)為告警高度加減110M;當垂直速度為200OFTM的時候，理想狀態(tài)為告警高度加減220M。同理，在飛機垂直速度為30FTM的時候，理想狀態(tài)為告警高度加減330M，通過對阻止飛機下降或者上升的高度的預(yù)估，可以開展高度調(diào)配，使其滿足管制的要求。

六、結(jié)語

STCA告警作為空中交通管制自動化系統(tǒng)中的重要內(nèi)容，為了有效利用告警的功能，應(yīng)對其應(yīng)用進行全面分析，結(jié)合自動化系統(tǒng)的參數(shù)進行測試，明確應(yīng)用的效果。結(jié)合高精確性的告警功能，可使系統(tǒng)的保護機制減少誤警的次數(shù)，為管制提供有利的條件，同時也能夠為空管安全帶來有效的保障，減少空中交通飛行事故的發(fā)生，促進民航空管的穩(wěn)定發(fā)展。

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