民航甚高頻多頻點不正常原因分析與應(yīng)對措施

李自義

（民航云南空管分局，云南 昆明 650200）

0 引 言

民航地空話音通信的任務(wù)是以話音的形式來實現(xiàn)航空器、空中交通服務(wù)部門以及機場航空公司運營部門等民用航空飛行活動主體之間的有效聯(lián)系和信息交換，保障民用航空飛行活動安全有序的進行。目前民航空中交通管制地空通信的主要形式為甚高頻地空話音通信，管制席位通常設(shè)置主用頻點、備用頻點以及應(yīng)急頻點，單個頻點因外部干擾或設(shè)備故障無法使用時，可切換至備用頻點或應(yīng)急頻點，其風(fēng)險相對可控，且對管制影響較小。但如果出現(xiàn)多個管制頻點無法正常使用的情況時，備用頻點或應(yīng)急頻點就不能正常使用，且可能出現(xiàn)多個管制扇區(qū)同時不能正常指揮的情況，從而對飛行安全造成巨大威脅。

基于此，從VHF信號流程出發(fā)，梳理了云南空管分局多年來出現(xiàn)的VHF多頻點不正常案例，從內(nèi)話系統(tǒng)、傳輸設(shè)備與鏈路以及外部干擾3個方面對VHF多頻點不正常的原因進行分析，并給出了應(yīng)對措施。

1 VHF信號流程

云南空管分局各臺站VHF信號接入本地傳輸設(shè)備后，經(jīng)由運營商2M傳輸鏈路或自建微波鏈路到達航管樓傳輸設(shè)備，再經(jīng)過航管樓中心配線架進入內(nèi)話系統(tǒng)。在內(nèi)話系統(tǒng)中，VHF信號需經(jīng)過無線接口模塊、服務(wù)器、傳輸環(huán)路以及內(nèi)話席位，而管制員則通過內(nèi)話席位使用VHF設(shè)備。目前云南空管分局使用的主用內(nèi)話系統(tǒng)和備用內(nèi)話系統(tǒng)均為瑞士施密德公司生產(chǎn)的SCHMID ICS200/60 C版本內(nèi)話系統(tǒng)，系統(tǒng)服務(wù)器和席位的連接采用雙E1環(huán)形結(jié)構(gòu)。VHF信號流程如圖1所示。

從圖1可以看出，VHF信號從收發(fā)信機到管制席位的中間環(huán)節(jié)較多，其中傳輸設(shè)備、傳輸鏈路以及內(nèi)話系統(tǒng)出現(xiàn)問題都有可能造成多頻點不能正常使用。同時隨著電磁環(huán)境的日益復(fù)雜，VHF通信信號面臨更加嚴重的電磁干擾問題，嚴重影響了飛機與地面指揮之間的通信。大功率民用電臺干擾民航多個頻點的情況時有發(fā)生，VHF通信干擾逐漸成為影響飛機飛行安全的重要因素之一[1]。

圖1 VHF信號流程圖

2 內(nèi)話系統(tǒng)原因分析

2.1 內(nèi)話系統(tǒng)環(huán)路自激

2.1.1 產(chǎn)生原因與案例

當內(nèi)話系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)2M收發(fā)短路時會產(chǎn)生自激，系統(tǒng)內(nèi)的多個頻點會產(chǎn)生嘯叫的噪聲。產(chǎn)生環(huán)路自激的原因可能是環(huán)路線被動物撕咬造成環(huán)路線裸露收發(fā)短路、制作環(huán)路頭線序不對、測試環(huán)路或環(huán)路中斷應(yīng)急時2M電纜頭插錯以及環(huán)路傳輸設(shè)備SDH或微波2M進行環(huán)回測試等[2-5]。案例有SUPACC席位環(huán)路線被老鼠咬斷造成裸露的電纜短路出現(xiàn)自激與區(qū)調(diào)進近機柜改造時環(huán)路電纜頭插錯造成自激等。

2.1.2 處置方法與步驟

（1）若正在進行針對內(nèi)話系統(tǒng)的操作，應(yīng)立即停止操作，迅速恢復(fù)到未操作之前的狀態(tài)。

（2）配合管制進行應(yīng)急處置，啟用備用內(nèi)話系統(tǒng)。

（3）在配合管制應(yīng)急處置的同時，其他值班人員應(yīng)立即查看內(nèi)話監(jiān)控上有無環(huán)路相關(guān)告警，若有則立即定位故障位置，迅速斷開環(huán)路線的兩端。

2.1.3 建議措施

（1）注意對環(huán)路線的保護，對地板下面的換路線需包裹塑料保護套。

（2）制作環(huán)路頭電纜時，需先按照環(huán)路頭的位置和用途確定電纜頭的類型，然后嚴格按照線序表進行焊接，焊接完成后對電纜頭進行測試，不僅要測試線的通斷，還要測試收發(fā)有無短路情況出現(xiàn)。

（3）在環(huán)路線中斷進行排查時，禁止使用環(huán)回測試方法。

2.2 內(nèi)話系統(tǒng)環(huán)路2M時隙錯亂或不足

2.2.1 產(chǎn)生原因與案例

內(nèi)話系統(tǒng)每個環(huán)路包含兩個E1，一共可以傳輸59路時隙用來傳輸語音信號，當環(huán)路時隙資源不足或時隙錯亂時，可能會引起多個頻點無法使用，此時可能伴隨著電話也無法使用的情況。此類案例有昆明老機場更換席位處理器時，新的席位處理器在下載配置數(shù)據(jù)時占用過多時隙造成VHF多頻點和電話無法使用。

2.2.2 處置方法與步驟

（1）若正在進行針對內(nèi)話系統(tǒng)的操作，應(yīng)立即停止操作，迅速恢復(fù)到未操作之前的狀態(tài)。

（2）配合管制進行應(yīng)急處置，啟用備用內(nèi)話系統(tǒng)。

2.2.3 建議措施

（1）更換席位處理器時，為避免席位處理器同時加載配置文件時時序出錯，根據(jù)廠家建議應(yīng)采用單環(huán)路啟動方式，正常啟動后再插上另一條環(huán)路線。

（2）在內(nèi)話系統(tǒng)建設(shè)時，應(yīng)保持環(huán)路內(nèi)席位數(shù)量的平衡，避免一個環(huán)路內(nèi)席位數(shù)量過多。

（3）在內(nèi)話系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置時，由于Radio Channel的頻率固定占用一個通道，因此Radio Channel應(yīng)只配置常用頻率，不常用頻率配置在Radio Add Page中。

（4）對于備用的席位應(yīng)避免監(jiān)視過多的頻點。

3 傳輸信道或傳輸設(shè)備原因分析

3.1 傳輸鏈路信號差

3.1.1 產(chǎn)生原因與案例

傳輸信道質(zhì)量差可能會引起臺站所有VHF接收語音信號質(zhì)量差，表現(xiàn)為接收語音有噪聲，出現(xiàn)此種情況的特點是出現(xiàn)大面積頻點不正常的信號屬于同一個臺站[6-9]。案例有大尖山收信機房與FA16設(shè)備機房間室外線路使用大對數(shù)電纜傳輸VHF信號，雷雨天氣時會造成多個頻點接收信號存在噪聲。老巴山VHF在使用臺站至航管樓的微波鏈路傳輸時，雷雨天氣會導(dǎo)致發(fā)射和接收信號聲音小或存在噪聲。

3.1.2 處置方法與步驟

（1）配合管制員強制選擇使用其他臺站正常的VHF設(shè)備。

（2）統(tǒng)計出現(xiàn)不正常情況的頻點，并結(jié)合各臺站VHF配置分析是否為某一臺站的VHF，也可在內(nèi)話系統(tǒng)的監(jiān)控上查看不正常頻率出現(xiàn)長收的臺站，判斷是否屬于同一臺站。

（3）若確定為某一臺站VHF出現(xiàn)問題，立即通知臺站和通信網(wǎng)絡(luò)中心進行處理。

3.1.3 建議措施

在規(guī)劃建設(shè)時，室外長距離傳輸不應(yīng)選擇同軸電纜傳輸，應(yīng)選用抗干擾性能更強的光纖傳輸。在雷雨季節(jié)時不應(yīng)選擇等受天氣影響較大的傳輸鏈路。

3.2 傳輸鏈路遠端環(huán)回

3.2.1 產(chǎn)生原因與案例

傳輸鏈路遠端環(huán)回可能會引起臺站所有VHF設(shè)備長發(fā)，出現(xiàn)此種情況的特點是出現(xiàn)大面積頻點長收，所涉及的頻點歸屬同一臺站，可收到該臺站發(fā)射的其他臺站的信道也處于長收。案例有某運營商在排查西山2M中斷過程中進行了遠端2M環(huán)回操作，造成西山所有VHF長發(fā)。

3.2.2 處置方法與步驟

（1）配合管制進行應(yīng)急處置，啟用可用的備用頻率或啟用備用內(nèi)話系統(tǒng)、BYPASS及近控盒，原則為哪個能用就用哪個。若無正?？捎玫念l率或設(shè)備，原頻率即使有噪聲若能勉強進行雙向地空通信也可使用。

（2）統(tǒng)計出現(xiàn)不正常情況的頻點，并結(jié)合各臺站VHF配置分析是否為某一臺站的VHF，也可在內(nèi)話系統(tǒng)的監(jiān)控上查看不正常頻率出現(xiàn)長收的臺站，判斷是否屬于同一臺站。

（3）若確定為某一臺站VHF出現(xiàn)問題，立即通知該臺站及通信網(wǎng)絡(luò)中心處理。

3.2.3 建議措施

加強對電信運營商在維修過程中的溝通和管控，尤其是需要電路打環(huán)測試時，要求運營商必須進行通報，并確保電路投入使用前要進行拆環(huán)操作。

在電信運營商通知恢復(fù)后，先進行測試，測試正常后再接入設(shè)備。

臺站VHF電臺設(shè)置合理的PTT Timeout時間，避免電臺長時間長發(fā)。

針對傳輸設(shè)備本身沒有VHF長發(fā)抑制功能，協(xié)調(diào)設(shè)備提供商對設(shè)備硬件軟件進行升級，不能因為2M電路的誤碼、環(huán)路或中斷等情況造成VHF設(shè)備長發(fā)和嘯叫等。

3.3 傳輸設(shè)備斷電

3.3.1 產(chǎn)生原因與案例

由于部分傳輸設(shè)備設(shè)計原因，傳輸設(shè)備斷電時E&M信號電壓變?yōu)? V，在E&M信號為接地模式時觸發(fā)E&M信號造成臺站VHF設(shè)備長發(fā)或長收。此種情況的特點是出現(xiàn)大面積頻點長收，所涉及的頻點歸屬同一傳輸設(shè)備，若為長發(fā)則可收到該臺站發(fā)射的其他臺站的信道處于長收。案例有梁王山BALLY PCM斷電造成梁王山VHF長收和航管樓銀訊PCM斷電造成所接頻率長發(fā)。

3.3.2 處置方法與步驟

（1）配合管制進行應(yīng)急處置，啟用可用的備用頻率或啟用備用內(nèi)話系統(tǒng)、BYPASS及近控盒，原則為哪個能用就用哪個，若無可用的正常的頻率或設(shè)備，原頻率即使有噪聲若能勉強進行雙向地空通信也可使用。

（2）通過統(tǒng)計出現(xiàn)不正常情況的頻點，并結(jié)合各臺站VHF配置表和傳輸設(shè)備配置表判斷是否為某一臺站或傳輸設(shè)備的VHF。

（3）若確定為某一傳輸設(shè)備出現(xiàn)問題，立即通知臺站及通信網(wǎng)絡(luò)中心斷開該傳輸設(shè)備引接的VHF信號。

3.3.3 建議措施

（1）在設(shè)備斷電前或發(fā)現(xiàn)傳輸設(shè)備供電中斷時，應(yīng)斷開接入信號。

（2）應(yīng)選擇具有E&M信號保護的傳輸設(shè)備，避免設(shè)備斷電時引起的長收或長發(fā)。

（3）臺站VHF電臺設(shè)置合理的PTT Timeout時間，避免電臺長時間長發(fā)。

4 外部干擾原因分析

4.1 天線參數(shù)測試

4.1.1 產(chǎn)生原因與案例

在進行天線駐波比測試時，選擇頻率連續(xù)掃描會造成臺站VHF長收，此種情況的特點是出現(xiàn)大面積頻點長收，所涉及的頻點歸屬同一臺站，信道為有規(guī)律的“嗒嗒”聲。案例有某臺站對區(qū)管VHF共用系統(tǒng)進行停機維護時，因選擇頻率連續(xù)掃描造成該臺站其他正在正常使用的VHF頻點出現(xiàn)長收干擾。

4.1.2 處置方法與步驟

（1）配合管制進行應(yīng)急處置，強選單臺站使用。

（2）在內(nèi)話系統(tǒng)上鎖掉接收不正常的臺站。

（3）期間若有某臺站停機維護，立即通知相關(guān)臺站。

4.1.3 建議措施

（1）在臺站VHF停機維護前，在內(nèi)話系統(tǒng)鎖掉停機涉及的臺站。

（2）在天線測試時，只能通過單次掃描的方式對天線參數(shù)進行測試。

4.2 外部寬頻強干擾

4.2.1 產(chǎn)生原因與案例

外部寬頻強干擾源可能引起某一區(qū)域內(nèi)臺站多個頻率出現(xiàn)干擾，外部寬頻強干擾源可能為信號干擾器、發(fā)射性能嚴重下降的廣播電臺發(fā)射機、機載電子對抗系統(tǒng)等。案例為昆明長水機場附近的強干擾造成老巴山、塔臺以及西場監(jiān)的VHF電臺所有頻點都受到干擾。

4.2.2 處置方法與步驟

（1）配合管制進行應(yīng)急處置，啟用可用的備用頻率，原則為哪個能用就用哪個，若無可用的正常的頻率或設(shè)備，原頻率即使有噪聲若能勉強進行雙向地空通信也可使用。

（2）在內(nèi)話系統(tǒng)上鎖掉接收不正常的臺站。

4.2.3 建議措施

（1）在VHF設(shè)備建設(shè)時，考慮接收濾波器盡量采用雙腔體模式，提高接收機的選擇性。

（2）重視臺站周邊電磁環(huán)境保護工作。

5 結(jié) 論

單個頻點無法使用的風(fēng)險相對可控，但多個管制頻點無法正常使用將對飛行安全造成巨大威脅。本文梳理了云南空管分局多年來出現(xiàn)的VHF多頻點不正常的案例，從內(nèi)話系統(tǒng)、傳輸設(shè)備與信道以及外部干擾3個方面對VHF多頻點不正常的原因進行了分析，并針對不同情況給出了排除方法和步驟，提出了建議措施。這些故障排除方法和步驟可以幫助值班人員快速判斷故障原因，縮短處置時間，盡量降低多頻點不正常對管制造成的影響。此外，給出的建議措施可以有效避免多頻點不正常情況的發(fā)生，最大限度的確保地空通信的安全。