STCA告警在空管安全運行中的應用思考

黃磊

摘 要：在空中交通管制中，短期沖突告警能夠起到有效的作用，避免飛機之間產生沖撞，保證了航行的安全性。應對短期沖突告警進行合理應用，使其能夠為管制帶來幫助。本文對短期沖突告警進行了介紹，闡述了告警的原理，分析了告警測試及應用，包括參數測試以及應用效果，為空中交通管制的效果提供了保障，同時也能夠發揮出短期沖突告警的良好效果。

關鍵詞：短期飛行沖突告警;空中交通管制;安全運行

引言

在空中交通管制中，飛行沖突告警能夠避免航空器之間產生碰撞的問題，借助告警可使管制員了解到其中的隱患問題，并且預先采取措施進行避免，保證航空器的航行的安全性。其中短期飛行沖突告警是一項重要的技術，能夠在應用發揮出有效的作用。為了使短期飛行沖突告警在管制中得到有效的應用，對其進行深入分析，通過合理的應用使管制的效果加強，為交通管制提供幫助。

一、STCA告警概述

短期沖突告警，簡稱為STCA告警，這種告警指的是在經過了一段前探時間后，航空器的水平與垂直距離相比預設值要小，也就是最小安全距離產生的告警。在應用中，短期沖突告警進行周期計算，每隔STCA_UPDATE_PERIOD個航跡的時候，更新周期，并且一次計算。該告警功能模塊可比較源航跡以及目標航跡的距離，在源航跡與目標航跡之間的距離相比預設的數值小的時候，會產生告警。在系統中可將空域劃分成STCA告警去以及抑制區，進行告警計算只在告警區域中發揮作用，在抑制區中不進行告警計算。

二、告警功能的實現

短期飛行沖突告警的計算中包括當前模式計算與推測模式計算，在當前的民航管理要求中，對空中交通管制自動化系統的告警以及短期飛行沖突告警內容進行了明確，為了避免虛警系統在推測模式下進行探測，需要對CFL數據航跡進行高度層保護設計。這種方式的原理是對有CFL高度的目標不根據升降率推測其高度變化，而是作為一種目標需要達到的高度，以此為基礎與其他航空器進行垂直方向沖突告警計算。當航跡處在上升、下降階段，同時具有CFL值的時候，可采用CFLA加減高度層容差值，將其作為航跡推測高度的上限、下限，之后檢測垂直沖突。

三、空管自動化系統的告警原理

在測試前，應根據是否超出CFL升降率門限的范圍進行分析，對使用的空管自動化系統的告警原理進行明確。在航空器下降率在系統設置的升降率門限范圍中的時候，同時航跡為上升、下降狀態并且由相應的CFL值的時候，系統使用CFL值加減高度層的容差值，將得到的結果作為航跡推測高度的下限，之后可進行沖突探測。當沒有超出航跡推測高度下限值的時候，系統不會進行告警。在達到了推測高度下限的時候，時間達到60s后，同時設置了告警功能的時候，系統會進行PCA告警，而在告警條件的時候，系統會進行CA 告警。航空器的升降率相比系統中設置的升降率門限大的時候，在航跡達到了CFL高度并且加升降率保護高度值的時候，在60s后達到了相應的告警條件的時候，系統會進行PCA告警，當僅僅達到了告警條件的時候，系統會進行CA告警。

四、告警測試及應用

（一）參數測試

應對空管自動化系統進行測試，在CFL升降率門限范圍以及升降率航跡保護高度值范圍中進行選擇參數。通過對該系統進行腳本設計，使兩架航空器分別起飛，在達到了一定高度之后同向保持飛行狀態，結合飛機的參數情況，一架飛行高度為10100m，另一架為8900m，使前者飛行員分別采用下降率小于和大于門限值范圍的方式進行操作，穿過或者高度的時候，對告警值進行觀察和記錄。將升降率航跡保護高度分別定為100m、150m、130m、30m，下降率門限值為10m/s、10m/s、10m/s、17m/s，對結果進行分析。

（二）應用效果

通過分析可知下降率門限值為10m/s，升降率航跡保護的高度為130以及150的時候，航空器下降率超出門限，系統探測到高度小于CFL高度的情況增加，產生預告警的時間過早，導致虛告警，影響管制的效果。在下降率門限值為17m/s的時候，升降率航跡保護高度為30，產生預告警的時間晚，難以起到提醒的效果。在下降率門限值為10m/s的時候，升降率航跡保護高度為100，告警的時機較穩定，同時，預告警與告警存在一定的差值，在產生了沖突的時候管制員可有時間將沖突解除。

五、3STCA告警后沖突的垂直調配

STCA告警后，需要對沖突進行判斷和調配，在垂直調配過程中，應按照相應的原則來進行分析，先觀察飛機之間的垂直間隔的距離，還應評估飛機的垂直速度，對垂直高度的變化以及實際情況下飛機高度的差值進行分析，結合兩者的聯系來制定方案。在實際的調配中，應對飛機的垂直狀態，判斷飛機之間的垂直間隔有多少，之后應對其垂直速度進行判斷，思考是否指令飛機垂直速度上升率或者下降率，還應判斷機組是否有強烈的上升以及下降要求。當沒有指令垂直速度，機組沒有強烈要求的時候，可根據飛機的不同上升以及下降階段分析上升率或者下降率。在分析完成飛機的垂直狀態后，可對阻止飛機垂直狀態的程度進行預測。

對能阻止飛機垂直狀態的程度進行預測，其中告警后的飛機高度差值為L，飛機垂直速度為V，發現告警以及判斷沖突需要的時間為T1，管制員發出指令并且復誦指令需要的時間為T2，開始阻止飛機下降、上升或者繼續的高度為H。按照H=（0.1+T1+T2）V的規律進行計算，在理想情況下，T1為5，T2為10。當垂直速度為100FTM的時候，理想狀態為告警高度加減110M;當垂直速度為200OFTM的時候，理想狀態為告警高度加減220M。同理，在飛機垂直速度為30FTM的時候，理想狀態為告警高度加減330M，通過對阻止飛機下降或者上升的高度的預估，可以開展高度調配，使其滿足管制的要求。

六、結語

STCA告警作為空中交通管制自動化系統中的重要內容，為了有效利用告警的功能，應對其應用進行全面分析，結合自動化系統的參數進行測試，明確應用的效果。結合高精確性的告警功能，可使系統的保護機制減少誤警的次數，為管制提供有利的條件，同時也能夠為空管安全帶來有效的保障，減少空中交通飛行事故的發生，促進民航空管的穩定發展。

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