基于中央服務器的飛行數據處理方法探討

謝崢

(民航中南空管局，廣東廣州510405)

1.引言

隨著我國民航事業的迅猛發展，飛行流量快速增長，直接導致了民航空域日趨緊張。在保障飛行安全的前提下，如何進一步縮小飛行間隔、提高空域利用效率，并進行流量管理，以滿足當前乃至可預期未來飛行流量的需求已成為一項重要的課題。而直接制約空域利用的瓶頸之一就是當前的ATC（空中交通管制自動化）系統按地區的獨立分割應用，這一問題的出現不僅是由于長期以來民航空管是以地域化管理為主的體制造成的，也是由于大部分空管ATC系統沒有共享資源造成的。

近年來，民航大力開展空管體制改革，打破空管地域分割模式，開始為建立一體化管理機制創造良好的環境；同時深入進行技術和設備改造，為大區域流量管理乃至大空管管理做好了準備。在此大環境下，飛行數據集中處理成為可行性目標，也由此引出了中央FDP（飛行數據處理服務器）的概念。

2.現狀及問題的提出

2.1 空中交通空域管理的發展

當前空中交通服務區域劃分為以下幾種：塔臺(TWR)、進近(APP)、終端(TMA)、航路(ACC)、飛行情報區(FIR)。我國隨著現代化大型管制中心的建設，一直在逐步調整和優化空域結構，最終將形成五大航路管制中心的格局，建立起安全、高效、順暢的空管系統運行保障體系。

為了完成新的空域結構調整，現有的空中交通管理系統，尤其是飛行數據處理方式，也需要做同樣的調整。因此，大區域中央FDP的概念成為當前切實且緊迫的研究課題。

2.2 飛行數據處理的現狀及問題

空管自動化系統，一般由雷達數據處理（RDP）和飛行數據處理（FDP）兩大部分組成。其中FDP的主要功能是：飛行計劃數據庫存儲及飛行計劃生命周期管理，AFTN數據通信管理，AIDC信息處理，飛行航路分析，二次代碼管理和分配，雷達航跡和飛行計劃相關、飛行進程單分配、適配數據管理以及飛行計劃一致性監視、中期沖突探測等等。

目前Thales公司的Eurocat自動化系統已經覆蓋了北京、上海、廣州三大ACC，將來還會擴展至整個FIR。然而，幾個系統間相互獨立，并沒有共享飛行數據，尤其在越來越多的小型機場安裝了本地的ATC系統后，資源共享問題變得更加明顯。

2.3 建立中央FDP的優越性

如果建立一個中央FDP覆蓋整個FIR，那么將有一個中心點，來生成并維護所有FIR內的飛行計劃和數據。在中心點可以知道FIR內所有飛行數據的實時信息，從而減少FIR內ACC之間飛行計劃的不一致，并消除ACC間許多重復性的協調工作。

推而廣之，甚至可以在將來建立全國性的中央FDP，進行飛行數據集中處理，從而更大范圍地進行流量管理，最大限度地提高空域利用效率。

3.建立中央FDP的兩種方法

這里有兩個途徑來達到中央FDP的概念，也是對于飛行數據集中處理的兩個不同思路。

3.1 中央處理飛行數據

中央FDP在FIR范圍內產生并維護所有的飛行計劃。所有本地的ACC沒有自己的獨立的FDP。因此，所有涉及到飛行計劃維護的管制員指令都必須送往中央FDP進行處理。由于所有下屬的ATC系統將不再需要自己的FDP，僅保留RDP，因此所有的適配數據都存儲在中央FDP的數據庫，所有的飛行數據處理，包括分配SSR二次代碼、航路分析、AFTN、AIDC信息等也都由中央FDP來處理。飛行計劃與航跡的相關聯也由中央FDP完成。

這是一個傳統的方法和思路，只適用于ACC以及其進近管制區，不適用于整個FIR。

圖1是以中南地區為例的中央處理飛行數據設想示意圖：

圖1 中南地區中央處理飛行數據示意圖

3.2 中央協調飛行數據

所有的本地ACC有其各自的FDP，本地ACC的管制員指令首先由本地ACC處理，然后再送往中央FDP進行同步。所有的適配數據仍是存儲在本地FDP的數據庫中，當飛行數據由不同的ACC處理完后，中央FDP接收每個ACC已經處理過的飛行計劃，然后將實時的飛行計劃更新分配給其余的ACC。中央FDP將來自每個ACC的飛行計劃軌跡聯結，得到一個長遠的飛行計劃軌跡。然后中央FDP就可以使用這些信息來進行流量管理。航路分析、AFTN、AIDC信息等都由本地FDP來處理，但二次代碼由中央FDP統一分配。飛行計劃與航跡的相關聯也由本地FDP完成。

圖2是以中南地區為例的中央協調飛行數據設想示意圖：

圖2 中南地區中央協調飛行數據示意圖

3.3 相應問題

在一個大的FIR區域范圍內，只維持一個覆蓋了所有ACC和TMA的數據庫是并不容易的。整個的FIR區域會因為一個小小的適配數據改動就受到影響。在可靠性方面，如果飛行數據處理完全依賴中央FDP，一旦中央FDP或是通信鏈路發生故障，整個FIR都會受到影響。這是一個絕對要考慮到的問題。另外，所有的管制員關于飛行數據處理的指令都必須先送往中央FDP進行處理，也會帶來響應速度慢的問題。

4.中南地區當前FDP系統以及中央FDP原型

中南地區有4個FIR：廣州、武漢、三亞以及香港。廣州作為全國三大區管中心之一，使用的是Thales公司的Eurocat自動化系統；中南地區的其它ACC及終端，均使用的是Telephonics公司的Aerotrac自動化系統。

由于中南地區主要有兩種不同的ATC系統，所以無論使用哪一種作為中央FDP，并將其它所有的ATC系統集成到其中并不容易。反而，我們自己可以建立一個原型，將現有的Eurocat的FDP和Aerotrac的FDP（例如，廣州ACC、珠海TMA）集成，以達到“中央FDP”的概念。

目前在廣州區域管制中心已經搭建了測試平臺，進行了廣州、珠海和香港的飛行數據集中處理的初步測試。測試平臺接入來自廣州區管設施的飛行計劃，以及實時的雷達信號。飛行計劃先由本地FDP進行更新，然后本地的FDP通過中央FDP，以不同的通信協議，將最新更新信息“通知”給相鄰的管制區設備。每個收到更新信息的FDP，根據飛行計劃的內容和狀態，決定是否需要更新當前FDP中的飛行計劃。

圖3是在廣州測試平臺搭建的中南地區飛行數據集中處理測試模型框架圖：

圖3 中南地區飛行數據集中處理測試模型框架圖

5.結論和實現中央FDP的建議

切實可行的方案是建立一個中央FDP來提供中國民航特有的ATC運作需求，而不僅僅是把每個ACC的飛行計劃集成到一起，全部由中央FDP來處理。中央FDP起分配飛行計劃和協調的功能，而不是在FIR范圍內維護所有的飛行計劃。每個ACC繼續使用他們各自獨立的FDP，當然，每個FDP應與本地的飛行信息處理系統集成，并與中央FDP有傳送當前飛行計劃的接口。

6.結束語

展望未來，從我國民航的發展和計劃需求來看，飛行數據集中管理是大勢所趨，并將產生深遠影響。本文主要介紹并探討了基于中央服務器進行飛行數據集中處理的不同方法，意在開闊思路，希望能夠為研究新技術提供參考。

[1]潘衛軍.空中交通管理基礎[M].成都：西南交通大學出版社，2005.

[2]宋福臣，鄭樹人.空中交通管制系統與計算機網絡[M].北京：中國民航出版社，1996.