基于空管自动化系统的维护探讨

摘 要 随着民航空管事业的飞速发展， 空管自动化系统已然成为保障飞行安全的重要组成部分。本文以国产NUMAN-2000自动化系统为例，从空管自动化的系统结构入手，浅谈空管自动化中的维护与技术，同大家分享交流。

【关键词】空管自动化 系统结构 关键技术

空管自动化系统是为空中交通管制指挥人员提供全面、准确飞机信息的重要设备，是空管部门实施对空指挥的一类重要系统，更是国家空防系统的重要组成部分。系统采用GPS时钟对时，通过对雷达监视数据的处理，为管制员提供实时显示的空中飞行态势，不同飞行冲突及各类异常告警；通过处理飞行计划和动态电报，为管制员提供飞行计划和飞行动态的相关信息。随着国内航班量迅速增长，空中交通管制流量也不断加大，空管自动化系统在空中交通管制中的地位也越来越重要。

随着空管设备的不断更新，国产空管自动化系统作为备用甚至主用自动化系统的情形也渐渐变多。就以昆明为例，2012年6月28日昆明长水国际机场正式运行，所选用的空管自动化系统是NUMAN-2000系统并作为主用自动化系统。因此，探讨该自动化系统的结构功能，维护技术问题对空管的安全生产具有现实意义。

1 系统结构和功能

不同的空管自动化系统其结构基本相同，这里就以NUMAN-2000系统为例。该系统主要由雷达数据前置处理机（RFP）、雷达数据处理机（RDP）、飞行数据处理机（FDP）、雷达综合数据显示终端（SDD）、飞行动态显示终端（FCP）及系统监控终端（SMP）等几部分组成。三个以太局域网（LANA、LANB、LANC）通过网络交换机构成星形拓朴结构。以下是各个部分的功能：

1.1 雷达数据前置处理机（RFP）

雷达数据前置处理机采用冗余主机配置。雷达信号经雷达线路分配器进行分路后，分别进入四台前置机进行预处理工作。前置机通过接收各个雷达信号并对其格式规程和坐标转换进行处理后传输给雷达数据处理机进行进一步处理。

1.2 雷达数据处理机（RDP）

雷达数据处理机接收雷达数据前置处理机输出的单雷达数据，对多部雷达数据实现单雷达数据再处理，多雷达数据融合处理；实现对各类告警探测，航迹与飞行计划自动相关/去相关，管制移交功能及综合雷达航迹的功能输出。该处理机由两台RDP组成，结构设计为双机热备份冗余。像这样的双机备份能够降低系统设计产生故障的风险，使系统更加安全可靠高效。

1.3 飞行数据处理机（FDP）

飞行数据处理机对电报和飞行计划进行处理，同时系统数据库也装在该服务器上。主要对飞行电报处理，航班相关数据管理、飞行计划冲突探测、飞行计划与系统航迹相关功能进行实现。该处理机由两台FDP组成，为双机热备份的冗余设计。当主用FDP发生软件/硬件故障时，系统会自动将备用FDP升为主用，以保证系统运行的连续。两台FDP上都安装了Oracle数据库，备用数据库每隔两分钟对主用数据库进行一次同步以使两个数据库中的数据同步。

1.4 雷达综合数据显示终端（SDD）

雷达综合数据显示终端是雷达管制员监视、指挥空中交通的主要场所，是一个人-机界面对话窗口，显示的内容为飞行态势（雷达/飞行数据）。当禁区、限制区和危险区被激活时会自动显示；显示指定的适应性数据，如指定航线、指定机场进离场航线等；管制员能够选择指定的背景图；通报管制扇区内飞机的任何告警信号及告警抑制、屏蔽；具备接收系统对时信息的能力。

1.5 飞行计划显示终端（FCP）

飞行计划显示终端主要是对飞行计划实施综合管理，进行飞行计划协调，编发飞行电报。

1.6 系统监控终端（SMP）

系统监控终端是技术维护人员对系统进行监控的人机交互界面。监控终端具备集中启动应用软件的能力，将应用软件退出系统的能力。通过SMP，技术维护人员可以监视外部接入设备的工作状态，硬件设备的工作状态以及系统应用软件的运行情况；允许切换指定的冗余设备。通过图像，声音的告警提示，对系统进行实时操作，便于对出现的问题进行及时有效的解决处理。

2 维护总结

在日常维护工作中，总结了自动化系统的几个故障及其解决方法如下：

（1）系统监控上显示某台机器网络出现故障

首先，检查机器上的网卡是否连接上了网线，该网线是否和交换机连接。如果都连接正常，查看网卡的指示灯是否显示；如果显示正常，此时可能是网线水晶头有问题，需重新制作水晶头。

如果网卡的指示灯不亮，此时将其他网卡的网线插在该网卡上，如果指示灯亮了，则可能也是网线水晶头的问题，需重新制作水晶头。

如果接上其他网卡的网线后，网卡的指示灯仍然不亮，则可能是网卡故障，需更换一块同型号网卡。

（2）飞行计划二次代码不正确，导致计划和雷达没有自动相关

首先在飞行计划显示终端上查看该计划是否收到相关的DEP报，收到的报文是否进入电报错报列表。如果未收到报文计划是无法带上二次代码，雷达目标也就不会相关；如果进入电报错报列表则说明收到的报文有误，需分析电报错误，进行纠正处理后重发该报文。

如果收到相关报文，确认报文二次代码是否和雷达二次代码相同，如果不同则不会和雷达目标相关；收到报文且二次代码和雷达航迹一致，则需考虑查看历史库和该报文相关的计划是否已提前终止。当前库中的该份计划是通过其他报文或人工创建的。

3 关键技术

3.1 空管自动化中的三网（双网）通信

网络是连接空管自动化系统不同数据处理节点的数据链路。由于防止软件、硬件以及线路故障所产生的通信中断甚至整个系统崩溃，该系统采用三网运行的方式。即系统的LANA，LANB，LANC三个以太网。系统的双网（LANA，LANB）是物理上相对独立又互为冗余的两个网络。若一个网络有问题时，另一个网络能够正常运行，及时提供备份保护，不影响系统的实时信息传递，提高了网络的可用性。同时利用有效的动态监控，达到故障隔离的目的。LANC主要用于在整个系统崩溃时，能够及时提供旁路传输。这种设计方式保证了对网络数据传输的可靠性，安全性和高效性。

3.2 空管自动化中的双机热备份

许多工业控制领域都对于冗余性、可靠性和健壮性有着较高的要求，空中交通管制的行业特殊性对自动化系统需要连续工作和实时性的要求更是如此。双机热备份概括地说，就是用网络把两台服务器连接起来，平时进行互相备份，共同执行同一服务。若主服务器发生故障时， 备用服务器能及时替代主服务器发挥作用，保证网络服务工作的持续运行不间断。双机热备份技术是一种经软硬件结合的较高容错应用技术，能够降低系统产生故障的危害性，提升系统整体的冗余性与可靠性，有利于空中交通安全、高效、有序的进行。

4 结束语

本文通过对空管自动化系统结构及维护的分析，三网通信与双机热备份技术的讨论，具有较大的意义。随着航空领域的迅速发展， 空管自动化系统的应用不仅提高了管制效率，还较大地缓解了飞行流量急剧增长与空域资源日益紧张带来的矛盾。同时，通信与计算机技术的广泛运用和提高，终将会提升空管系统的自动化程度，使用更多的自动化方式。

参考文献

[1]莱斯自动化系统操作手册[Z].南京莱斯信息技术股份有限公司，2012.

[2]戴子河.提高空管系统可靠性的若干关键技术研究[D].四川大学，2006.

[3]曹江华，李岩丽.Solaris10系统管理[M].北京：电子工业出版社，2010.

作者单位

民航云南空管分局 云南省昆明市 650200