空管自動化系統聯網及數據同步的研究

王媛麗

摘 要

本文討論了空管自動化系統為適應發展的需要，將不同系統進行聯網及同步的方法。分析了不同系統間的現狀以及聯網同步技術的方法。

關鍵詞

空管自動化;AIDC;主備同步

中圖分類號： V355.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 08 . 68

隨著民航近幾年的迅速發展，空中交通管制自動化系統在空中態勢和空中流量中發揮的作用越來越大。但不同管制單位自動化系統的獨立性，使得相鄰管制區及不同自動化系統之間仍需要使用傳統的電話、傳真等方式進行移交，降低了系統自動化的程度和管制運行效率。通過空管自動化系統聯網及數據同步的推動，能夠提高飛行容量和空域使用效率，使管制區之間能夠及時準確地獲得相應飛行動態信息。

1 相鄰管制區間空管自動化系統聯網及數據同步

相鄰管制區空管自動化系統的聯網及數據同步主要是指相鄰管制區之間能夠進行信息共享和處理的互動。國際民航組織在亞太地區推薦使用相鄰空中交通服務單位間進行電子方式協調和移交的協議，即AIDC協議。通過AIDC，管制員可以在屏幕上實現自動移交，類似于在一個管制區之間的扇區移交，相比完全的電話移交，能夠提高管制中心自動化能力，提高管制效率，降低管制工作負荷，降低人為因素差錯。

通過AIDC實現管制自動移交時，按照規范要求，空管自動化系統將一個完整的管制移交過程分解為3個階段完成：通知階段（NOTIFICATION）、協商階段（CO-ORDINATION）、移交階段（TRANSFER-OF-CONTROL）。每一個階段包括以下報文：

（1）通知階段（NOTIFICATION）：ABI（預計邊界信息報）;

（2）協商階段（CO-ORDINATION）：CPL（現行飛行變更報）、EST（預計飛越報）、PAC（預先激活報）、MAC（協調取消報）、CDN（管制協調報）、ACP（管制協調接收報）、REJ（拒絕報）;

（3）移交階段（TRANSFER-OF-CONTROL）：TOC（管制移交報）、AOC（管制移交接收報）。

移交控制流程按照規定的流程進行控制，給出應用響應和運行響應時間，流程按照通知階段、協商階段、移交階段進行檢查。移交流程如下圖1。

（1）通知階段：一個空中交通單位收到一個將進入其管制區的航空器的信息。通知協調ABI電報用于傳遞通知信息，前一管制單位向下一管制單位發送ABI電報，與其就該次飛行進行協調。

（2）協調對話：當飛行接近兩個管制區的共同邊界時，管制單位應當進行初始協調，初始協調對話可以根據參數設置的時間和距離提前自動進行。提供管制的單位向接受管制單位拍發EST或PAC報。接受管制單位拍發ACP報，表示接收在EST或PAC報中的協調條件，初始協調完成。

（3）管制移交階段：提供管制的單位向接受單位拍發TOC電報，使用AOC響應。接收管制單位在收到AOC報后變成了提供服務的管制單位。

航空器在進行AIDC移交操作時有通知狀態、初始協調狀態、再協商狀態、移交狀態、反向再協商狀態。在每一種狀態下，只能接規定種類的報文。

在實際應用中，有時會出現AIDC移交失敗。原因可能有：

（1）接收方系統內沒有對應的飛行計劃;

（2）接收方系統內相應計劃狀態錯誤;

（3）飛機未按原航路飛行（協調點錯誤）。

由于不同管制區之間有自己獨立的飛行計劃處理，飛行器從起飛到著陸過程中經過多個管制中心，每個管制中心根據最初提交的飛行計劃來判斷飛行器的狀態，會造成移交時狀態信息不對稱。現在已經可以通過航跡軌跡4D建模精確地預測航跡在整個飛行過程中的變化，減少AIDC移交失敗。

通過研究和發展自動化系統間的聯網和數據同步，使得管制區之間能夠共享飛行信息，包括飛機獲取放行許可的時間、飛行高度、航路、二次代碼、位置、限制因素等。如果沿途的管制中心能夠獲取這些信息，將會提高運行效率，降低延誤。

通過規范數據傳輸協議、數據傳輸接口，采取統一格式的“中間件”，實現飛行計劃的在線數據交互，實現不同管制中心的信息共享和交互。

2 管制區內的空管系統聯網及數據同步

在一個地區內，管制單位的自動化系統具備一主一備的模式，通常主備自動化系統相對獨立運行，通過KVM（鍵盤、顯示器、鼠標）的方式與主用系統共享顯示器、鍵盤、鼠標、進程單打印機，在主用系統故障時就可快速切換到備份系統，由備份系統接替繼續進行管制指揮。主用系統修復后，再快速切換回來。在主備系統切換過程中，最理想狀態是能夠做到數據無縫交換，即主用系統工作正常時，備用系統能夠同步主用系統飛行數據，此時管制員切換使用時，能夠迅速掌握空中態勢;在主用系統故障后重新工作時，也能夠同步備用系統飛行數據。

為了規范空管自動化系統間飛行數據的交互統一，民航空管局規定了空管自動化系統間數據交換報文的格式，分為三大類。

（1）基礎飛行數據交換報文 flight data exchange message用于空管自動化系統以及相關系統之間基礎飛行數據交換的報文，報文類型以字母“I”開始。

（2）主備空管自動化系統數據交換報文 prime and standby ATC automation system exchange message用于主備空管自動化系統數據交換的報文，報文類型以字母“B”開始。

（3）管制單位間飛行數據交換報文 ATC unit exchange message用于不同管制單位間飛行數據交換的報文，報文類型以字母“C”開始。

所有 PSEXM 報文均以數據字段“-TITLE”開始（報頭標示除外），其后隨以各數據字段。主備空管自動化系統數據交換報文格式關鍵數據字段為：title + filtim + ifplid + arcid + adep + ades+ eobd + eobt，其他字段為可選數據字段。報文中各數據字段的位置和表達方式不影響報文的語義解析。示例如下：

ZCZC

-TITLE BSSR

-FILTIM 080100

-SSRCODE A7317

-SSROPER DST

-OPERTIME 201301010700

-ARCID CCA1207

-ADEP ZUUU

-ADES ZBAA

-EOBD 20130101

-EOBT 0800

NNNN

管制單位主備間的數據同步主要是飛行計劃信息、席位設置信息，包括高度、起降機場、航空器標志、預計撤輪檔時間、扇區、席位代碼等。

目前主備自動化系統間同步可以通過以太網TCP/IP協議為基礎，將有效信息通過XML格式進行傳輸，在傳輸中規定好發送和接收地址，進行接口約定，使得接收方接口能夠獲取信息，接收方通過對有效信息進行提取和組裝，更新自己的相關數據，實現主備數據統一。

實現自動化系統的聯網，即通過FDP聯網，形成合作性FDP。不同自動化系統通過能夠協作的FDP提供雙向數據接口，以FDP傳輸協議進行數據共享，從而獲得統一的飛行數據，并且可以獲取其他系統的管制運行信息，完善和更新本系統的飛行數據。

面對快速增長的航班量，自動化系統間的聯網已成為自動化系統發展過程中亟待解決的問題，繼續積極發展中國民航的網絡標準和規范，全面提高我國空管系統的協作能力，來更快更好地適應民航的高速發展。