淺談湛江數(shù)字空管系統(tǒng)及常見故障分析

陳晶晶

摘要：目前，D-ATIS技術已在全世界眾多國家和地區(qū)的超過兩百個機場得到成功應用，結合國際上D-ATIS現(xiàn)行通用標準以及我國空中交通管制的實際需要和操作流程，研制出了數(shù)字空管系統(tǒng)。數(shù)字空管系統(tǒng)越來越多的安裝在全國各地，湛江數(shù)字空管系統(tǒng)安裝以來，運行比較穩(wěn)定。該文介紹了湛江數(shù)字空管系統(tǒng)的基本結構、信號流程和常見故障處理和一些經(jīng)驗總結。

關鍵詞：數(shù)字空管系統(tǒng)；基本結構；信號流程；故障處理

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）08-0011-02

數(shù)字空管系統(tǒng)通過地空數(shù)據(jù)鏈的雙向通信來實現(xiàn)飛行員與塔臺管制員之間的信息交換，實現(xiàn)數(shù)字化放行，向飛行員提供起飛和降落階段所需要的有關機場氣象情況和機場狀況信息。湛江數(shù)字空管系統(tǒng)作為中南地區(qū)數(shù)字空管系統(tǒng)建設工程中第一批安裝的單位，在安裝和運行的過程中，許多經(jīng)驗有著重要的借鑒作用。以下將結合數(shù)字空管系統(tǒng)的基本結構、信號流程來分享幾個常見的故障處理和經(jīng)驗總結。

1 數(shù)字空管系統(tǒng)簡介

數(shù)字空管系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)鏈起飛前放行（DCL）系統(tǒng)和數(shù)字通播（D-ATIS）系統(tǒng)兩部分。

數(shù)據(jù)鏈起飛前放行（DCL）系統(tǒng)是地空數(shù)據(jù)鏈在空管領域的應用，通過基于地空數(shù)據(jù)鏈的雙向通信來實現(xiàn)飛行員與塔臺管制員之間的信息交換，實現(xiàn)數(shù)字化放行。在包含所有傳統(tǒng)服務信息的基礎上，同時增加了如報文服務信息、管制員和飛行員自由信息等其他服務信息，在放行過程中增大了管制員和飛行員的通信自由度，解決了目前人工話音預放行服務中出現(xiàn)的機場話音通信頻道擁擠、話音歧義性等問題。

數(shù)字化航站自動情報服務（D-ATIS）通過合成語音和數(shù)據(jù)鏈兩種方式向飛行員提供起飛和降落階段所需要的有關機場氣象情況和機場狀況信息。D-ATIS系統(tǒng)的使用能夠有效解決繁忙機場因使用話音通播造成的低效率和安全隱患，并能夠顯著提高大型機場管制服務效率和信息服務水平。

2 系統(tǒng)組成及功能

數(shù)字空管系統(tǒng)由網(wǎng)關服務器、DCL服務器、DCL終端、D-ATIS終端、PSTN路由器、ATM路由器和監(jiān)控終端等組成。

2.1 網(wǎng)關服務器

在網(wǎng)關服務器上部署了AFTN網(wǎng)關和BGS網(wǎng)關。在網(wǎng)關路由集中器（BGS網(wǎng)關和AFTN網(wǎng)關）的后臺運行Keepalived服務，負責啟動ActiveMQ、Redis、BGS網(wǎng)關程序、AFTN網(wǎng)關程序后生成虛擬IP；監(jiān)控網(wǎng)絡狀態(tài)、虛擬IP狀態(tài)、運行的MQ、Redis、BGS網(wǎng)關程序、AFTN網(wǎng)關程序的實時狀態(tài)，對發(fā)生故障的服務進行重啟，無法修復時進行主備機切換。

AFTN網(wǎng)關用來接收來自轉報機的報文和天氣氣象報文，對報文格式進行判斷篩選，做出初步處理，選出與本場起降航班相關的航班計劃和氣象報文。

BGS網(wǎng)關開啟后即主動連接網(wǎng)控中心。BGS網(wǎng)關負責數(shù)據(jù)鏈起飛前放行（DCL）系統(tǒng)服務器與機組的信息傳輸工作，BGS網(wǎng)關接收來自機組的報文信息，對報文類型和傳輸目的地址進行判斷過濾，將符合條件的報文以約定的文件名稱格式發(fā)送給數(shù)據(jù)鏈起飛前放行（DCL）系統(tǒng)服務器，完成下行報文的傳輸。數(shù)據(jù)鏈起飛前放行（DCL）系統(tǒng)服務器向機組發(fā)送的報文信息也通過BGS網(wǎng)關進行傳輸，上行報文無須進行過濾。

2.2 DCL服務器

依照業(yè)務邏輯處理起飛前放行相關信息，并維護與各節(jié)點的可靠通信；將接收到的信息寫入數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的相關信息，與管制員前端系統(tǒng)進行信息交互，并承擔發(fā)送上行報文的工作。

2.3 DCL終端

為管制員提供了與服務器系統(tǒng)的交互接口，服務信息在包含所有傳統(tǒng)服務信息的基礎上，增加了如報文服務信息、管制員與飛行員自由信息等其他服務信息，在放行過程中增大了管制員與飛行員的通信自由度。

2.4 D-ATIS終端

1）接收AFTN報文，自動分解、顯示氣象報文，自動生成、發(fā)送ATIS信息報文到D-ATIS服務器。

2）系統(tǒng)自動形成語音信號實現(xiàn)自動通播插播功能。根據(jù)報文拆分結果，組成播放字符串（分中文和英文），通過TTS播放中英文發(fā)音。系統(tǒng)支持對播放進行全面控制（暫停、播放、停止、插播）。

3）管制員根據(jù)地面情況，隨時添加、修改插播內容。系統(tǒng)自動形成語音信號實現(xiàn)插播功能。

4）為管制員提供便捷的人機界面，提供信息修改功能，當氣象報文的信息和機場的實地測量信息有較大差距時，管制員可以手動修改氣象信息和跑道信息，系統(tǒng)會刷新數(shù)據(jù)并向D-ATIS服務器發(fā)送新的ATIS信息報文。

5）提供AFTN報文原文查詢。

6）系統(tǒng)對管制員操作進行記錄，方便查詢日志。

3 信號流程

3.1 信號流程圖

3.2 DCL信號流程

1）上行鏈路

DCL終端→DCL服務器→網(wǎng)關服務器→北京網(wǎng)控中心→RGS衛(wèi)星站→RGS電臺→機組

2）下行鏈路

機組→RGS電臺→RGS衛(wèi)星站→北京網(wǎng)控中心→網(wǎng)關服務器→DCL服務器→DCL終端

3.3 D-ATIS信號流程

1）數(shù)字通播信號

轉報機→網(wǎng)關服務器→D-ATIS終端→網(wǎng)關服務器→北京網(wǎng)控中心D-ATIS服務器→RGS衛(wèi)星站→RGS電臺→機組

2）語音通播信號

轉報機→網(wǎng)關服務器→D-ATIS終端→通播接口控制器→PAE發(fā)射機→機組

4 常見故障處理和經(jīng)驗總結

4.1 DATIS未更新版本號

4.1.1 故障處理方法

1）檢查程序是否處于編輯狀態(tài)；

2）檢查是否收到最新一份報文；

3）檢查AFTN網(wǎng)關、串口；

4）檢查報文有效時間是否設置為65分鐘。

4.1.2 故障經(jīng)驗總結

氣象METAR報文的來報間隔一般為60分鐘，但我們不能把報文有效時間設置得過于精確，一般預留5分鐘報文延遲時間。

4.2 通播無法播放

4.2.1 故障處理方法

1）在記錄儀上監(jiān)聽錄音，錄音正常則檢查通播發(fā)射機，同時檢查傳輸線路，錄音異常則進行下面步驟；

2）重啟通播程序，重啟后點擊“編輯”，點擊“獲取最新報文”，點擊“修改”，發(fā)布新版本號；

3）第二步無法處理故障的，重啟主機，再啟動通播程序，點擊“編輯”，點擊“獲取最新報文”，點擊“修改”，發(fā)布新版本號；

4）若重啟主機無效，則更換備件。

4.2.2 故障經(jīng)驗總結

有時播放異常沒有在監(jiān)控頁面顯示出來，在通播終端也沒有告警信息，通過監(jiān)聽通播主機的錄音來判斷是否有音頻輸出。

4.3 無法與飛機聯(lián)系

4.3.1 故障處理方法

1）首先觀察DCL（HMI）界面上的BGS狀態(tài)燈是否是紅色；

2）觀察DCL服務器上BGS-M狀態(tài)燈是否為紅色；

3）觀察網(wǎng)關路由集中器上的monitor監(jiān)控界面BGS-M狀態(tài)燈是否為紅色；

4）重啟網(wǎng)關路由集中器主用機器，開啟monitor監(jiān)控程序觀察BGS-M網(wǎng)關狀態(tài)；

5）PING下DCL服務器，查看鏈路是否正常，PING不通，解決鏈路故障；

6）給網(wǎng)控中心打電話010-67330459，確認是否基站或者網(wǎng)絡公司ATM專線連接出現(xiàn)故障；

7）依次檢查鏈路設備，找到故障點。

4.3.2 故障經(jīng)驗總結

與機組聯(lián)系不上的原因重點關注鏈路的通斷。檢查BGS網(wǎng)關與DCL服務器鏈路情況；檢查到北京網(wǎng)控中心鏈路情況，正常情況，兩個鏈路可以自動切換。

4.4 網(wǎng)關服務器故障，重啟無效

4.4.1 故障處理方法

若網(wǎng)關服務器A機故障：

1）切到B機主用；

2）A機退網(wǎng)檢修，維修期間單機工作。

若網(wǎng)關服務器B機故障：

1）利用備件更換故障的B機；

2）以數(shù)字空管優(yōu)盤最新的備份配置參數(shù)覆蓋usr/local/aftngs下的conf文件夾和usr/local/bgs下的conf文件夾。

4.4.2 故障經(jīng)驗總結

網(wǎng)關服務器A機為常主，B機為常備，網(wǎng)關服務器備件出廠設置為B機使用，不能直接更換為A機使用。 （下轉第14頁）

（上接第12頁）

4.5 BGS MQ和AFTN MQ變紅色故障

4.5.1 故障處理方法

1）查看下DCL服務器和AFTN/BGS網(wǎng)關機器網(wǎng)絡連接是否正常；

2）查看下網(wǎng)關路由集中器上的monitor監(jiān)控界面AFTN-M和BGS-M狀態(tài)燈是否正常；

3）當monitor監(jiān)控界面AFTN-M和BGS-M狀態(tài)燈顯示紅色異常時，需要對網(wǎng)關路由集中器的主機進行重啟操作；

4）重啟服務器后手動雙擊桌面“monitor”監(jiān)控按鈕開啟監(jiān)控程序查看網(wǎng)關狀態(tài)是否恢復，并切換到DCL服務器上查看狀態(tài)燈是否正常；

5）當監(jiān)控界面顯示正常后DCL服務器仍未能變更狀態(tài)，需要對DCL服務器進行重啟操作并開啟桌面程序，觀察故障是否恢復。

4.5.2 故障經(jīng)驗總結

監(jiān)控到BGS和AFTNGS告警通常都是網(wǎng)關機問題，用指令查詢相關進程狀態(tài)。

5 結束語

隨著民航事業(yè)的快速發(fā)展，航班量的不斷增大，管制員業(yè)務量也越來越大，數(shù)字空管系統(tǒng)的使用有效解決因使用話音通播造成的低效率和安全隱患，數(shù)字化放行增大了管制員和飛行員的通信自由度，解決了目前人工話音預放行服務中出現(xiàn)的機場話音通信頻道擁擠、話音歧義性等問題，顯著提高機場管制服務效率和信息服務水平。本文介紹了數(shù)字空管系統(tǒng)的基本結構、信號流程，分享了幾個常見的故障分析和處理經(jīng)驗。通過本文能夠對數(shù)字空管系統(tǒng)有初步的了解和認識，有一定基礎知識的人也可以借鑒這些故障處理經(jīng)驗，在日常的工作中和排查故障過程中能有所幫助。

參考文獻：

[1] 葉林，王杰.D-ATIS系統(tǒng)工作原理及其應用[J].中國西部科技，2011（25）.

[2] 劉慶云.基于地空數(shù)據(jù)鏈的飛機起飛前放行在廣州白云機場的應用[J].科技信息，2014（1）.

【通聯(lián)編輯：朱寶貴】