空中交通預警與防撞系統(TCAS)風險及應對策略分析

李志明

摘要：本文以空中交通預警與防撞系統為研究對象，對其系統風險進行說明的同時，闡述具體控制策略。通過對空中交通預警理念與防撞系統的概述，引出該系統中的風險性問題，并在設計、測試、操作這三方面內容中，提出具體的整改策略，為相關技術優化提供參考材料。

關鍵詞：TCAS 系統;風險性;故障診斷

引言：現代航空技術的高速發展，使飛行器設備的機載系統也在功能上實現了升級建設與優化調整。而 TCAS 系統，就是其中的典型代表，在技術應用過程中，展現出了較強的優勢條件。在進行技術管理時，需從其基本理論與工作流程入手，引導出技術實用特征，為整體技術體系深化研究創造條件。

一、空中交通預警與防撞系統（TCAS）概述

TCAS 技術為機載告警系統，通過對 S 模式應答機的合作，對飛機進行沖突檢測，形成潛在風險的評估報告，并提出合理的避讓線路。在系統結構上，如圖1所示，由計算機、天線、ATC 控制盒、語音警告等技術系統組成。

工作流程上，可分為如下步驟：第一步，TCAS 系統對本機附近的空域環境的狀態作出分析，獲取入侵飛機的參數資料;第二步，從本機其他機載系統中獲取具體數據，完成飛行參數計算;第三步，綜合計算本機與入侵飛機之間的接近率，并得出具體的威脅數據;最后，在顯示界面與語音系統的功能支持下，對飛機駕駛員提出目視與聲音警告。

二、TCAS系統的主要風險性問題分析

TCAS 技術體系下，就存在著技術性的缺陷問題。而這種缺陷主要可表現為以下三種類型。第一，在沒有碰撞風險的前提下，對機進入 TCAS 系統測試范圍也會出現警報;第二，飛行慣性條件下，會降低 TCAS 系統的調控路線合理性;第三，在擁擠的空域條件下，對于多架飛機的躲避，存在判斷錯誤的問題，容易引發風險事故。

除此之外，在 TCAS 技術的應用中，其組成結構也會在多因素條件下出現故障問題，并引發對應的故障，影響整體技術系統的功能執行效果，為技術體系帶來風險性問題。而具體故障類型與危害表現，如表1所示。

三、處理TCAS系統風險問題的應用策略

（一）TCAS 設計優化

TCAS 技術的設計優化中，可以引入內測 BIT 程序對虛警問題進行控制，以此改善 TCAS 技術的應用條件。在 BIT 程序中，可以建立起針對虛警率的數學模型，并在時間環境應力測試裝置中，加設滿足向量機 - 隱馬爾可夫模型的智能機損系統。通過對貝葉斯決策虛警濾波技術的應用，形成抑制BIT虛警的雙限閾值選擇方案，以此保證自身功能的應用效果[1]。具體在TCAS 技術體系中，由于數據獲取不足，或是傳感器故障問題，會使信息總量無法得到保障，并容易在不匹配狀態下的函數計算環境中產生虛警。由此，在建立數學模型的同時，需要應用更加系統化的算法，補充數據內容，保證運算數據的合理性狀態。

另外，為了優化 TCAS 技術的設計合理性，需要將實踐應用中的多種不確定因素，引入到系統程序中，使其成為優化設計運算的具體內容，保證TCAS 系統的運算分析合理性。例如，在機身性能中，將燃油量、重量、結構強度等數據限制條件作為重要的因素條件進行分析，可實現 TCAS 系統計算內容的拓展，并由此提高預警的準確度。同時，通過與氣象雷達警告、近地警告等系統的聯合，也可以補充 TCAS 系統的分析能力，形成更加立體的預警數據，優化對于飛機飛行軌道的指導效果。

（二）TCAS 系統測試

TCAS 系統的測試工作，是維護其應用條件的重要途徑，在性能分析、健康評估、故障診斷的測試內容中，可以保證系統的測試效果，并搭建整體系統功能性作用的同時，完成測試優化的升級建設目標。

首先，在性能分析的技術中，需要對 TCAS 系統進行自檢，并在設置虛擬威脅組的同時，對 TCAS 系統的評價結果作出分析。由此，在虛擬自身計算流程的基礎上，保證系統功能的正常工作狀態，完成檢驗測試目標。其次，在健康評估中，需要保證其技術應用的簡便性。例如，在飛行過程中，如果 TCAS 或其子系統出現故障，但沒有對整體飛行功能造成影響，飛行員就可回到地面后再進行健康修復，在模型檢驗、層次分析、模糊判斷、人工神經網絡計算的功能應用中，定位具體的技術故障。最后，在快速診斷裝狀態下，可以在健康診斷方法的應用前提下，搭載具體的對接技術條件，并在系統異常性分析的過程中，確定具體的故障條件，并嘗試在多種技術結合的過程中，定位 TCAS 系統的應用條件。

（三）TCAS 技術操作

TCAS 技術的應用中，為了降低其風險性問題，需要在操作層面上，對其作出技術管理，通過對機務人員技能水平的培訓，使其可以更好地適應TCAS 系統操作，并在熟練掌握專業技能的同時，降低出現操作失誤的概率，保證 TCAS 系統的應用合理性狀態[2]。方法上，需要對機務人員進行嘗試性的基礎培訓，使機務人員能夠數量的掌握 TCAS 系統的操作，并在了解其工作原理的前提下，保證信息的高效利用狀態。同時，從 TCAS 系統的特殊性應用條件出發，提高飛行員的英文能力，以適應 TCAS 系統的英文播報語音提示模式。尤其在關鍵性詞匯的掌握上，務必要有近似于母語的熟練度水平，以此保證在出現語音提示的第一時間做出反應，維護飛行安全狀態。另外，在進行飛行員培訓的過程中，還需要展開模擬實訓活動，通過場景模擬與操作訓練，提高飛行員的應急反應能力，在適應 TCAS 系統規則的同時，提高人員控制設備系統契合度。

總結：綜上，TCAS 系統在應用過程中，逐漸展示出成熟化的發展趨勢。在本文的研究中，通過對多種技術材料的分析與整合，從技術風險問題入手，對其整體系統的優化提出了具體的技術方案，在優化設計、整合測試、完善操作的過程中，為 TCAS 技術的實踐穩定性建設提供基礎條件。

參考文獻：

[1]??? 湯俊，朱峰，萬宇，等.基于狀態預測的空中防撞系統多機避碰性能改進方法[J].系統仿真學報，2018，30（12）：4703-4710+4717.

[2]??? 楊新湦，任治.多隨機因素影響下飛行間隔評估及沖突解脫閾值研究[J].安全與環境學報，2018，18（01）：1-4.