基于運維平臺的監視源信號分析研究

崔品品

（民航中南空管局空管設備應用技術開發實驗室 廣東省廣州市 510000）

1 引言

廣州區域管制中心使用的自動化系統為THALES 歐洲貓自動化系統，歐洲貓（EUROCAT-X V5)系統是法國THALES 公司生產的具有國際先進水平的多雷達處理系統，可為管制員提供雷達目標顯示和飛行計劃處理。目前該系統是廣州區域管制中心自動化主用系統，是最重要最核心的設備。

航管自動化系統是一個配備了能夠同時處理多路雷達信息的雷達數據處理模塊、監視飛機航跡的顯示模塊、可同時處理大量飛行計劃的飛行數據處理模塊的大型系統，可以預測空中飛機可能發生的中短期飛行沖突，并對違反限制空域、危險空域規定的各種飛行情報提供服務。

多雷達信號分析系統系單位自行研發，用于對自動化系統單路航跡和融合航跡進行解碼顯示

運維平臺系面向空管設備體系各單位的設備運行維護信息化管理支撐平臺。包括電子值班、維護維修、設備資源管理、人員管理、知識管理、統計報表、設備運行風險評估、安全績效等功能模塊。是通信導航監視運行支持系統的組成部分，實現局直設備運行單位與分局（站）本地的設備運維信息化管理。

2 系統架構應用

自動化系統的雷達航跡是多雷達的融合航跡，當單部雷達出現故障時，將會導致自動化系統出現目標分裂、跳變、假目標等，影響安全運行。在EUROCAT 自動化系統中，增加了E-FEED 數據網關，用以實現對外部系統的數據輸出，E-FEED 數據網關可輸出EUROCAT 系統融合雷達航跡。

多雷達信號分析系統利用E-FEED 數據網關輸出的實時航跡，對融合航跡進行解碼及顯示，并最終獲取更新該航跡的雷達源，進而快速定位造成目標異常的監視源，此外，該系統同時具備監視源數據回放功能，對于事后查找監視源異常情況帶來了極大的便利。其硬件連接方式如圖1所示。

下面通過一則案例分析來說明一下該系統的使用場景：

案例：2019.2.24 19:11 分，管制員報告技術部門，武漢上空多次出現目標分裂/????假目標，持續2-3 周期后消失。

一線值班人員接到管制異常情況報告后，確認未對管制造成工作方式改變方面的影響。技術人員馬上針對此情況進行分析。分析過程包括：在歐洲貓自動化系統進行情景重放，如圖2所示。

通過分析定位確定好情況，然后在多雷達信號分析系統中進行融合雷達信號重放，選定回放時間，回放開始后，在分裂位置定位目標，進而定位產生目標分裂的監視源信號。如圖3所示。

圖1：多雷達信號分析系統硬件連接

圖2：歐洲貓自動化系統重放畫面截圖

圖3：多雷達信號分析系統重放畫面截圖

由上述分析可見，通過多雷達信號分析系統，將造成目標分裂的對應路雷達監視源篩選了出來，完成了一次監視源異常情況分析。這樣的情況是一線運行值班員常做的工作內容，分析結束后需要在運維平臺做好記錄。如圖4所示。

圖4：多雷達信號分析系統目標定位結果截圖

3 問題分析

管制員日常工作中，不可避免的會遇到源于監視目標信號顯示異常的情況出現，比如目標速度、高度跳變，假目標，目標分裂等情況。在廣州區管中心，區域管制加上進近管制共6 個室，區域引接雷達32 路，進近引接雷達8 路，若管制報某地出現監視目標信號異常情況，現場一般是依據地理位置大概判斷可能造成異常情況的若干部雷達方位，然后再多雷達信號分析系統中選定相關雷達，分色選定不同的雷達源頭，進行實時或者回放的操作進行分析，從而找出引起異常情況的雷達源，然后對該路雷達進行屏蔽，通知雷達站，并向管制解釋引起異常的雷達情況以及處理階段。最后，技術人員需要在運維平臺進行事件記錄。

對技術人員日常工作來講，運維平臺最常用的就是值班事件記錄功能，將管制異常反映、現場值班人員響應方式、處理方式、故障排查及原因查找等內容詳細記錄在案，供統計及調查分析。同時，該模塊提供了事件關鍵詞查詢及相關事件導出的功能。例如目標分裂相關事件查詢及導出后如圖5所示。

圖5：目標分裂情況統計

從上述事件中可以提取用戶異常情況報告及引起目標分裂的雷達情況。不僅是目標分裂，還有高度跳變、速度跳變、假目標等監視源異常情況，以此類推，按照相同的方式進行提取。

為方便統計分析，本次提取區管中心2019年7月至2020年7月監視信號異常情況的所有事件，包括高度跳變、速度跳變、假目標、目標分裂等。集中統計，查看具體情況，經統計數量分析結果如圖6所示。

圖6：區管中心2019-2020 監視源異常情況統計

通過分析各個事件中提到的相關監視源得出如圖7所示的結論。

圖7

由上述分析，我們可以提取出如下重要信息：

（1）重點關注區域管制三室監視源信號異常情況，尤其是銅仁雷達。銅仁雷達為INDRAS 模式二次雷達。對其引起的監視源信號異常，可從如下幾點進行分析：

1.高度跳變是雷達對同一目標連續解析出來的高度數據關聯性較低，產生高度變化異常，如果高度變化很大就可能導致目標的速度跳變。引起的原因可能是目標所處周圍環境的氣壓產生變化，因為雷達地面站所獲得的高度數據通常都是解析飛機上的氣壓高度表給出的數據而來。

2.假目標的成因主要有反射（異物）、異步干擾（旁瓣接收信號不同步）、同步串擾和交織（飛機方位相近在成應答代碼存在重疊）、旁瓣穿透及繞環（旁瓣詢問得到回答引起真實目標方位干擾）等

3.目標分裂產生的原因，大致分為三部分，一是自動化處理系統軟硬件或者雷達參數偏差造成目標分裂，二是單個雷達輸出目標缺乏穩定性，引起的原因包括天線振子異?；蝌寗硬蛔?、接收機單脈沖Σ、Δ 的相位關系及編碼器異常造成目標抖動，三是傳輸路由中電平設置不合理導致解碼錯誤等

（2）由上述分析過程可以看出，運維平臺值班事件的記錄、查詢和導出功能給統計分析提供了很大的便利。便于我們從類別的角度、量的角度等不同的維度對監視源信號異常情況進行分析。有學習有反饋才能有進步，與此同時，為單位運維平臺提供如下建議，豐富系統功能，在未來大數據多方運用的前提下提升實用性：

1.細化值班事件記錄類別，添加監視源列表選項，包括32 路雷達、ADSB 等；添加監視源信號異常類別，如假目標、高度跳變、速度跳變、目標分裂等選項。并開放上述選項的統計功能，從而可以直接導出分析結果，不再需要導出事件由人工進行關鍵字提取，再進行數量分析。提高統計問題的能力，便于技術人員對異常情況的總體分析。

2.豐富查詢導出類別，例如用戶異常反映的用戶選項、監視源選項、異常情況類別選項查詢，并分別精準導出，提升統計的精確性

4 結語

通過本次監視源信號異常情況分析，我們認識到，單位自研多雷達信號分析系統設備在實際的運行中，除了可以實時的對監視源信號異常情況進行及時的分析，還可以結合運維平臺，進行大數據分析，從而找出頻繁出現問題的管制運行室，以及個別雷達站點，進行針對性的處理。在系統間的關聯分析中，研究問題，發現問題，解決問題，從而使得系統向更好的方向發展，更好的保障飛行的安全。在日常的工作中，不斷研究，深化理解，豐富經驗，對未來監視信號異常情況故障處理會更加的高效，從而達到工作效率的提高。