淺述助機場目視航燈光單燈監控系統安裝

郭昊

摘 要 為了滿足不斷增加的航空運輸需求，機場對故障燈具定位系統有了更高的要求，也就是能夠對逐個燈具進行單獨控制。作為保證低能見度條件下機場交通流量控制的必要手段，根據旅客吞吐量的要求，助航燈光單燈監控系統重要性隨即提升，其地位也從備用手段走向了保障飛行安全的前線。助航燈光控制系統及關鍵引導技術進行剖析、闡述。

關鍵詞 A-SMGCS 助航燈光控制 燈光段 引導

中圖分類號：TU248.7 文獻標識碼：A

1單燈監控系統的引導概述

單燈故障定位精度是機場最基本的要求和最困難的指標。對于基于串聯電路電力線載波技術的單光故障測距系統，數據通信質量是單燈故障定位準確率的最直接反映，也反映了系統的設計水平。機場使用單位經常用99%這樣的概率來評估故障監測的精準度，并且對需要監測范圍沒有明確的劃分。如何確定故障燈具的位置以及概率，是研究和考慮的關鍵所在。

2單燈監控系統控制原理

2.1基本原理

系統工作原理：調光器開機以后，CCU接收指令主要是CPC通過CAN傳輸。CCU通過隔離變壓器將查詢命令連接到串聯的光路；BMC和SMC通過硬件濾波、軟件濾波和驗證接收載波信息后，檢測到的燈的檢測狀態/傳感器檢測狀態耦合到光CIR。通過隔離變壓器；CCU接收的載波信息通過硬件濾波、軟件濾波和計算來傳輸。燈的狀態/傳感器狀態通過CAN總線上傳到CPC。顯示和報警功能由CPC完成。ALCMS或單光監控系統監控終端通過CPC的快速以太網或工業控制總線獲取所有相關數據，并在接口上顯示。

2.2信號傳輸通道的建立

ICMS單燈監控系統采用5Khz為信號通道構建的中心頻率，為構建完整的信號通道，在恒流調光器輸出兩端安裝一臺以LC器件為主體、中心頻率為5KHz的無源濾波器，通訊信號將以燈光回路電纜和隔離變壓器一次側為介質，在通訊濾波單元與通訊介質構建的通訊信號閉合回路中流動。該信號傳輸通道的建立可避免恒流調光器升壓變壓器（面向工頻設計）對通訊信號的衰減。

對于在助航燈光串聯回路中進行電力線載波的技術而言，構建上述的通訊信道只能滿足基本通訊的要求，針對每種回路對地的電容分布特性，單燈監控系統必須要解決該特性對通訊信號的衰減。大量的現場數據表明，任何一種基于中高頻為數字傳輸頻點的載波方式，在以非屏蔽電纜構建的串聯回路上的傳輸都是非常理想的，幾乎沒有什么衰減，而在以屏蔽電纜構建的回路上，由于隔離變壓器相對于回路電纜的不均勻分布，造成了非常復雜的分布電容特性，該特性會在局部對通訊信號產生極大的衰減，同時在另一個相對位置對通訊信號產生放大作用，該類作用主要影響的回路為進近燈和滑行道邊/中線燈，跑道邊燈和跑道中線燈多數為比較均勻的分布，一般來說影響不大。為解決此類問題對通訊的影響，ICMS系統采用一個以LC諧振為機理、中心頻點為發生衰減頻段的濾波設備（SFU）安裝在整個回路的物理中心點，以此抬升由于分布電容造成的較低的信號幅度，這是國際上以FSK為核心載波技術的同類型單燈監控系統普遍采用的調制方法，經過多種機場回路的現場驗證，這種方法是非常有效的。

2.3通訊信號的調制及解調

ICMS系統的通訊控制單元和單燈監控單元以回路電流峰值點作為信號同步點，并以實時高速采樣勾畫每周期的電流包絡線，因為數字信號只有加載到電流包絡線上才能夠得到有效的傳輸。

信號解調方面，系統中CCU和BMC采用相近的硬件濾波電路和濾波頻點，在硬件上確保信號的不失真解調，兩種設備在軟件控制和算法上采用相同的信號采樣頻率（數倍于通訊信號基頻），并以上下行信號的頻率進行相應倍率的抽值、濾波和運算，以此解調并還原來自通訊信道的數字信號。

一般來說，除非負載發生了變化（比如隔離變壓器及燈具的增加或減少），ICMS系統及相關設備的參數是無需定期調校的，因為在通訊信道構建好之后，系統的運行參數只與負載的大小有關。

2.4單燈監控單元的供電原理

單燈監控單元的供電電路是設備能夠長期穩定工作的前提，BMC采用小功率磁飽和變壓器和電流型大范圍自適應輸出調節電路，保證在工頻條件下，正弦波甚至斷續波條件下輸出穩定的工作電壓。

2.5單燈監控單元的穩定性保障措施

單燈監控單元必須保證長期穩定工作，而且必須適應長期浸泡在水中的惡劣環境。BMC必須采用非常合理的電路，器件選型上要經過嚴格篩選的合格產品。

3單燈監控系統的組成及結構

系統配置方面，每個燈光站設置一臺CPC（可配置為冗余）；每條回路需配備一臺CFU、一臺CCU以及每個需監控的燈位配套的BMC單元；在停止排燈和滑行道引導控制場合，除上述設備之外，需在飛機行駛路徑上配備用于飛機/車輛探測的MBD及與其相配套的SMC單元。

安裝形式上，系統分為站內設備和現場設備兩種。站內設備均采用標準機架機柜，通訊濾波單元、通訊控制單元若干、集中控制計算機均安裝在標準機柜中，機柜數量根據機場需要安裝單燈檢測設備回路決定。

參考文獻

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