AirNet空管自動化系統應用及常見故障分析

陸學智

摘? 要：民隨著民航事業的發展和飛行流量的增加，空管自動化系統在民航設備中也顯得尤為重要。本文通過對阿克蘇空管站所安裝的成都空管發展科技有限公司的AirNet自動化系統結構組成、席位配置及在維護過程中遇到的問題和幾例故障處理的分析，來充分說明自動化系統在民航中的重要地位。

關鍵詞：AirNet自動化系統;目標分裂;服務器;自動相關

引言：

阿克蘇空管站實施中低空ADS-B管制運行以來，AirNet自動化系統在運行中擔任著無可替代的作用，由于單套設備運行和設備老化導致的故障也頻繁發生。如何快速應急并解決自動化系統出現的故障，更好的使管制使用，使設備維護人員需要時刻注意的事項。本文將阿克蘇空管站AirNet自動化系統投產運行以來出現的故障案例做一分析，為后續設備的維護打下堅實的基礎。

1? AirNet自動化系統概述

AirNet空管自動化系統是對多協議多路空管雷達進行實時數據接收、處理、發送、顯示的一體化空管自動化系統。系統采用開放、分布式的體系結構，100M/1000M的Ethernet網絡，將系統各部分有機地聯接起來。整個系統配置靈活，擴展方便，能根據實際需要增加席位，以滿足不同的需求。主、備機之間自動同步數據信息，實現實時手動/自動切換。系統能夠處理多部雷達數據，采用動態加權數據融合算法，形成的系統航跡穩定可靠、精度高。能夠同步記錄和回放單雷達數據和系統航跡數據，能夠處理各種報文，對航路進行解析，實現雷達目標與飛行計劃的自動和手動相關，雷達目標的手動和自動移交，進程單打印。能夠對系統航跡進行各種告警處理，對雷達目標高度進行QNH修正，在雷達目標丟失后能夠通過飛行計劃外推航跡。由于使用了諸如客戶/服務器以及發布/訂閱等高級的機制，因此系統可以通過增加處理機的方式提供可擴充性。這一靈活性使用戶可以通過獲得部分或者全部的AirNet系統來實現系統升級或者替換。

阿克蘇空管站（下簡稱：空管站）AirNet自動化系統現接入的監視源有三路，分別為空管站本場民航28所生產的一個定向和兩個全向的ADS-B站點信號、12路從烏魯木齊經三級數據站回傳的ADS-B信號、本場租用的安徽四創公司的二次雷達信號。這三路信號源分別經防火墻、MPDC接至自動化系統的A、B、C三個核心交換機中。空管站現有自動化席位5套，分別為區調的管制席和主任席（SDD1、FDD1、SDD2、FDD2），塔臺的管制席和主任席（SDD3、FDD3、SDD4、FDD4）和監控值班室的一套技術席（SDD0、FDD0、SMC、DBM）。運行系統的核心是冗余的、分布式網絡架構，它能在系統模塊間提供容錯通信，網絡冗余架構的無關特性可保證其他用戶容易地將特殊的系統集成在本系統中。系統劃分為三套網絡：冗余操作網絡（A網、B網）保證ATC服務器和工作站間的信息交換，DARD網絡（C網）采用獨立的交換機、獨立的BSDP服務器，以解決A/B癱瘓后雷達數據的不間斷向管制席位分發的問題。除旁路監視數據處理器（BSDP）外，均采用冗余配置，包括監視數據前端處理器（MSFP）、監視數據處理器（MSDP）、飛行數據處理器（FDP）、數據記錄和回放（DRP）、飛行數據接口（FDI）。其中SFP、MSDP和FDI采用雙機三網架構，FDP和DRP采用雙機三網架構。

2? AirNet自動化系統常見故障分析

2.1 本場起飛航空器目標分裂

在自動化系統中，由于接入多路監視源數據，在系統顯示時，會將采集的多路監視源數據進行融合，有時同一個目標會顯示多個相同的目標，此種情況即為目標分裂。空管站AirNet自動化系統中本場起飛的航空器顯示為3個相同的目標，航空器標牌也顯示3個。

經維護人員對設備進行排查，航跡融合處理所對應的服務器為MSDP即主監視數據處理器，航跡融合處理指MSDP將雷達數據、ADS-B數據等各類監視數據按照設定的條件進行關聯后融合。航跡融合采用動態加權的方式，結合動態權重和靜態權重進行融合。由于阿克蘇機場為軍民合用機場，所以在本場50公里范圍內使用QFE高度，在50公里區域以外使用QNH修正高度。目標QNH高度修正是指對設置的QNH區域內的目標進行高度修正，修正時采用最新的QNH值進行計算。

空管站AirNet自動化系統所用的QNH值為接入的氣象自動觀測報文數據，為1個小時更新一次。MSDP子系統還可處理主用系統輸出的綜合航跡。MSDP子系統將接入的主用系統航跡與本系統中融合處理后生成的系統航跡做比對，形成對應的航跡關聯表，造成目標分裂的主要原因為在本場區域，由于基準面的不同，沒有統一高度，一個是修正后的高度，一個是修正前的高度，導致高度差值過大，大于了配置的融合高度，不能融合成功，導致目標分裂。由于統一基準面問題需要廠家升級補丁，按照自動化軟件管理規定，還需要技術中心進行測試，為了不影響管制使用，維護人員在屏蔽區設置里，在本場區域100m以下將本場雷達數據進行屏蔽，不讓雷達數據參與融合。配置目錄為DBM系統中/home/cdatc/AirNet/config目錄下，shield.cfg文件，用vim命令打開后，做以下修改：

-30000

1179

1

2.2? 服務器硬盤故障更換

空管站AirNet自動化硬件設備使用時間較長，現使用的服務器為惠普廠家生產的HP ProLiant 388 G7和HP ProLiant 580 G7，現在惠普廠家已停止生產，無法采相應的服務器備件，新一代的服務器無法和空管站當前AirNet自動化系統兼容。為確保在服務器系統故障或硬盤故障時，能夠及時應急且最大程度減少對管制使用的影響，維護人員在設備維護時對服務器的硬盤進行備份。由于系統原因無法直接對服務器硬盤進行拷貝，所以只能將新采購的服務器硬盤進行系統重裝。

在更換硬盤時，將備機上的硬盤拔出，使用與備機上型號相同的新硬盤（SAS類型），將其插入原卡槽。使用新硬盤時，需要重新編輯磁盤陣列。服務器啟動時，點擊F8進入RAID配置界面，選擇“File/Set DEfaults”按回車鍵，出現“Set to factory defaults”時點擊F10，然后按回車鍵，進入RAID設置界面。第一步先刪除原有的RAID ：Delete Logical Drive，然后按F8刪除舊RAID，按F3確認刪除。第二步創建新的RAID：Create Logical Drive。Tab鍵光標移到右側，選擇帶有X符號的RAID 1+0回車（服務器使用一塊硬盤時選擇RAID1+0，使用兩塊硬盤時選擇RAID1），按F8保存設置，Esc鍵退出RAID配置界面。

在使用光盤安裝系統時發現有的服務器光驅故障，無法讀出光盤內容，故使用外置光驅將裝有Linux5.8的系統安裝光盤接入到服務器中，按照安裝步驟安裝Linux操作系統;操作系統安裝完畢后，按照源服務器名稱和IP地址更改主機名和IP地址，在Linux系統安裝完成后，將AirNet軟件安裝包拷貝到服務器中，輸入chmod 777命令更改安裝程序的權限，輸入“./install-*”運行安裝程序。在系統安裝完成后進入到/etc目錄下檢查主機名與IP地址是否與目標主機的相同。

在備份服務器硬盤時，備份了SDFP2、FDP2、MSDP2、DRP2這四臺比較重要的服務器硬盤，在SDFP2安裝成功后，拷貝原SDFP2的/home/cdatc/AirNet/bin目錄、/home/cdatc/AirNet/config目錄、/usr/AirNet/lib/AirNet目錄、/etc/sysconfig/network-scripts/eth3文件、/home/cdatc/AirNet/bin/conf/sfp.ini.20180115文件。然后從DBM對其發布配置，重啟成功后切換至主機運行，觀察是否運行正常，左上角監視源狀態是否正常。FDP2安裝完成后，拷貝/home/cdatc/AirNet/bin目錄/home/cdatc/AirNet/config目錄、/usr/AirNet/lib/AirNet目錄，從DBM發布配置參數，重啟后切換至主機運行。可使用FDD發送明語電報測試報檢測FDP工作是否正常。（scc進程無法啟動是因為參數不完善，配置后即可正常啟動）。

MSDP2、DRP2安裝完成后，拷貝/home/cdatc/AirNet/bin目錄/home/cdatc/AirNet/config目錄、/usr/AirNet/lib/AirNet目錄，發布DBM配置參數，重啟后切換至主機運行。（MSDP可觀察SDD綜合航跡生成情況，DRP可使用數據回放功能檢測其功能完好性）。

2.3? 航班未自動相關

管制反應從A點方向經過的進港航空器均出現未自動相關的現象。相關與去相關功能，是根據飛行計劃的4D軌跡模型，計算目標航跡與飛行計劃相關，并監視已相關航跡與飛行計劃的一致性。包括自動相關與去相關、相關一致性檢查、手動相關與去相關、手動掛標簽、標簽的自動替換等功能。為了盡可能的提高自動相關率和保證自動相關的正確性，系統支持建立大量的經驗航路數據，并從多個角度進行自動相關條件檢查。

維護人員通過飛行計劃的生命周期及自動相關和去相關的條件進行判斷，從A點方向進過的航班都滿足自動相關的需求，在和廠家溝通并發送日志進行排查后，排查出為DBM席的fta統計數據程序記錄的歷史進邊界時間和實際飛行的時間差距較大，超過了自動相關的條件導致自動相關失敗。在查清楚故障點所在后，維護人員在航班結束后，停止DBM席的fta程序，在SMC顯示終端上遠程登錄數據庫服務器DCP，在DCP服務器上進入到數據庫系統，刪除對應的數據記錄。主要操作命令為：

mysql -uroot -pabc atcdb?????? //進入mysql命令終端

delete from tab_analysebpnbpx?? //刪除數據

在輸入以上兩條命令后會彈出數據被清空的提示，代表數據清空成功，輸入 exit 退出mysql終端。重啟FDP主用服務器的fcs進程，待恢復正常后，重啟FDP另一服務器的fcs進程，待恢復正常。fcs進程重啟成功后，啟動fta進程，啟動成功后，從A點方向經過的進港航空器自動相關成功。

3? 結束語

AirNet自動化系統作為一套國內自主研發的民航自動化系統，為空管站實現ADS-B中低空管制運行提供了設備基礎保障。但由于設備的更新和升級，空管站的這套AirNet自動化系統還是有諸多的問題，所以維護人員也需要具備基于這套系統特性的排故思路，提高對設備的保障能力。

參考文獻

[1]成都民航空管科技發展有限公司.AirNet空管自動化系統技術手冊_v1.0.

[2]方丹.AirNet空管自動化系統的設計與功能研究[J].數字技術與應用.2010，第009期.

[3]空管自動化系統飛行計劃與航跡相關研究 [C].Shen Zhiping ，沈志平 ，Wang Min.第七屆中國航空學會航空通信導航監視及空管學術會議暨航電與空管分會2016年學術年會 （CCATM2016）.2016.