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西安区域管制中心空管自动化系统架构分析

时间:2016-11-28来源: 作者: 点击: 105次


王艳霞 

(中国民用航空西北地区空中交通管理局技术保障中心,陕西 西安  710082)

摘要:空中交通管理自动化系统是西安区域管制中心的核心部分之一,AIRCON空管自动化主用系统和AIRNET空管自动化备份系统将起到重要的设备保障作用。本文深入研究了两套自动化系统的技术特点和主/备用系统的架构。

关键字:西安区域管制中心;空管自动化系统;主备用架构

 

Analysis of ATC Automatic System Architecture

 of XI'AN Area Control Center

Wang yanxia

Technical Support CenterNorthwest Regional Air Traffic Management ureau.caac,  Xian 710082China

Abstract: ATC automatic system is a core part of XI'AN Area Control CenterAIRCON automatic system is main ATC automatic system of xi’an ACCAIRNET automatic system is standby systemThis paper studies the technology of the two automatic systemintroduces the Main/Standby Architecture of XI’AN ACC this architecture ensure the high safety of Air Traffic Control.

Keywords: XI'AN Area Control CenterATC Automatic SystemMain/Standby Architecture

 

航空运输业的飞速发展促进了现代化空管自动化系统的发展,空管自动化系统已经成为空中交通管制的主要手段之一,其主要功能是对监视数据进行处理,实现监视数据与飞行计划的动态关联,实时的为管制人员提供所管制航空器的二次代码、高度、速度、航向信息等,有效的提高空中交通管制效率,提高空域利用率。

1、西安区域管制中心

中国民用航空发展第十二个五年规划指出,空中交通管理系统是民航安全飞行的核心保障。要努力推进民航空中交通网络建设,增加空域容量,提高空管运行效率,优化整合空域管理区划[5]

民航高空空域资源整合的需要促进了西安区域管制中心的发展,2013年10月25日,经过多方的共同努力和历时五年的建设,西安区域管制中心顺利通过民航局空管局组织的竣工验收;11月18日,区管中心正式投入运行。

西安区域管制中心的飞行流量增大,对空管自动化系统的处理能力和容量有更高的要求:提高空管自动化水平,更新空管自动化系统;推进高空管制中心之间,及其与终端(进近)管制中心之间的系统互联,提高自动化系统的容灾能力,纳入全国一体化空管自动化系统构架。

2西安区管空管自动化系统

新一代的空管自动化系统基于分布式体系结构、采用多监视数据融合技术和自动飞行计划处理技术等实现监视数据和飞行计划动态相关,提供目标的监视、预测和告警信息,管制员可以实时掌握所管制航空器的飞行动态,提高管制效率。

西安区管使用的自动化系统分别为西班牙INDRA公司开发的AIRCON空管自动化主用系统和成都民航空管科技发展有限公司开发的AIRNET空管自动化备份系统。

2.1AIRCON空管自动化主用系统

INDRA公司是先进的空中交通管制技术的领导者,采用四维轨迹计算技术,被Eurocontrol和European Union选为单一欧洲空管研究项目(SESAR)的合伙人[1]INDRA AIRCON空管自动化系统具有先进/友好的HMI界面;采用先进的飞行计划处理和精确的四维轨迹计算;增强的多传感器处理功能,能处理一次雷达,二次雷达,S模式雷达,ADS-B和MLAT/WAM等多种监视数据;支持AIDC&OLDI移交和低空数据链应用(ADS-C, CPDLC);具备强大告警功能、流量预测和管理功能[2]。该系统主要包括雷达数据压缩单元(RDCU)、监视数据处理(SDP)、飞行数据处理(FDP)、安全告警(SFN)、数据链服务(DLS)、飞行数据输出子系统(DOP)等模块。

 

1  AIRCON自动化系统结构图

2.2 AIRNET空管自动化备份系统

空管科技AIRNET空管自动化系统是基于Linux多任务操作系统的空管自动化系统,系统采用开放、分布式的体系结构,完成多路监视信号的实时数据传输、协议转换、多路监视数据处理和合成、飞行数据的处理和航迹的相关等主要功能。系统主要包括监视数据前端处理(SDFP)、监视数据处理(SDP)、飞行数据处理(FDP)、飞行数据与监视数据相关处理(FCS)、告警处理(SNETP)、数据通信处理(DCP)等模块[3-4]

 

2  AIRNET自动化系统结构图

3、主用/备用自动化系统架构分析

3.1系统架构

在系统配置上,西安空管自动化系统采用主用/备用配置,主用系统和备用系统互为备份;INDRA AIRCON主用自动化系统和空管科技AIRNET备用自动化系统采用1:1的备份配置;所有硬件软件相互独立,管制同席位共享切换,能有效的降低系统切换产生的风险。

同时,在席位设计上,管制席和协调席均配有雷达显示终端SDD,解决了原西安现场的自动化系统一个席位只配置一个雷达显示的问题,减小了单个显示终端故障对管制工作的影响。备用自动化系统采用和主用自动化系统相同的界面配置和操作习惯,弱化了主备系统切换时管制员的不适。

 

3 管制席位的配置

为提高系统运行的冗余度、安全性,主用/备用系统的外接信号采用不同的传输路由和接口。供电设施同样采用主/备系统分离方式。

西安区管中心主用/备用自动化系统均配置有测试验证系统,进行软件版本测试、硬件测试、适配数据修改测试,新功能、新需求的应用验证。

3.2空管自动化系统之间的数据同步机制

西安区管中心的主/备用空管自动化系统的外部数据源统一,备用系统的基础信息、飞行数据以及航迹数据与主用系统实时同步。同时西安区管中心创新性的提出了“备用/主用同步机制”,一定程度上解决了实际的问题,为西安区管中心备用自动化系统72小时常态化运行提供了重要的保障;该同步方式也存在同步数据过于单一的问题。

1、主用/备用同步机制

AIRNET备用自动化系统有两种工作模式:主动工作模式和被动工作模式。AIRCON自动化系统主用时,AIRNET自动化系统处于被动工作模式;AIRNET自动化系统主用时,则需要切换至主动工作模式。当系统从被动工作模式切换至主动工作模式时,必须保证目标航迹位置准确,已有目标正确相关,基础信息一致。

主用自动化和备用自动化之间有良好的数据同步机制,通过主用系统的DOP服务器和备用系统的DCP服务器的数据通信来实现。INDRA AIRCON系统的飞行数据输出子系统(DOP)向外部子系统输出实时数据,主要包括综合航迹数据输出、飞行数据输出和基础数据的输出,提供了满足各类外部系统应用需求信息的输出。数据输出处理器(DCP)是民航空管科技AIRNET系统对外输入输出的主要接口设备。通过DOP和DCP的通信,实现了备用自动化系统和主用自动化系统的航迹数据、飞行数据和分合扇数据等基础数据的实时同步,在紧急情况下可实现主备系统之间的无缝切换。

4 /备自动化系统的信息同步机制

2、备用/主用同步机制

AIRNET备用自动化系统处于主用状态时,系统处于主动工作模式。根据前期系统设计,备用自动化系统主用时,主用自动化系统并不能同步备用自动化系统的数据。因此,在实际应用中,当备用自动化切换至主用自动化时将出现主用/备用数据不同步的现象。为了解决此问题,西安区管中心创新性的提出了“备用/主用同步机制”。

5 /主自动化系统的信息同步机制

“备用/主用同步机制”通过在FCS服务器上运行同步脚本来实现。当AIRNET备用系统处于主用工作模式下,自动分配SSR;AIRCON系统关闭自动notify功能。AIRNET备用系统通过向AIRCON主用系统发送CHG报,将分配的SSR信息同步给AIRCON自动化系统,实现系统间的飞行数据同步。同步步骤详见表1。

1 /主自动化系统同步步骤

 

AIRCON主用系统

AIRNET备用系统

当前状态

备用状态

主用状态

步骤1

设置AIRCON主用系统专用收报地址

 

步骤2

专用收报地址写入AIRCON DBM数据库收报地址

 

AIRCON专用收报地址写入FCS服务器的程序中

步骤3

 

DBM服务器:设置自动发送CHG报时间参数,并发布。

步骤4

 

FSC服务器配置文件,开启自动发送CHG功能

步骤5

CMD服务器:关闭自动notify功能

 

 

该同步机制仅能同步SSR信息,其他飞行数据、航迹数据及基础信息无法实现同步。当系统切换时,管制人员仍然需要大量的时间去人工处理,包括基础数据、运行状态等。

数据输出采用统一的接口标准将是未来发展的需求。它不仅仅是备用/主用空管自动化系统数据交互的需求,同时也是与其他系统联网的需求,包括协调决策系统、流量管理系统、电子进程单系统等系统与自动化系统的数据交互。这需要民航系统共同的努力来推进[6]

4、结束语

西安区域管制中心是中国民航平稳推进高空管制区空域资源的整合的重要进程之一,有效的提高空管运行效率和飞行保障能力。

空管自动化系统为管制人员提供实时、精准的航空器监视、预测和告警信息,从而提高空管运行效率,减少航班延误。空管自动化系统稳定性、可靠性、可用性和可维护性直接影响着民航的飞行保障能力[7]。在实际的工作中,需综合考虑系统的运行风险、处理性能、人员维护能力和管制人员的使用感受,最大程度的实现两套自动化系统的界面和功能设计统一,实现主用/备用系统之间的无缝切换,保障空管自动化系统的稳定性和可靠性,减轻管制人员的工作压力、提高管制人员工作效率,保障飞行平稳、顺畅、安全。

 

参考文献:

1Revised Xian Automation System Subsystem Specification, INDRA, Edit/Rev: A/0, 31/10/2011.

2The Tendering Procurement of Automation System of Xian ACC Centre, INDRA, 22/3/2010

3、西安区域管制中心AirNet自动化系统技术手册,成都民航空管科技发展有限公司,01/11/2012

4、西安区域管制中心AirNet空管自动化备份系统,成都民航空管科技发展有限公司,01/11/2012

5、中国民航发展第十二个五年规划 (2011-2015)

6、空管自动化系统体系结构研究报告

7、民航局空管局加快推进空管自动化系统联网及数据同步专项工作, http://www.atmb.net.cn/news.aspx?id=38075 (Sep. 23, 2015) (accessed Jun. 22, 2016).

 

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