廣州主備空管自動化系統的差異分析研究

崔品品

摘要：該文通過研究廣州本地在用主備空管自動化系統的架構、信號引接、關鍵功能處理機制等方面的差異，在比對分析的基礎上推動一線技術人員對兩套系統運行機制理解的廣度和深度，提升備用自動化系統常態化應用期間技術人員對異常情況的排查方向和分析速度。

關鍵詞：主備自動化；處理機制；常態化應用；比對分析

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A文章編號：1009-3044（2023）29-0085-03

1 研究背景

空中交通管制自動化備份系統是指在運行需要時可代替空中交通管制自動化主用系統，實施與主用系統相同管制運行方式和運行標準的空中交通管制自動化系統。為確保民航飛行安全，提高空管運行效率，充分發揮備份系統效能，提升空中交通管制自動化系統運行保障能力，我們備份系統的使用計劃按要求確保每月整體切換并使用備份系統的總時長不少于 60 小時。

因此，備份系統的重要性只會越來越高。廣州技保中心的主用空管自動化系統為THALES 的Eurocat-X，自區管2004 年建設以來一直在用，歷經各項升級、更新，運維人員對主用系統的熟悉度相對較高。備份系統為南京萊斯 NUMEN 3000，接替之前廣州區管的備份系統 Telephonics 系統，且備份系統常態化使用前使用較少，故對現場運維人員來講熟悉度相對較低。目前，我們已將備份系統的設備運行維護及狀態監控納入日常運行工作，工作要求及標準與現場主用系統相同。所以，為了備份系統常態化使用的高質量運行，一線技術人員對主備空管自動化系統兩套系統架構和運行機制方面差異性的了解至關重要。

2 廣州空管自動化系統的現狀

廣州新終端于 2023 年初啟用后，廣州管制分為區調、進近和塔臺三個現場，共四套空管自動化系統。其中區調兩套（主用和備用），進近和塔臺共用兩套（主用和備用），如圖 1 所示。

目前，四套空管自動化系統飛行計劃信息均來自管綜的 FIPS 系統，經由AFTN鏈路進入轉報系統，通過FIPS 前置進行處理后，再回到轉報系統經由 AFTN 鏈路進入自動化系統。FIPS 系統一拖四套自動化系統。

FIPS 系統含前置PPS模塊和FIPS模塊兩部分，其中，前置PPS模塊即 AFTN 電報至自動化系統之間的中轉模塊，目的是規范進入自動化系統的報文格式。而FIPS 模塊則是進行動態電報處理，主要基于4029.3 的 I 類報文與空管自動化系統進行飛行動態交互。

在監視源數據的引接方面，區管主備自動化系統引接信號源一致，新終端和塔臺的主備自動化系統引接信號源一致。氣象數據的引接方面，主備自動化系統也保持著一致的信號源。在關鍵外部接口一致性的情況下，主備自動化系統還是存在基于自身特點的差異性情況，需要分析和掌握，下面就其幾個重點的差異性方面展開論述。

3 差異性分析

3.1 軟件架構

3.1.1 歐洲貓自動化系統的軟件架構

歐洲貓 THALES 自動化系統是基于 UBSS 中間件的分布式軟件架構，通過 CDC 進行數據通信和同步。系統是由一系列的CSCI 構成。CSCI：ComputerSoftware Configuration Item（計算機軟件配置項目）。每一個CSCI用于特定的任務，例如FDP的CSCI管理所有的飛行數據處理。通過中間件：UBSS（UnixBased System Software） ，為應用程序和操作系統提供接口。

3.1.2 萊斯自動化系統的軟件架構

基于 Oracle 數據庫的核心數據交換平臺，通過總聯進程的通信和各個軟件模塊功能實現系統各項功能。

3.2 網絡架構

3.2.1 歐洲貓自動化系統的網絡架構

歐洲貓自動化系統的網絡分為工作網OPS及服務網service line，其中，工作網用于各處理模塊間進行數據交換和功能整合，雙重備份，分為工作網A（opera?tional LAN A） 、工作網B（operational LAN B） ，使用EtherChannel 技術進行 A、B 網段之間的互聯。Ether?Channel 是由 CISCO 研發的，應用于交換機之間的多鏈路捆綁技術，它將兩個設備間多條相同特性的快速以太或千兆位以太物理鏈路捆綁在一起組成一條邏輯鏈路，從而達到帶寬倍增的目的。除了增加帶寬外，EtherChannel 還可以在多條鏈路上均衡分配流量，起到負載分擔的作用；當一條或多條鏈路故障時，只要還有鏈路正常，流量將轉移到其他的鏈路上從而起到冗余的作用，平時業務走在 LAN A服務網S（serviceLAN S） 用于旁路的雷達應急備份、下線數據和系統版本升級時的數據上傳、監控信息等。

3.2.2 歐洲貓自動化系統的網絡架構

萊斯自動化系統采用三網運行方式，通過網絡交換機，組建成星形拓撲結構的三個以太局域網（LAN A、LAN B、LAN C）。系統的LAN A和LAN B是物理上相對獨立又互為冗余的兩個網絡。系統的LAN C主要用于BSDP數據、記錄/重演數據的傳輸和基礎數據發布。

3.3 功能模塊

從自動化系統功能的實現角度來講，主備空管自動化系統的技術要求標準是一致的。因此，主備自動化系統都有各自的監視數據處理、飛行數據處理、航跡與計劃的相關處理、告警、記錄回放、數據管理等方面都基本相似。不同的是，各個廠家可能基于不同的方式去實現這些功能。不同的功能模塊在服務器上的部署情況有差異。

針對歐洲貓自動化系統，監視數據處理由單獨服務器MSTS來完成，包括監視源的單路跟蹤與處理，多路監視源的融合與跟蹤等。航跡與計劃的相關功能的實現和告警功能的實現部署在同一個服務器SNMAP上面，系統不配置 BFDP 服務器。

針對萊斯自動化系統，航跡與計劃相關的功能以及監視數據處理功能在SDP服務器實現，而告警功能單獨由ADP服務器來完成。系統具備BFDP服務器功能。而且，從主備服務器的冗余配置角度分析，萊斯自動化系統的DCP服務器雙機為雙主用狀態，雙機同時工作，通過去重機制完成進入系統重復信息的過濾。

這種情況下，主備空管自動化系統中相同名字的服務器雙機故障對系統造成的影響會有很大的差別，所以，這對現場故障現象的定位和應急處置的方式都提出了更高的要求，我們需要熟悉主備空管自動化系統各個功能模塊在不同服務器中的部署情況。

3.4 起落報的拍發機制

3.4.1 歐洲貓自動化系統的起落報拍發

1） 起飛報自動拍發條件

①飛行計劃與系統航跡自動相關。

②相關航跡進入Non surveillance tower areas（例如：起飛后高于機場標高10米，機場標高150米）。

③FD_EX_PARAMETERS.ASF 離線文件定義的收報地址中。

2） 落地報自動拍發條件

①當飛機進入ARR_VOLUME（例如：3.8KM，200M） 。

②系統在系統離線定義的時間內未收到APR 報告。

③FD_EX_PARAMETERS.ASF 離線文件定義的收報地址中。

起落報的起飛降落時刻為系統當前時間基于系統內部計算往前推測。

3.4.2 萊斯自動化系統的起落報[1]拍發

1） 離港航班：（起飛報）以下所有條件同時滿足時，系統判定出目標起飛：

①航跡目標相關著飛行計劃，并且計劃中的起飛機場為本場機場。

②目標在近地區域（數據庫中離線定義）中出現。

③目標的高度在增加。

④目標速度超過設定門限值（PLAN_DEP_MIN_SPEED）。

DEP 電報的起飛時間為當前系統時間-VSP 參數，一般為 2 分鐘。

2） 進港航班：（落地報）

以下所有條件同時滿足時，系統判定出目標降落：

①航跡目標相關著飛行計劃，并且計劃中的降落機場為本場機場。

②目標進入場面區域（數據庫中離線定義）后經過一定時間（PLAN_ARR_TIMEOUT） 還未在場面區域之外再次出現。

ARR 落地報的降落時刻為系統當前時間減去VSP時間，一般為 2 分鐘。

3.5 航跡自動相關機制

3.5.1 歐洲貓自動化系統的航跡自動相關[2]機制

廣州兩個現場均使用權重法相關：PSSR權重值為2、ASSR相關權重值為3、24 位地址碼相關權重值為5、航班號相關權重值為4。新終端航跡和計劃自動相關最低要求權重為 4；區管航跡和計劃自動相關最低要求權重 1。通過航路檢查，通過時間窗檢查。三項滿足則自動相關。

新終端和區管的歐洲貓自動化系統航跡和計劃自動相關最低要求權重不同，原因是兩場的自動化系統各自進行二次代碼的分配，曾出現過新終端與區調航班相關異常的情況。因此，新終端歐洲貓不允許僅二次代碼匹配的時候自動相關。

3.5.2 萊斯自動化系統的航跡自動相關機制

萊斯自動化系統兩個現場也使用權重法相關[3-4]，權重的設置情況如下：

PLAN_AUTOCOUPLE_ADR_ACCORD_WEIGHT 航跡和計劃自動相關處理中地址碼一致時的權重 4

PLAN_AUTOCOUPLE_ADR_CONFLICT_WEIGHT 航跡和計劃自動相關處理中地址碼不一致時的權重 -2

PLAN_AUTOCOUPLE_ASSR_ACCORD_WEIGHT航跡和計劃自動相關處理中ASSR一致時的權重 3

PLAN_AUTOCOUPLE_PSSR_ACCORD_WEIGHT航跡和計劃自動相關處理中PSSR一致時的權重 2

PLAN_AUTOCOUPLE_SSR_CONFLICT_WEIGHT航跡和計劃自動相關處理中二次代碼不一致時的權重 0

PLAN_AUTOCOUPLE_CALL_ACCORD_WEIGHT航跡和計劃自動相關處理中航班號一致時的權重 5

PLAN_AUTOCOUPLE_CALL_CONFLICT_WEIGHT 航跡和計劃自動相關處理中航班號不一致時的權重 -2

PLAN_AUTOCOUPLE_DIRECTCOUPLE_WEIGHT 航跡和計劃直接自動相關要求權重 10

PLAN_AUTOCOUPLE_MIN_CREDIBILITY_WEIGHT 航跡和計劃自動相關最低要求權重 2

航跡和計劃直接自動相關要求權重10，航跡和計劃自動相關最低要求權重2；如果權重大于2小于10，走附加檢查項目（航路一致性檢查；時間一致性檢查）

3.6 生命周期管理

主備自動化系統的飛行計劃生命周期管理[5]方面，各個廠家的總體框架基本一致，比如都有FUTURE、INACTIVE、PREACTIVE、COORDINATED、ACTIVE、FINISHED、CANCELLED、SUSPENDED、INHIBITED等狀態，但是基于 ACTIVE 狀態的細節分類，兩套自動化系統略有差異。

歐洲貓自動化系統的ACTIVE 狀態包括UNCONTROLLED（ 相關激活）、HANDED-OVERFIRST、CONTRLLLED、HANDEDOVER。萊斯自動化系統的ACTIVE 狀態包括UNCONTRLLED、HANDEDOVER、CONTROLLED。

3.7 告警機制

主備自動化系統都具備基于技術要求規范所提到的各類告警，但是廠家之間在遵循各類技術行標規章的前提下，實現告警的機制可能有一定的差異。

以DUPE 告警為例：歐洲貓自動化系統的告警機制為：兩個或者以上飛行計劃可以與相同航跡相關時；或者兩個以上航跡可以與相同飛行計劃相關時；在一定范圍內出現二次代碼相同的航跡時給出告警。

萊斯自動化系統的告警機制為：在系統DUPE告警區域中，航跡二次代碼重復、或航跡航班號重復；或24位地址碼重復均會產生DUPE告警。

4 總結

通過以上七個方面的論述，基于現場技術部門運行的層面，體現了廣州空管自動化主備系統的一些差異。當然，不同廠家關于一套系統的實現方式存在不同是正常的，尤其是針對管制操作界面的方面。作為一線設備技術人員，我們除了需要了解管制界面的基本操作之外，還需要對系統的工作機制有一個更加深入的學習，可以在面對管制工作中遇到的關于主備自動化系統運行期間出現的異常情況時，能夠從系統功能和原理方面進行思考和解決。

參考文獻：

[1] 任陽.鄭州空管自動化系統錯誤拍發落地報研究[J].河南科

技，2021，40（2）：21-23.

[2] 王晨旭.THALES自動化系統飛行計劃與航跡自動相關問題

的研究[J].通訊世界，2019，26（2）：271-273.

[3] 鄧婕.空管自動化系統雷達航跡與飛行計劃自動相關淺析

[J].通信電源技術，2010，27（4）：67-70.

[4] 豐彩霞.淺析Thales自動化系統系統航跡與飛行計劃自動

相關功能[J].信息通信，2018，31（8）：154-155.

[5] 鄒繼科.淺析歐洲貓自動化系統飛行計劃生命周期[J].科技

信息，2012（30）：290.

【通聯編輯：代影】