民航飛機新型通信尋址與報告系統介紹

姜景明

【摘要】 介紹了民航飛機新型通信尋址與報告系統的應用，采用ARINC規范進行數據傳輸，通過飛機機載設備和地空數據通信網絡建立飛機與地面計算機系統之間的連接，實現民航飛機的地空雙向數據通信，該系統ACARS有三種報文類型，用于不同的部門數據通信。

【關鍵詞】 民航飛機 地空數據鏈 飛機通信尋址報告系統 ARINC

在數據鏈系統出現之前，地面人員和飛行人員之間的所有交流只能通過語音進行。這種通訊以甚高頻或高頻語音無線電通信方式實現。航空公司為了減少機組人員的工作負荷，提高數據的完整性，在2005年，我國民航推廣了ACARS 系統新技術。ACARS意為飛機通信尋址與報告系統，其核心部分為空地數據鏈，它是空地數據通信系統的通稱。

該系統在1980年代末期升級以滿足ARINC724標準。ARINC724定義了航空電子設備數字數據總線接口。該標準后來又修訂為ARINC724B。二十世紀90年代所有的數字化飛機都采用了ARINC724B標準。用于ACARS管理單元的ARINC724B規范，用于工業領域又出現了新的ARINC規范，稱為ARINC758，它是為下一代ACARS管理單元—CMU系統設計的。

飛機通信尋址與報告系統，通過飛機機載設備和地空數據通信網絡建立飛機與地面計算機系統之間的連接，實現地面系統與飛機之間的實時雙向數據通信。

ACARS系統主要由機載設備和地面設備組成，其中機載設備由ACARS管理組件、綜合顯示控制器（CDU，通常也稱MCDU（多功能CDU或MIDU）、第三部甚高頻通信系統和相關線路、相應軟件（操作軟件和數據庫）等部件組成；地面設備 由地面收發站和數據處理站、航空公司處理和分析終端等組成。

機載設備的其它 計算機系統如數據管理組件（DMU），飛行數據接口組件（FDIU），飛機狀態監控系 統（ACMS），以及全球定位系統（GPS）都和它交聯。

DMU、FDIU、GPS、ACMS等負責 采集或收集飛機在線數據和飛行經緯度，再將這些數據發送到ACARS，ACARS通過 SATCOM（ Satellite Communication 衛星通訊）系統或VHF（Very High Frequency 甚高頻）地面工作站傳送到指定的地面數據控制中心（在中國，該數據中心在北京：ADCC -Air Data Control Center），由ADCC根據報文頭的標志， 數據鏈服務提 供商（DSP）負責空地之間的消息分發。

ACARS主要功用：ACARS的第一個應用是去自動檢測和報告飛機在主要飛行階段（推出登機門——Out of the gate；離地——Off the ground；著陸——On the ground；停靠登機門——Into the Gate，工業上簡稱OOOI）的變化。

這些OOOI事件是由ACARS管理單元通過飛機上各種傳感器（例如艙門、停留剎車和起落架上的開關傳感器）的輸出信號來確認的一方面，它可以使飛行的飛機在無須機組成員干預的情況下自動向航空公司地面應用系統提供飛行動態、發動機參數等實時數據信息，同時也可以向地面傳送其他各類信息，使航空公司運行控制中心在自己的應用系統上獲得飛機的實時的、不間斷的大量飛行數據及相關信息，及時掌握本公司飛機的動態，實現對飛機的實時監控，滿足航務、運營、機務等各相關部門管理的需要； 另一方面，地面可向空中飛行的飛機提供氣象情報、航路情況、空中緊急故障排故措施等多種服務，提高飛行安全保障能力及對旅客的服務水平。

ACARS有三種報文類型：空中交通管制（ATC）、航空運行控制（AOC）、航線管理控制（AAC）。應當注意的是，ACARS報文的主體部分通常只有100到200個字符的長度。這種長度的報文可以在一次傳輸中完成。一個ACARS報文的主體最多只能包含220個字符。長于220個字符的下傳ACARS報文只能分塊多次傳送。即便如此，任何報文也不能多于16塊。地面站也只是在收到所有報文塊后才開始處理和路由這個報文。

ACARS協議還支持失敗重傳機制，或在改變服務提供商時重新發送報文。一旦地面站接收到完整的報文就將通過地面線（landlines）其轉發到數據鏈服務提供商（DSP）的主機系統。服務商根據主機上的路由表再將該報文轉發到航空公司或其他目的地。

路由表由服務商維護，它可以根據尾號辨認出每一架飛機，并且可以辨識出它所能處理的報文類型。（航空公司必須向服務商提供自己的ACARS報文標記及每種報文的路由信息。）

CMU發送的每個ACARS報文都包含一個報文頭，該報文頭含有所需的路由信息。服務商將是根據這些信息將報文轉發到不同的航空公司的。

ATC報文是由ARINC 623規范定義的。主要用于機組請求放行，由地面人員進行放行。AOC及AAC報文用于飛機和基站之間通信。

這些報文或者由用戶定義，或者由ARINC 618/633規范定義。不同的報文類型可能包含諸如油耗、引擎性能數據和飛機位置等自由文本信息。