民航甚高頻通信系統(tǒng)可靠性的措施分析

甘國峰

（民航新疆空管局空管中心技術(shù)保障中心通信室，新疆 烏魯木齊 830016）

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，大眾對于航空的需求在日益增長，進一步推動了民航事業(yè)的發(fā)展。通信系統(tǒng)在民航發(fā)展中擔任著重要角色，為地空通信提供了保障。甚高頻通信系統(tǒng)的應用范圍不斷拓展，數(shù)量也在不斷增加，不可避免存在信號干擾、維護不到位等問題，導致飛機發(fā)生誤判等事故。所以，研究民航甚高頻通信系統(tǒng)可靠性問題，并針對性地提出合理化建議，對于民航航空安全具有重要意義。

1 甚高頻通信系統(tǒng)簡介

1.1 民航數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)概述

隨著我國航空事業(yè)的發(fā)展和科學技術(shù)的快速進步，我國的民航數(shù)據(jù)通信業(yè)務也在不斷拓展和增加。但是，從目前應用的話音通信技術(shù)來看，由于通信頻道擁擠，通信過程極易受到人為因素的影響，對飛行安全和航班計劃造成了極大影響。在此大背景下，地空數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)開始在民航通信中得到廣泛應用，進而表現(xiàn)出良好的傳輸速率和抗干擾能力。地空數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)誤碼率很低，可靠性相對較高。

我國數(shù)據(jù)通信在民航空管中已經(jīng)具備了ATM、X.25/HDLC/SDLC、IP及語音等多種功能，對于民航需要的專網(wǎng)連接、局域網(wǎng)互聯(lián)以及交換機互聯(lián)等提供了良好的技術(shù)支持。可見，數(shù)據(jù)通信技術(shù)在民航中的應用能夠為我國民航的全部機場提供良好的數(shù)據(jù)信息支持和專線服務，幫助民航空管系統(tǒng)實現(xiàn)交換機聯(lián)網(wǎng)、語音撥號等功能。此外，還可根據(jù)民航空管的特殊需求，提供專線業(yè)務網(wǎng)絡(luò)和不同規(guī)模、服務的VPN應用需求[1]。

1.2 民航甚高頻通信系統(tǒng)內(nèi)涵

在民航通信系統(tǒng)中，甚高頻通信系統(tǒng)是重要的組成部分。甚高頻通信系統(tǒng)能夠為民航飛機起飛提供必要的信息，實現(xiàn)飛機和飛機、飛機和控制中心的數(shù)據(jù)交互和交流對話，進一步完善了民航的信息雙向傳輸系統(tǒng)。這要求駕駛員必須掌握甚高頻通信系統(tǒng)的操作技能和使用技巧，并且在使用中能夠根據(jù)工作需要和要求調(diào)整合適的工作頻率。通常，民航甚高頻系統(tǒng)采用的甚高頻頻率為118.000～137.975 MHz，通信過程中的間隔范圍維持在25 kHz。這在一定程度上限制了甚高頻系統(tǒng)的使用，因此應用中應該針對相關(guān)問題采取合理化策略[2]。

2 甚高頻通信系統(tǒng)可靠性方面的影響因素

2.1 VHF通信設(shè)備因素

要保證甚高頻通信系統(tǒng)的可靠性，首先要保證通信設(shè)備本身的質(zhì)量。甚高頻通信系統(tǒng)的硬件設(shè)備是通信傳輸?shù)奈镔|(zhì)基礎(chǔ)，只有保證硬件設(shè)備的完備和優(yōu)良的質(zhì)量，才能夠保證整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜁r效性。

民航的服務對象是大眾，主要以客機業(yè)務為主，在資金儲備方面與國家控股的航空企業(yè)還有一定的差距。所以，在甚高頻通信系統(tǒng)的建設(shè)過程中，設(shè)備質(zhì)量、日常維護以及維修保養(yǎng)等是通信傳輸質(zhì)量的重要影響因素。此外，由于民航甚高頻通信設(shè)備除了系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備之外，還有一系列的機載通信設(shè)備。這些設(shè)備的質(zhì)量和完整性直接影響地空通信的質(zhì)量和效果，一旦發(fā)生故障，將導致技術(shù)人員出現(xiàn)錯誤的技術(shù)判斷而造成嚴重的后果，是飛機飛行和指揮過程中重要的潛在危險因素。

2.2 互調(diào)干擾

因為民航甚高頻通信系統(tǒng)的電路是非線性的，所以極容易造成互調(diào)干擾。互調(diào)干擾的存在會影響甚高頻通信系統(tǒng)的安全性，出現(xiàn)信號不穩(wěn)定甚至控制臺無法操控飛機的問題，給民航飛行造成嚴重后果。互調(diào)干擾因為干擾源位置的不同，可以分成發(fā)射機干擾和接收機干擾。雖然兩種干擾形式的觸發(fā)原因不同，但是都會導致嚴重的互調(diào)干擾，影響飛機的正常飛行[3]。

2.3 地空通信電臺干擾

航空系統(tǒng)由于其高風險性對安全要求越來越高，目前人們也更加關(guān)注民航通信安全、運行安全等問題。計算機技術(shù)、通信技術(shù)、智能設(shè)備的發(fā)展，導致電磁干擾問題越來越突出，無線干擾和電磁干擾問題越來越嚴重，存在極大的威脅。在民航甚高頻地空通信系統(tǒng)運行過程中，如果受到電磁干擾，地空管制通話會受到直接影響，直接的表現(xiàn)是飛行員不能清晰接收管制員相關(guān)指令，管制員不能有效和飛行員溝通，可能造成極大的航空器飛行安全問題。另外如果民航甚高頻地空通信電臺在通信過程中受到其他外來信號干擾，惡劣天氣以及突發(fā)事件等故障不能及時處理，可能導致嚴重的民航安全事故，基于這樣的背景下為提高民航甚高通信系統(tǒng)運行水平，必須應干擾，提出優(yōu)化策略。

2.4 終端設(shè)備故障

除了設(shè)備質(zhì)量和干擾因素的存在，設(shè)備終端故障也是民航甚高頻通信系統(tǒng)可靠性的重要影響因素。在系統(tǒng)運行過程中，一旦運行終端發(fā)生故障，將使多個部件出現(xiàn)問題，甚至導致整個系統(tǒng)崩潰。故障發(fā)生后要及時定位和排除，同時要及時分析故障現(xiàn)象，對照技術(shù)手冊分析其發(fā)生的原因，結(jié)合分析情況制定相應的排除方案。除了比較常見的故障之外，終端設(shè)備還易出現(xiàn)觸摸異常、線路異常以及通信語音故障等現(xiàn)象，需根據(jù)系統(tǒng)的類型確定故障發(fā)生的具體位置，判斷故障原因來自于參數(shù)還是元件異常，根據(jù)判斷進行維護和更換。

3 民航甚高頻通信系統(tǒng)可靠性提升措施

3.1 加強頻率管理

引起民航甚高頻地空通信的干擾因素較多，因此在進行民航甚高頻地空通信優(yōu)化過程中必須進行綜合分析，單一的手段與技術(shù)也不能完全解決干擾問題。必須從基礎(chǔ)性管理著手，綜合分析，找到問題根源，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)完善頻率管理工作。為降低同波道干擾問題，需要保證射頻防護比要遠遠大于接收一端的輸入值。干擾信號也必須降低，不能超過射頻信號的50%。并且在進行頻率管理的時候，還必須認真科學分析射頻防護比，比如山區(qū)等偏遠地區(qū)的窄帶調(diào)頻模式應用中，射頻防護比必須達到10±2 dB，并且限制15 dB的調(diào)幅，對兩個地面通信站之間的距離也有明確要求，必須超過超短波通信距離的5倍，作為同波道復用距離的標準距離。針對地區(qū)偏遠、地形復雜、環(huán)境惡劣的地區(qū)可以酌情考慮，一般超過超短波通信距離的4倍即可。另外在進行頻率管理過程中還應該加強相關(guān)設(shè)備運維，并建設(shè)監(jiān)測站，了解干擾源位置、方向，后續(xù)工作中積極予以規(guī)避。

3.2 建立多個通信干線，合理使用不同設(shè)備

在日常的民航甚高頻通信工作中，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)通信干線存在較多問題。所以，民航甚高頻通信系統(tǒng)的建設(shè)應該采用不同運營商提供的通信高線，保證整個系統(tǒng)的菜單可靠性。例如，在甚高頻通信系統(tǒng)的管制工作中，工作人員可以根據(jù)業(yè)務需要采用雙干線模式。設(shè)備兩支干線保證在主干線發(fā)生故障時能夠及時啟用備用干線，確保主干線通信異常時甚高頻通信系統(tǒng)正常工作。

此外，在業(yè)務接收中應該使用不同的設(shè)備。采用并聯(lián)的結(jié)構(gòu)能夠大大提高甚高頻通信系統(tǒng)的可靠性。例如，在實際的系統(tǒng)接入過程中，工作人員可以根據(jù)系統(tǒng)的構(gòu)成，調(diào)整不同區(qū)域內(nèi)的FA16設(shè)備接入方式，通過選擇不同的模塊保證模塊的備份。此外，電源配件的安裝也可以采用不同的接入方式，保證其能夠?qū)崿F(xiàn)并聯(lián)接入。

3.3 減少信號的傳輸節(jié)點，加強抗干擾技術(shù)的應用

筆者結(jié)合工作經(jīng)驗和理論研究發(fā)現(xiàn)，如果甚高頻通信系統(tǒng)中信號傳輸?shù)墓?jié)點較多，將嚴重影響系統(tǒng)的可靠性。所以，可以通過合理減少傳輸節(jié)點來提高系統(tǒng)的可靠性，尤其是在甚高頻通信傳輸中應該減少多跳傳輸節(jié)點來保證系統(tǒng)的可靠性[4]。

此外，實際工作中如果甚高頻通信系統(tǒng)采用串聯(lián)的方式，一旦一個子系統(tǒng)發(fā)生故障，將使整個甚高頻通信系統(tǒng)傳輸失敗。常見的干擾產(chǎn)生的條件主要有非線性線路、干擾信號以及頻率接受等。所以，相關(guān)工作人員應該考慮這些因素，通過通信終端改進、電臺位置明確等措施，控制可能出現(xiàn)干擾信號的因素，保證系統(tǒng)正常運行。

3.4 加強設(shè)備維護工作

近些年，我國民航呈現(xiàn)跨越式發(fā)展，而通信系統(tǒng)作為其重要一環(huán)，設(shè)備的維護工作是重中之重。尤其是針對民航通信系統(tǒng)的終端故障問題，要進行定期維護和維修。相關(guān)的工作人員和操作人員也要定期開展相關(guān)的業(yè)務培訓和工作技能考核。此外，要根據(jù)民航相關(guān)任務、公司要求、業(yè)務需要等，制定科學的設(shè)備使用制度，保證終端的維保工作能夠責任到人，保證終端出現(xiàn)故障時能夠落實責任并及時排除故障，確保通信終端的有效性。

4 結(jié) 論

隨著我國航空事業(yè)的發(fā)展和民航通信技術(shù)的不斷完善，甚高頻通信系統(tǒng)在民航中的應用越來越廣泛，但是仍不可避免地存在一些問題。所以，我國民航發(fā)展過程中不僅要注重通信設(shè)備的更新和維護，還要根據(jù)飛行和通信需要積極引進相關(guān)的技術(shù)人才，尋求技術(shù)突破，在設(shè)備完善和抗干擾技術(shù)等方面進一步提高民航甚高頻通信系統(tǒng)的可靠性，保障民航的安全。