我國空管自動化系統(tǒng)存在的問題分析

包迪

摘要：雷達(dá)、RVSM等這些都離不開自動化系統(tǒng)的技術(shù)支持。但是給予大量的技術(shù)支持的同時，也會有些問題的存在，本文就我國民航空管自動化系統(tǒng)的一些問題進(jìn)行研究討論，希望能夠?yàn)榻鉀Q這些問題帶來一定的參考。

關(guān)鍵詞：空域流量;空管自動化系統(tǒng);雷達(dá)管制

一、目標(biāo)航跡與飛行計(jì)劃不相關(guān)原因分析

在空管自動化系統(tǒng)中，目標(biāo)航跡與飛行計(jì)劃二者的自動應(yīng)用，往往會因?yàn)槎咂湟怀霈F(xiàn)異常，讓二者產(chǎn)生不相關(guān)現(xiàn)象

1飛行計(jì)劃異常情況下，導(dǎo)致的不相關(guān)現(xiàn)象

如果在目標(biāo)航跡沒有問題的狀態(tài)下，飛行計(jì)劃的狀態(tài)會否影響到二者之間的相關(guān)了。領(lǐng)航報正確時，航空器的運(yùn)行航路根據(jù)領(lǐng)航報進(jìn)行并且自動對比基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的航路數(shù)據(jù)。在沒有，不能依據(jù)領(lǐng)航報進(jìn)行運(yùn)行時，航空器的運(yùn)行航路根據(jù)起飛報內(nèi)容與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)自動匹配，這樣也能實(shí)現(xiàn)自動相關(guān)。AFTN的文件丟失、不全或者不規(guī)范情況，或者飛行計(jì)劃不詳細(xì)、數(shù)據(jù)庫錯誤，這些會影響二者的自動相關(guān)。

2.雷達(dá)信號原因引起目標(biāo)航跡與飛行計(jì)劃不相關(guān)

目標(biāo)航跡與飛行計(jì)劃的能不能自動相關(guān)，在飛行計(jì)劃沒有問題的狀況下，航跡的質(zhì)量起到了決定性作用。而雷達(dá)信號的穩(wěn)定與否決定了飛行航跡的好壞，如果航空器與雷達(dá)信號長時失聯(lián)，則會導(dǎo)致二者無法自動相關(guān)或者顯示的數(shù)據(jù)信息有問題。

目標(biāo)信號的質(zhì)量與雷達(dá)或者多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)這個整體緊密相關(guān)，雷達(dá)發(fā)射的信號好壞關(guān)乎到多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能不能進(jìn)行融合。如果某個雷達(dá)出現(xiàn)故障問題，那么通信通道的信號肯定不好（進(jìn)行工作時，根據(jù)不同的通道可以用獨(dú)立的記錄儀進(jìn)行單雷達(dá)信號的回放）。如果不是，那么就是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)有問題故障。此外，也可以使用專業(yè)的設(shè)備工具根據(jù)不同雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出質(zhì)量信號不好的雷達(dá)。

（1）雷達(dá)天線架設(shè)不當(dāng)引起目標(biāo)航跡與飛行計(jì)劃不相關(guān)

由于雷達(dá)盲區(qū)影響太大，致使航空器進(jìn)行起飛時，與雷達(dá)信號失聯(lián)后再連接到雷達(dá)信號，這樣的情況也會導(dǎo)致產(chǎn)生不相關(guān)現(xiàn)象。而這種情侶的處理可以通過將盲區(qū)進(jìn)行縮減或者減少失聯(lián)信號的時間來改善，雷達(dá)的信號區(qū)域范圍與天線有關(guān)，可以是通過調(diào)整天線角度或者適度的增加雷達(dá)的天線角度進(jìn)行，這樣可以防止二者的不相關(guān)現(xiàn)象產(chǎn)生。另外也可以通過將目標(biāo)航跡的外推周期以及對相關(guān)多雷達(dá)算法進(jìn)行改進(jìn)來減輕或者避免不相關(guān)現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（2）兩架或多架飛機(jī)掛錯標(biāo)牌

多架（包括2架）航空器在進(jìn)行長時間的重疊運(yùn)行后，可能會出現(xiàn)標(biāo)牌錯誤，就是指相關(guān)出現(xiàn)差錯。2架航空器如果重疊飛行時間超過了四個雷達(dá)掃描周期，目標(biāo)航跡會丟失或者丟失再相連。比如一個雷達(dá)掃描周期是四秒，當(dāng)重疊時長超過十六秒時，兩架產(chǎn)生重疊的航空器就會只顯示一個標(biāo)牌，所以兩架重疊運(yùn)行超16秒的航空器分離后可能就會引起錯掛標(biāo)牌。

（3）主備網(wǎng)絡(luò)原因引起不相關(guān)

主要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作性能差出現(xiàn)不穩(wěn)定情況或者因?yàn)榫W(wǎng)線問題引起的二者不相關(guān)現(xiàn)象。對于此類情況，平時需要定期對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行勘察維護(hù)，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的穩(wěn)定性，來消除。

二、目標(biāo)航跡產(chǎn)生裂變原因分析

目標(biāo)航跡出現(xiàn)裂變現(xiàn)象與雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)有關(guān)。雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的參數(shù)出現(xiàn)不合適（坐標(biāo)、標(biāo)桿、磁偏角等可變參數(shù)）、融合算法有誤、融合程序出現(xiàn)差錯、系統(tǒng)進(jìn)程問題、進(jìn)入到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有長時延誤會讓多雷達(dá)信號無法進(jìn)行融合，導(dǎo)致目標(biāo)航跡形成裂變（一個航空器有多個航跡即裂變現(xiàn)象）。裂變現(xiàn)象的產(chǎn)生很容易給管制員的管制工作帶來困擾，產(chǎn)生了混淆，也讓系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤代碼重復(fù)警報。

由于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可變參數(shù)的原因產(chǎn)生的裂變現(xiàn)象，可以通過專業(yè)技術(shù)工作員對雷達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)或者重啟系統(tǒng)來解決問題。

數(shù)據(jù)融合算法選擇不當(dāng)、融合程序問題這些原因?qū)е碌牧炎儸F(xiàn)象，這些需要生產(chǎn)廠家來進(jìn)行處理，通過專業(yè)技術(shù)對裂變狀態(tài)下的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，讓專業(yè)技術(shù)員找出問題根本，進(jìn)行問題完善或者更新整個程序。

因?yàn)樵O(shè)備故障問題（路由器、交換機(jī)等）導(dǎo)致進(jìn)入系統(tǒng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)長時延誤、速度慢等導(dǎo)致的裂變現(xiàn)象，如果是硬件問題，就需要對硬件進(jìn)行維修或者置換，如果是軟件問題，如果重啟沒有作用，就需要進(jìn)行程序上的升級。

如果由于通信系統(tǒng)延誤導(dǎo)致的數(shù)據(jù)長時延誤而使得通信傳速下降使得數(shù)據(jù)錯誤率大，可能會出現(xiàn)裂變現(xiàn)象，這需要專業(yè)技術(shù)員的檢測進(jìn)行調(diào)整。

三、目標(biāo)跳變的原因分析

（1）目標(biāo)高度產(chǎn)生跳變的原因分析

與高度跳變相關(guān)的是航空器、雷達(dá)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。當(dāng)航空器運(yùn)行中產(chǎn)生了突然的極速上升或者下降以及急轉(zhuǎn)等機(jī)動操作，會讓高度出現(xiàn)跳變。或者航空器的儀表出現(xiàn)故障，高度表顯示出現(xiàn)很大的誤差，數(shù)值會被剔除或者顯示錯誤。

雷達(dá)設(shè)備出現(xiàn)爬升速度超過設(shè)定值，ATC系統(tǒng)就會產(chǎn)生錯誤的估算從而引起估高與實(shí)際的高度出現(xiàn)差錯。雷達(dá)天線問題使上空盲區(qū)變大，航空器在盲區(qū)內(nèi)運(yùn)行航跡為預(yù)推值，但是如果在盲區(qū)內(nèi)的時間過長，就會使得高度值、位置出現(xiàn)與實(shí)際中的高度值、位置產(chǎn)生較大誤差。以上的這些情況，都會使估高向?qū)嶋H高度進(jìn)行轉(zhuǎn)換時形成了高度的跳躍變動。

ATC中，航空器的估高與航空器實(shí)高出現(xiàn)大的偏差。航空器可能位于雷達(dá)邊界處而且信號不穩(wěn)，導(dǎo)致航空器估高與實(shí)際高度偏差過大。通信系統(tǒng)出現(xiàn)了長時間延遲，導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤，從而也影響了航空器估計(jì)高度與實(shí)際高度出現(xiàn)很大偏差。雷達(dá)高度融合算法不當(dāng)或者算法參數(shù)問題也會致使高度跳躍。

（2）目標(biāo)位置跳變原因分析

如果數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)存在程序問題，對于已經(jīng)無用的數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行處理，有可能會使用已經(jīng)過期的數(shù)據(jù)。而使得航空器高度位置與實(shí)際的運(yùn)行方向呈反方向跳變，即目標(biāo)回跳。

四、虛假沖突告警多的原因分析

多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合區(qū)域參數(shù)不當(dāng)、接入多雷達(dá)處理系統(tǒng)的個別雷達(dá)假目標(biāo)多是虛假沖突告警的原因。

多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合區(qū)域參數(shù)不當(dāng)對ATC系統(tǒng)的影響是全局性的。任何一部雷達(dá)由于某種原因其目標(biāo)航跡超出融合區(qū)域都會和在融合區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)航跡產(chǎn)生告警，在多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合參數(shù)隨程序一起寫定后現(xiàn)場沒有能力消除，有賴于廠家的技術(shù)支持。

個別雷達(dá)假目標(biāo)多造成ATC系統(tǒng)沖突告警僅限制于該雷達(dá)的探測范圍內(nèi)。

以新疆為例，接入ATC系統(tǒng)的五家渠雷達(dá)有大量假目標(biāo)的航跡，在關(guān)閉五家渠雷達(dá)信號后，ATC系統(tǒng)的系統(tǒng)航跡質(zhì)量顯著提高，有效抑制了虛假沖突告警。由此可見，根據(jù)管制需求，適時屏蔽個別信號質(zhì)量不高的雷達(dá)信號是必要的。

小結(jié)

中國現(xiàn)在已經(jīng)是世界第二大民航運(yùn)輸量大國，而且空中飛行量還在持續(xù)的增長中。一直增長的空中流量，會帶來很多的問題，比如空域資源緊張、空中交通矛盾增加、航班延誤等現(xiàn)象。這些因?yàn)榱髁繋淼膯栴}，也與我國目前的空中交通管制工作有些直接的聯(lián)系，空中交通流量的增加會導(dǎo)致空管壓力變大，如何有效增加空管的管制能力，提高空管的服務(wù)水平與質(zhì)量，就需要先進(jìn)的管制技術(shù)，空管自動化系統(tǒng)就很好的給予了空管系統(tǒng)先進(jìn)的技術(shù)支持，但是現(xiàn)存問題還比較多，需要解決這些問題，提高空管自動化。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉，社會科學(xué)文獻(xiàn)出版社出版的《空管自動化評估》（2016年第一版）

[2]李遠(yuǎn)，北京大學(xué)出版社出版的《民航空管自動化系統(tǒng)》（2018年第二版）。