我國空管自動化系統存在的問題分析

包迪

摘要：雷達、RVSM等這些都離不開自動化系統的技術支持。但是給予大量的技術支持的同時，也會有些問題的存在，本文就我國民航空管自動化系統的一些問題進行研究討論，希望能夠為解決這些問題帶來一定的參考。

關鍵詞：空域流量;空管自動化系統;雷達管制

一、目標航跡與飛行計劃不相關原因分析

在空管自動化系統中，目標航跡與飛行計劃二者的自動應用，往往會因為二者其一出現異常，讓二者產生不相關現象

1飛行計劃異常情況下，導致的不相關現象

如果在目標航跡沒有問題的狀態下，飛行計劃的狀態會否影響到二者之間的相關了。領航報正確時，航空器的運行航路根據領航報進行并且自動對比基礎數據庫的航路數據。在沒有，不能依據領航報進行運行時，航空器的運行航路根據起飛報內容與數據庫內的相關數據自動匹配，這樣也能實現自動相關。AFTN的文件丟失、不全或者不規范情況，或者飛行計劃不詳細、數據庫錯誤，這些會影響二者的自動相關。

2.雷達信號原因引起目標航跡與飛行計劃不相關

目標航跡與飛行計劃的能不能自動相關，在飛行計劃沒有問題的狀況下，航跡的質量起到了決定性作用。而雷達信號的穩定與否決定了飛行航跡的好壞，如果航空器與雷達信號長時失聯，則會導致二者無法自動相關或者顯示的數據信息有問題。

目標信號的質量與雷達或者多雷達數據處理系統這個整體緊密相關，雷達發射的信號好壞關乎到多雷達數據處理系統能不能進行融合。如果某個雷達出現故障問題，那么通信通道的信號肯定不好（進行工作時，根據不同的通道可以用獨立的記錄儀進行單雷達信號的回放）。如果不是，那么就是數據處理系統有問題故障。此外，也可以使用專業的設備工具根據不同雷達數據進行分析，找出質量信號不好的雷達。

（1）雷達天線架設不當引起目標航跡與飛行計劃不相關

由于雷達盲區影響太大，致使航空器進行起飛時，與雷達信號失聯后再連接到雷達信號，這樣的情況也會導致產生不相關現象。而這種情侶的處理可以通過將盲區進行縮減或者減少失聯信號的時間來改善，雷達的信號區域范圍與天線有關，可以是通過調整天線角度或者適度的增加雷達的天線角度進行，這樣可以防止二者的不相關現象產生。另外也可以通過將目標航跡的外推周期以及對相關多雷達算法進行改進來減輕或者避免不相關現象的出現。

（2）兩架或多架飛機掛錯標牌

多架（包括2架）航空器在進行長時間的重疊運行后，可能會出現標牌錯誤，就是指相關出現差錯。2架航空器如果重疊飛行時間超過了四個雷達掃描周期，目標航跡會丟失或者丟失再相連。比如一個雷達掃描周期是四秒，當重疊時長超過十六秒時，兩架產生重疊的航空器就會只顯示一個標牌，所以兩架重疊運行超16秒的航空器分離后可能就會引起錯掛標牌。

（3）主備網絡原因引起不相關

主要的網絡設備工作性能差出現不穩定情況或者因為網線問題引起的二者不相關現象。對于此類情況，平時需要定期對網絡進行勘察維護，提高網絡設備的穩定性，來消除。

二、目標航跡產生裂變原因分析

目標航跡出現裂變現象與雷達數據處理系統有關。雷達數據處理系統的參數出現不合適（坐標、標桿、磁偏角等可變參數）、融合算法有誤、融合程序出現差錯、系統進程問題、進入到系統的數據有長時延誤會讓多雷達信號無法進行融合，導致目標航跡形成裂變（一個航空器有多個航跡即裂變現象）。裂變現象的產生很容易給管制員的管制工作帶來困擾，產生了混淆，也讓系統出現錯誤代碼重復警報。

由于數據處理系統可變參數的原因產生的裂變現象，可以通過專業技術工作員對雷達進行調節或者重啟系統來解決問題。

數據融合算法選擇不當、融合程序問題這些原因導致的裂變現象，這些需要生產廠家來進行處理，通過專業技術對裂變狀態下的實時數據進行采集分析，讓專業技術員找出問題根本，進行問題完善或者更新整個程序。

因為設備故障問題（路由器、交換機等）導致進入系統數據出現長時延誤、速度慢等導致的裂變現象，如果是硬件問題，就需要對硬件進行維修或者置換，如果是軟件問題，如果重啟沒有作用，就需要進行程序上的升級。

如果由于通信系統延誤導致的數據長時延誤而使得通信傳速下降使得數據錯誤率大，可能會出現裂變現象，這需要專業技術員的檢測進行調整。

三、目標跳變的原因分析

（1）目標高度產生跳變的原因分析

與高度跳變相關的是航空器、雷達、數據處理系統。當航空器運行中產生了突然的極速上升或者下降以及急轉等機動操作，會讓高度出現跳變。或者航空器的儀表出現故障，高度表顯示出現很大的誤差，數值會被剔除或者顯示錯誤。

雷達設備出現爬升速度超過設定值，ATC系統就會產生錯誤的估算從而引起估高與實際的高度出現差錯。雷達天線問題使上空盲區變大，航空器在盲區內運行航跡為預推值，但是如果在盲區內的時間過長，就會使得高度值、位置出現與實際中的高度值、位置產生較大誤差。以上的這些情況，都會使估高向實際高度進行轉換時形成了高度的跳躍變動。

ATC中，航空器的估高與航空器實高出現大的偏差。航空器可能位于雷達邊界處而且信號不穩，導致航空器估高與實際高度偏差過大。通信系統出現了長時間延遲，導致數據錯誤，從而也影響了航空器估計高度與實際高度出現很大偏差。雷達高度融合算法不當或者算法參數問題也會致使高度跳躍。

（2）目標位置跳變原因分析

如果數據處理系統存在程序問題，對于已經無用的數據沒有進行處理，有可能會使用已經過期的數據。而使得航空器高度位置與實際的運行方向呈反方向跳變，即目標回跳。

四、虛假沖突告警多的原因分析

多雷達數據融合區域參數不當、接入多雷達處理系統的個別雷達假目標多是虛假沖突告警的原因。

多雷達數據融合區域參數不當對ATC系統的影響是全局性的。任何一部雷達由于某種原因其目標航跡超出融合區域都會和在融合區域內的目標航跡產生告警，在多雷達數據融合參數隨程序一起寫定后現場沒有能力消除，有賴于廠家的技術支持。

個別雷達假目標多造成ATC系統沖突告警僅限制于該雷達的探測范圍內。

以新疆為例，接入ATC系統的五家渠雷達有大量假目標的航跡，在關閉五家渠雷達信號后，ATC系統的系統航跡質量顯著提高，有效抑制了虛假沖突告警。由此可見，根據管制需求，適時屏蔽個別信號質量不高的雷達信號是必要的。

小結

中國現在已經是世界第二大民航運輸量大國，而且空中飛行量還在持續的增長中。一直增長的空中流量，會帶來很多的問題，比如空域資源緊張、空中交通矛盾增加、航班延誤等現象。這些因為流量帶來的問題，也與我國目前的空中交通管制工作有些直接的聯系，空中交通流量的增加會導致空管壓力變大，如何有效增加空管的管制能力，提高空管的服務水平與質量，就需要先進的管制技術，空管自動化系統就很好的給予了空管系統先進的技術支持，但是現存問題還比較多，需要解決這些問題，提高空管自動化。

參考文獻：

[1]李曉，社會科學文獻出版社出版的《空管自動化評估》（2016年第一版）

[2]李遠，北京大學出版社出版的《民航空管自動化系統》（2018年第二版）。