哈爾濱機場導航設備無線集中監控系統

黑龍江省哈爾濱太平國際機場管理集團有限公司飛行區管理部 呂廣舒

黑龍江省哈爾濱太平國際機場民航黑龍江空管分局 畢麗波

機場的導航設備、設施是引導飛機航路飛行和安全著陸的重要設備，在保證民航飛行安全過程中至關重要。對于機場導航設備的遠程遙控，傳統的方法是架設專線線纜進行控制，由于受多種因素的影響，這種方式的弊端日益顯現。針對哈爾濱機場導航設備遠程遙控存在的問題，明確提出無線集中測控的方案，并經多年試用，該系統使用方便直觀，工作穩定可靠，系統留有足夠的冗余，為增加場內盲降、全向信標設備和集團支線機場導航設備的大數據集中智能管理奠定了堅實的基礎。

1 哈爾濱機場導航設備概況

1.1 哈爾濱機場導航設備的特殊性

哈爾濱機場外場有5個導航臺，即北遠臺、北近臺、南近臺、南遠臺、水泉臺，生產廠家多，結構比較復雜。由于設備種類多，設計安裝導航設備遠程無線集中測控系統難度較大。

1.2 導航臺站地理環境的復雜性

導航設備原控制系統為有線遙控，設備原有監控系統安裝在機場導航監控室，最遠導航距離監控室十公里，通信效果不好，且大部分都是丘陵地帶、地形復雜，原鋪設的電纜很容易出現斷線或短路故障，城市建設改造頻繁，特別是雨雪天氣，巡臺、維修非常困難，出現問題導航設備在短時間內無法正常使用，給管理工作帶來很多不便。

2 無線集中監控系統的設計思路

2015年初經過反復分析論證，提出了選用導航設備通過GPRS DTU遠程無線集中測控的方案。在機場設控制中心安裝測控主機1臺，在場外5個臺站各設終端機1臺，每個導航臺上導航設備數據通過GPRS DTU傳送到測控中心，完成對5個導航臺設備集中管理、測量、控制、生成報表、告警提示和告警發送短信到相關人員的手機上，進而實現對MB10指點標和sa100型sa200型ndb設備的遠程集中監控，到2015年底成功安裝此套監控系統，經試用證明總體設計合理，工作穩定可靠，對導航設備的正常運行提供了可靠保障。

3 哈爾濱機場導航設備無線集中監控系統簡介

3.1 系統組成

該系統由主控機和5個無線監控終端機組成。主控機部分包括的設備有：監控計算機主機、打印機、顯示器、電源等。無線監控終端機包括：計算機主板、GPRS DTU、電源、外圍接口電路等。可完成對各類通信設備的模擬量、狀態量和開關量的數據采集和控制。該系統采用主從方式，由人工操作主控機發布命令，終端機收到命令后，進行識別并完成主機下達指令的操作，然后回送現場信息；主控機對回送的信息加以處理，根據要求進行存儲、顯示、統計打印等。終端機平時處于監控狀態，一旦發現設備出現異常或故障時，立即向主控機發出告警信號，主控機隨即轉去處理告警信息，并顯示、記錄告警內容，發出告警音響，同時發送短信到相關人員的手機上，提醒值班人員。

3.2 系統主要功能

（1）遠程控制開關機功能：人工通過操作主控機，可實現對指定導航設備的開啟和關閉。

（2）遠程監視功能：系統可完成對各遠近臺導航設備的定時自動檢測，也可人工操作主控機對指定設備進行抽測。這樣可以隨時獲取所有臺站設備的工作參數，如開關機狀態、工作電壓等。

（3）設備關閉電源異常等告警功能：當終端機檢測到某些參量出現異常時，會立即將發生問題的臺站名稱、告警時間、告警數據等信息及時顯示、存儲下來，發出告警音響，同時發送短信到相關人員的手機上，提醒值班員及時做出處理。

（4）終端機可完成對室內市電電壓、UPS電源、溫度、濕度、空調和進入報警的檢測和控制。

（5）報表生成功能：可隨時根據需要，由值班員打印輸出所需設備工作表、運行時間統計表和告警記錄表。

3.3 系統穩定可靠的保障措施

（1）系統中關鍵設備：主控計算機選用無風扇工業控制計算機全封閉機箱，可屏蔽各種輻射干擾，可連續不停機運行，通信設備采用GPRS DTU，穩定性高、可靠性強。

（2）系統軟、硬件設計上采取了多種抗干擾措施，經過軟件進行糾錯碼處理，然后再利用軟件調制方式將信號調制成適合GPRS傳輸的信號，接收端將信息還原。這種軟件調制與解調方式具有抗干擾能力強、保密性好等優點。由于導航設備空間電磁輻射和線路耦合干擾信號很強，對此，我們采用了光電隔離和屏蔽等措施，確保計算機正常運行。此系統的終端機模塊采用貼片焊接工藝，CPU主板還具有可靠的自動復位電路，任何意外干擾都不會造成終端機鎖定。

（3）傳輸方式選用新型的GPRS數據傳輸方式，安裝天線方便，通信距離遠，抗雷擊性能好，抗干擾能力強，工作穩定。

（4）系統具有高儲備特點。電源供電設備我們選用了冗余大開關電源。

（5）每臺測控終端機都配置了一臺滿足控制系統容量及可靠性要求的UPS不間斷電源，自帶不少于6h對UPS額定供電容量的電池。

3.4 主要技術指標

（1）主測控機：主測控機可管理255個測控終端，由于傳輸的數據信息采用了糾錯編碼、軟件調制解調技術，其誤碼率為零。主監控機可對任意監控終端機實現開關量、狀態量模擬量的監控。主監控機能夠隨時監控端機的運行參數，隨時呼叫某一測控終端機。系統軟件設置有密碼設定與修改，通信端口設置，巡測周期設定功能，各終端的參數、系數和校正值均可設置，主機可在設定周期內，自動監控所有終端，循環把遠近臺導航設備的運行狀態和參數顯示在主機顯示器上，把遠近臺導航設備運行狀態和參數以符合現場導航設備面板狀態的圖形方式在主機顯示器上顯示，可隨時接收測控終端機發出的告警信息，包括導航設備和其它設備工作狀態異常信息。并對值班人員進行告警提示，同時將告警信息自動存入告警數據庫。可根據實際需要隨時打印設備告警信息、環境等各種數據，供工作人員對設備及系統運行進行分析和調整。電源：交流220±30V，功耗<200W。主測控機能保證在工作環境溫度為-10～+70℃，相對濕度0～95%（無凝結）的環境下長期可靠運行。

（2）測控終端機：測控終端機采用GPRS DTU方式遠程傳輸數據，終端機智能化也可以隨時接收主控機命令，完成對導航設備的主機、備機切換和開機、關機等操作。電源：交流220±30V，功耗<50W，直流輸出電壓+5V+12V和-12V。終端機能保證在-40℃～+70℃、相對濕度95%（無凝結）的環境下長期可靠運行。

4 展望未來

隨著民航系統大數據計算機管理網絡的延伸，我們安裝的這套導航設備集中測控系統冗余量大，為哈爾濱機場增加場內盲降、全向信標和黑龍江各支線機場導航設備的集中管理測控，打下了良好的基礎，以實現黑龍江機場管理集團有限公司大航務專業化管理，為飛行安全提供可靠的基礎保證。