萊斯空管自動化系統(tǒng)在中南空管局的應用

王潤

（民航中南空管局 廣東省廣州市 510405）

1 引言

空管系統(tǒng)是國家實施空域管理、保障飛行安全、實現(xiàn)航空運輸高效有序運行、捍衛(wèi)國家空域權益的戰(zhàn)略基礎設施，也是國土防控體系的重要組成部分，對促進國家經濟發(fā)展和維護國家安全具有深遠的戰(zhàn)略意義。中南空管局在民航局空管局的政策指導下，積極探索國產化空管系統(tǒng)在中南地區(qū)范圍內的具體應用，現(xiàn)在12 個空管分局（站）都部署有國產廠家的空管自動化系統(tǒng)，包括南京萊斯公司的NUMEN2000 系統(tǒng)、華泰公司的SkeyNet-X 系統(tǒng)和成都空管公司的AirNet2000 系統(tǒng)，取得了一些經驗和效果。下面以國內主要廠家萊斯公司的空管自動化系統(tǒng)應用為例，介紹國產自動化系統(tǒng)在張南地區(qū)的應用情況及建議。

2 萊斯自動化系統(tǒng)介紹

萊斯空管自動化系統(tǒng)是由南京萊斯公司自主研制的“牧羊人-2000”自動化系統(tǒng)，在2007年首次中標青島機場的奧運工程，一舉打破了國外廠商長期以來對中國民航空管系統(tǒng)領域的壟斷，開辟了空管系統(tǒng)國產化的新紀元。2010年，萊斯公司成為國內首家獲得自動化系統(tǒng)正式使用許可證的單位，并在全國各級空管單位得到廣泛應用，在國產空管主用自動化系統(tǒng)中，市場占有率在70%以上。萊斯自動化系統(tǒng)主要功能如下：

NUMEN 系統(tǒng)空管自動化系統(tǒng)主要由引接子網、運行冗余子網、維護網絡、輸出子網、多套核心處理服務器、管制席位、監(jiān)控席位等組成，包括監(jiān)視數(shù)據(jù)引接功能、監(jiān)視數(shù)據(jù)融合處理功能、飛行數(shù)據(jù)處理功能、監(jiān)視數(shù)據(jù)和飛行數(shù)據(jù)相關功能、告警服務處理功能、系統(tǒng)監(jiān)控功能、管制席位功能、主任席處理功能、數(shù)據(jù)維護處理等主要功能[1]。具體系統(tǒng)架構圖示意圖如圖1所示。

3 萊斯自動化系統(tǒng)在中南空管局的建設和使用情況

中南地區(qū)建設的萊斯自動化系統(tǒng)包括備份系統(tǒng)和主用系統(tǒng)，包括湖南空管分局、廣西空管分局、桂林空管站、珠海進近管制中心（含珠海空管站和深圳空管站）、湛江空管站、汕頭空管站等六套主用系統(tǒng)，以及三亞空管站、廣州區(qū)域管制中心和廣州終端管制中心等三套備份系統(tǒng)，

2007年，萊斯公司首先在三亞空管站建設了中南地區(qū)第一套空管自動化應急系統(tǒng)，于2012年開展應急升備份項目任務，2013年完成驗收，開始正式運行。2017年4月，三亞備份系統(tǒng)和海口備份系統(tǒng)間進行了AIDC 互聯(lián)測試工作。2011年汕頭空管站采用了萊斯自動化系統(tǒng)雷達子系統(tǒng)和網絡公司的的飛行數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)相結合的空管自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)了不同廠家的核心處理模塊，為探索不同架構的自動化系統(tǒng)提供了技術支撐。

廣州區(qū)管大型自動化備份系統(tǒng)在2012年由萊斯公司建設，也開啟了萊斯公司在大型自動化系統(tǒng)方面的局面，該系統(tǒng)同具備了監(jiān)視數(shù)據(jù)處理、飛行數(shù)據(jù)處理、旁路監(jiān)視數(shù)據(jù)處理、實時監(jiān)視數(shù)據(jù)與飛行計劃數(shù)據(jù)相關處理、系統(tǒng)告警處理、管制席位信息顯示、飛行電報處理、系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄回放、系統(tǒng)對時等功能，能夠達到和主用Thales 系統(tǒng)的處理能力。并在主用系統(tǒng)多次系統(tǒng)維護、出現(xiàn)故障的時候，為現(xiàn)場管制提供了很好的保障作用。

萊斯自動化系統(tǒng)經過多年在中南地區(qū)的使用，逐步完善了系統(tǒng)功能，也得到了管制員的認可。于是從2015年開始，萊斯公司陸續(xù)承建了中南空管局中長沙、南寧、桂林、珠海、湛江等分局（站）的主用自動化系統(tǒng)，全面取代了原有的Telephonic 自動化系統(tǒng)，在系統(tǒng)功能上有了很大的提升，實現(xiàn)了ADS-B 和S 模式技術，采用了思維軌跡模型更準確的預測航跡，為管制提供了更加全面、準確和安全的系統(tǒng)，并在現(xiàn)場發(fā)揮了重要作用。

4 萊斯自動化系統(tǒng)板報發(fā)展歷程

目前在中南地區(qū)的萊斯自動化系統(tǒng)，因建設周期不同，因此版本也有所不一樣。在三亞和汕頭建設期間，采用的是NUMEN2000中小型版本，該版本特點是：架構比較簡單（前置機、雷達處理服務器、飛行計劃處理服務器）、功能模塊比較集中、性能指標適合中小型流量的現(xiàn)場。

在長沙、南寧現(xiàn)場，采用的是NUMEN2000+中小型版本，該版本在NUMEN2000 的基礎上，引入得了四維航跡模型，對雷達融合處理和告警處理進行了模塊化的設計，能夠適用于中型流量的現(xiàn)場。

在廣州區(qū)管、珠海終端區(qū)、廣州區(qū)管以后的現(xiàn)場采用了NUMEN3000 版本，該版本的特點是：架構全面（前置處理機、雷達處理服務器和飛行處理服務器等冗余配置全面），功能模塊劃分比較細，分配在不同的服務器，增加了4D 模型、中期沖突探測、C 類移交、流量統(tǒng)計等功能，性能指標適合于中大區(qū)域流量現(xiàn)場。該版本的發(fā)展計劃如圖2所示。

5 對國產廠家的應用建議

萊斯自動化系統(tǒng)作為國產化的主要產品代表，經過在民航10幾年的使用，已經成為替代國外廠商的領頭羊，在系統(tǒng)功能和性能上能夠滿足現(xiàn)有管制的需求，但是相對于國外自動化系統(tǒng)，仍然存在一些差距，具體表現(xiàn)在項目管理上和新技術應用上，因此結合中南地區(qū)使用情況，對國產廠家提出一些意見和建議：

5.1 逐步實現(xiàn)中南地區(qū)萊斯系統(tǒng)版本統(tǒng)一規(guī)劃

現(xiàn)在中南地區(qū)的萊斯系統(tǒng)版本有四個，包括三亞版本、汕頭版本、長沙南寧版本和廣州3000 版本，這種現(xiàn)狀主要原因為不同時期建設的系統(tǒng)，不同分局站當時對功能、性能要求，特別是人機界面的要求差別較大，如三亞作為備份系統(tǒng)，需要和主用系統(tǒng)一致；長沙南寧是主用系統(tǒng)，需要結合當?shù)毓苤频男枨髮崿F(xiàn)；廣州區(qū)管作為Thales 系統(tǒng)的備份系統(tǒng)，也需要保持與主用系統(tǒng)一致。

根據(jù)不同現(xiàn)場情況設計不同的軟件版本，優(yōu)點是可以更好地適應管制的需求，但是對于中南地區(qū)的技術管理存在一些困難。首先時在技術維護方面，各地技術人員都熟悉自己的系統(tǒng)，對其他地方的系統(tǒng)不熟悉，不能在中南地區(qū)范圍內很好的進行技術交流，其次在管理方面，如果是版本統(tǒng)一，在某一個地方出現(xiàn)問題并進行修復后，其他地方可以馬上進行修改，防止再次出現(xiàn)類似的問題而影響系統(tǒng)運行。

因此建議萊斯自動化系統(tǒng)在中南地區(qū)實現(xiàn)版本的統(tǒng)一，考慮到已經建設了多套系統(tǒng)并已在現(xiàn)場穩(wěn)定運行，可以考慮在中南通導部的指導下，逐步實現(xiàn)中南地區(qū)的萊斯自動化系統(tǒng)版本統(tǒng)一。具體規(guī)劃建議如下：

（1）中南地區(qū)萊斯自動化系統(tǒng)基線版本采用廣州區(qū)管、終端區(qū)版本，因為該系統(tǒng)的功能是最新最全的，可以適應大中型自動化系統(tǒng)。

（2）后續(xù)新建的萊斯自動化系統(tǒng)，如桂林、湛江、珠海自動化系統(tǒng)，都有采用新的基線進行建設，保證版本的一致性；

（3）對于已經建設的長沙、南寧現(xiàn)場的版本，建議在后續(xù)版本升級項目中實現(xiàn)版本升級換代，逐步與中南地區(qū)的統(tǒng)一版本靠攏；

（4）對于三亞和汕頭系統(tǒng)，因為馬上要建設新的自動化系統(tǒng)，如果招標采用萊斯自動化系統(tǒng)，就在新建的自動化系統(tǒng)中，要求采用統(tǒng)一的基線版本建設。

（5）建議采用故障管理系統(tǒng)來管理自動化系統(tǒng)運行過程中遇到的軟件故障，保障自動化系統(tǒng)應用軟件升級的安全可靠性，還可提供技術人員進行技術實踐[2]。

5.2 逐步實現(xiàn)中南地區(qū)快速互聯(lián)

現(xiàn)在中南各地的萊斯自動化系統(tǒng)間對航班的管制權限移交主要有兩種方式，第一種是電話移交，管制員通過打電話的方式，告知飛行管制服務區(qū)某航班即將進入；第二種是AIDC 移交[3]，該方式主要適用于水平方式之間不同管制單位間進行電子移交，不適合應用于高低管制單位間的移交。而對于中南地區(qū)每個分局站航班量都多，還存在多個高低扇區(qū)的情況，因此需要采用現(xiàn)在最新的C 類移交技術，該技術是使用MH/T 4029.3 中定義的C 類數(shù)據(jù)，定義了四種移交命令，可以實現(xiàn)快速的管制移交，特別適用于高低扇區(qū)的場景。

C 類移交技術已經在廣州終端區(qū)萊斯自動化系統(tǒng)中實現(xiàn)，可以滿足廣州終端區(qū)和區(qū)管之間的快速移交，為了能在中南地區(qū)實現(xiàn)高效的管制移交功能，還需要對現(xiàn)有萊斯自動化系統(tǒng)進行功能升級，逐步實現(xiàn)中南地區(qū)的快速互聯(lián)。

5.3 需要滿足網絡安全等保要求設計

空管自動化系統(tǒng)做為空中交通領域的關鍵信息基礎設施，其基礎性、全局性作用日益突出。但與此同時，隨著全球網絡安全態(tài)勢的日趨嚴峻，各類新型網絡攻擊形式層出不窮，空管自動化系統(tǒng)的業(yè)務運行、信息數(shù)據(jù)等也面臨著巨大的網絡安全風險與挑戰(zhàn)[4]。根據(jù)中國民航局空管局對空管自動化系統(tǒng)的網絡安全等級保護等級要求，對整個系統(tǒng)實施第三級等級保護。因此對于萊斯空管自動化系統(tǒng)來說，也需要滿足網絡安全等級保護的要求。空管自動化系統(tǒng)保護框架分為安全管理體系、安全技術體系、安全運維體系。三個體系有機結合，相互支撐。總體保護框架如圖3所示。

對于在中南地區(qū)已經建設了的萊斯自動化系統(tǒng)，需要考慮對系統(tǒng)穩(wěn)定性架構影響最小的基礎上，實現(xiàn)網絡安全等保的要求，建議萊斯公司能給出具體的整改方案。

圖1：NUMEN 自動化系統(tǒng)架構示意圖

圖2：NUMEN 3000 系統(tǒng)發(fā)展計劃示意圖

圖3：網絡安全總體框架

對于即將建設的新的自動化系統(tǒng)中，需要根據(jù)等保要求設計全新的方案，保證系統(tǒng)的網絡安全。

6 總結

空管自動化系統(tǒng)是國家實施空域資源管理、維護國家空域權益的核心系統(tǒng)。空管系統(tǒng)國產化已和國產大飛機制造項目一并被認為是我國從民航大國向民航強國跨越的重要標志。因此我們應該聯(lián)合國內廠家，不斷推進國產空管自動化系統(tǒng)的使用，對使用過程中的問題、建議和新的需求一起交流討論，逐步形成我國的行業(yè)標準和規(guī)范。