AeroTrac自動化系統航班動態異常問題的診斷與分析

姜鵬+郭金亮

摘 要 航班飛行動態信息的處理和顯示是空管自動化系統的核心功能之一，是管制員掌握航班運行狀態重要途徑及發布管制指令的主要依據。本文通過研究Aerotrac空管自動化系統的航班飛行動態處理機制，分析了該系統航班飛行動態提前異常終結的原因，并提出了對應的解決方案，研究及解決航班動態異常問題對于確保管制指揮安全至關重要。

【關鍵詞】空管自動化 航班動態 異常終結

1 自動化系統網絡架構及航班動態處理機制

目前，筆者所在單位Aerotrac自動化由美國Telephonics公司出品，系統由3臺雷達處理服務器（RDP）、2臺飛行計劃處理服務器（FDP）、多臺雷達顯示終端（DP）和報文處理終端（FDT）以及3條互為冗余的網絡組成，系統架構如圖1所示。其中，RDP主要負責處理雷達信號的接入、格式轉換、融合處理以及告警（如CA、MSAW），飛行動態的處理則主要在FDP中進行，其主要完成AFTN報文的接收、處理，飛行動態生命周期的轉換等一系列工作。

航班動態從產生到消除的過程稱之為航班動態的生命周期，在Aerotrac自動化中，航班動態的生命周期包含存儲（Stored）、掛起（Pending）、激活（Active）、終結（Terminate）四個階段，如圖2所示。

航班動態一般在系統接收到領航計劃報（FPL）之后自動生成，也可以由管制員手動生成，生成之后即存入后臺數據庫，而此時在FDT的航班動態列表中是看不到該條動態的，這個階段稱之為存儲狀態，以起飛航班為例，系統一般會在航班起飛之前數小時收到FPL報，隨之生成該條航班的動態，系統根據默認航路上固定點的經緯度以及legtime等信息，自動進行航路分析，推算出航班飛越每一航路點的時間。

航班動態由存儲狀態轉變為掛起狀態一般是系統在起飛之前一定時間自動完成的，在航班動態變為掛起狀態后，將觸發打印進程單、分配SSR等一系列動作，此階段，航班動態將出現在FDT的航班動態列表中，顏色用黃色表示。

正常情況下，當系統收到該航班的起飛報（DEP）后，對應的航班動態將從掛起狀態轉變為激活狀態，系統根據DEP報中的實際起飛時間（ATD）重新進行航路分析并推算經過各個航路點的時間。航班激活后，FDP會將飛行動態的信息傳送給RDP，進而完成飛行計劃于雷達目標的相關，使得DP上顯示出航班號等完整的目標信息，激活的飛行動態在FDT的動態列表中用綠色表示。

當航班飛出區域出口點一定時間（VSP_ACTIVE_TIME），航班動態由激活狀態變為終結狀態，在FDT航班動態列表顯示為灰色，將觸發SSR回收、航班相關解除等動作，如圖5所示。航班終結一定時間（VSP_TERMINAL_TIME）之后，系統將清除航班動態，FDT航班動態列表也將不再顯示。

2 航班動態異常的故障診斷

2.1 故障現象

自2016年10月筆者所在單位Aerotrac自動化系統軟件升級結束后，管制部門多次反映起飛航班在動態列表中找不到動態的情況，調查發現部分航班在實際起飛前航班計劃會自動提前終結，航班動態生命周期結束，動態從列表中消失，在ICAO4444中也查不到航班動態信息。航班動態提前終結，導致系統處理DEP時報錯，提示：CAN NOT FIND THE UNIQE FLIGHT PLAN或 FLIGHT PLAN HAS BEEN TERMINATED。

2.2 故障診斷及測試

為了確定故障原因，筆者對自動化系統航班動態進行了長期的觀察，并參照自動化系統航班動態生命周期不同的階段進行了多次測試，測試情況如表1-3所示。

2.3 故障原因分析

針對上述故障分析，可得出如下結論：

正常情況下，航班在預計起飛時間（ETD）之前50分鐘（VSP_STORED_TIME）由存儲狀態轉變為激活狀態，這個工作是由系統自動完成的，在管制員沒有手動激活的情況下，系統直至收到DEP報時，航班動態才能由掛起狀態轉變為激活狀態，并由實際起飛時間（ATD）來推算出到各個移交點的時間。當航班飛出出口點（ATO）后5分鐘（VSP_ACTIVE_TIME）后航班動態轉為終結狀態，如圖3所示。

如果管制員航班在未收到DEP報前，手動激活航班動態，系統將不再重新進行航路分析，到達個航路的點的時間仍然以FPL報中的ETD時間為準，并在航班預計飛出出口點（ET0）5分鐘（VSP_ACTIVE_TIME）后自動終結航班動態，如圖4所示。如果在航班動態終結前，系統收到DEP報，則系統會按照實際起飛時間（ATD）重新刷新經過各移交點的時間。如航班動態終結后，但仍未從列表中消失時收到DEP報后，系統處理出錯，提示FLIGHT PLAN HAS BEEN TERMINATED；如航班動態終結并從動態列表中消失后，系統收到DEP后處理出錯，提示CAN NOT FIND THE UNIQE FLIGHT PLAN。

預計起飛時間（ETD）和預計出區域時間（ETO）之間的飛行時間是按照默認航路上的FIX點來依次計算兩點之間的飛行時間。如果有設定FIX點到下一個FIX點的legtime，則優先使用legtime計算，如圖5所示。如果沒有設定legtime，則按照航路點經緯度計算到點飛行時間。如果FIX點沒有經緯度，該點與前一個、后一個FIX點的飛行時間都按照0計算。如表4所示。

FIX點中到MIPAG的legtime設置為5分鐘，但由于航路中間經過多個點，該legtime并未生效。實際ETD到ETO的時間分為下面四段：

ZGSZ-SZX 該兩點未設legtime，有經緯度，但由于距離極近，時間計算約為0；

SZX-SZX3 該兩點未設legtime，且SZX3沒有經緯度，時間計算為0；

SZX3-GLN該兩點未設legtime，且SZX3沒有經緯度，時間計算為0；

GLN-MIPAG該兩點未設legtime，均有經緯度，按照距離和時速計算為2分鐘；

最后，該航班的ETD到ETO的時間只有2分鐘。加上VSP_ACTIVE_TIME也只有7分鐘，也就是說如果該航班管制員手動激活，在預計起飛時間（ETD）之后7分鐘內航班未起飛，則航班動態會自動終結。此時收到DEP報會提示CANNOT FIND UNIQUE FLIGHT PLAN。

綜上所述，由于管制提前激活，以及我方部分虛擬FIX點未設置經緯度，導致航班晚于ETD 7、8分鐘起飛時，航班動態已經提前終結。

3 處置措施

鑒于上述分析，采取了以下處理措施：

（1）為默認航路上沒有經緯度的虛擬FIX點根據所在航路設置經緯度。

（2）將參數VSP_EXTEND_ACTIVE_TIME從0設置為3600。該參數定義為手動激活航班，在未收到DEP報情況下的額外增加保持激活狀態的時間。原本手動激活的航班，在ETO后5分鐘終止（VSP _ACTIVE_TIME），設置此參數后，則在ETO后65分鐘（VSP_ACTIVE_TIME+VSP_EXTEND_ACTIVE_TIME）終止，極大的延長了激活時間，有效避免航班延誤等情況導致的相關異常。

4 總結

筆者在對Aerotrac自動化航班動態原理分析的基礎上，針對Aerotrac自動化系統航班動態異常的情況進行了診斷和分析，得出了可能造成航班動態異常的原因，有針對性的采取了相應的措施。限于筆者知識經驗所限，本文介紹的內容未免有錯漏之處，懇請同行批評指正。

參考文獻

[1]Telephonics Corporation，Flight Data Terminal Operation Manual[Z].New York USA，2011：16-17.

[2]Telephonics Corporation， Flight Data Terminal Operation Manual[Z].New York USA，2011：18-19.

[3]Telephonics Corporation，Flight Data Processing Subsystem Operation Manual[Z].New York USA，2011：50.

作者簡介

姜鵬（1983-），男，廣東省珠海市人。碩士研究生，工程師。主要研究領域為空中交通管理。