萊斯空管自動(dòng)化系統(tǒng)在中南空管局的應(yīng)用

王潤

（民航中南空管局 廣東省廣州市 510405）

1 引言

空管系統(tǒng)是國家實(shí)施空域管理、保障飛行安全、實(shí)現(xiàn)航空運(yùn)輸高效有序運(yùn)行、捍衛(wèi)國家空域權(quán)益的戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施，也是國土防控體系的重要組成部分，對(duì)促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和維護(hù)國家安全具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。中南空管局在民航局空管局的政策指導(dǎo)下，積極探索國產(chǎn)化空管系統(tǒng)在中南地區(qū)范圍內(nèi)的具體應(yīng)用，現(xiàn)在12 個(gè)空管分局（站）都部署有國產(chǎn)廠家的空管自動(dòng)化系統(tǒng)，包括南京萊斯公司的NUMEN2000 系統(tǒng)、華泰公司的SkeyNet-X 系統(tǒng)和成都空管公司的AirNet2000 系統(tǒng)，取得了一些經(jīng)驗(yàn)和效果。下面以國內(nèi)主要廠家萊斯公司的空管自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用為例，介紹國產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)在張南地區(qū)的應(yīng)用情況及建議。

2 萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)介紹

萊斯空管自動(dòng)化系統(tǒng)是由南京萊斯公司自主研制的“牧羊人-2000”自動(dòng)化系統(tǒng)，在2007年首次中標(biāo)青島機(jī)場的奧運(yùn)工程，一舉打破了國外廠商長期以來對(duì)中國民航空管系統(tǒng)領(lǐng)域的壟斷，開辟了空管系統(tǒng)國產(chǎn)化的新紀(jì)元。2010年，萊斯公司成為國內(nèi)首家獲得自動(dòng)化系統(tǒng)正式使用許可證的單位，并在全國各級(jí)空管單位得到廣泛應(yīng)用，在國產(chǎn)空管主用自動(dòng)化系統(tǒng)中，市場占有率在70%以上。萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)主要功能如下：

NUMEN 系統(tǒng)空管自動(dòng)化系統(tǒng)主要由引接子網(wǎng)、運(yùn)行冗余子網(wǎng)、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)、輸出子網(wǎng)、多套核心處理服務(wù)器、管制席位、監(jiān)控席位等組成，包括監(jiān)視數(shù)據(jù)引接功能、監(jiān)視數(shù)據(jù)融合處理功能、飛行數(shù)據(jù)處理功能、監(jiān)視數(shù)據(jù)和飛行數(shù)據(jù)相關(guān)功能、告警服務(wù)處理功能、系統(tǒng)監(jiān)控功能、管制席位功能、主任席處理功能、數(shù)據(jù)維護(hù)處理等主要功能[1]。具體系統(tǒng)架構(gòu)圖示意圖如圖1所示。

3 萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)在中南空管局的建設(shè)和使用情況

中南地區(qū)建設(shè)的萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)包括備份系統(tǒng)和主用系統(tǒng)，包括湖南空管分局、廣西空管分局、桂林空管站、珠海進(jìn)近管制中心（含珠?？展苷竞蜕钲诳展苷荆?、湛江空管站、汕頭空管站等六套主用系統(tǒng)，以及三亞空管站、廣州區(qū)域管制中心和廣州終端管制中心等三套備份系統(tǒng)，

2007年，萊斯公司首先在三亞空管站建設(shè)了中南地區(qū)第一套空管自動(dòng)化應(yīng)急系統(tǒng)，于2012年開展應(yīng)急升備份項(xiàng)目任務(wù)，2013年完成驗(yàn)收，開始正式運(yùn)行。2017年4月，三亞備份系統(tǒng)和?？趥浞菹到y(tǒng)間進(jìn)行了AIDC 互聯(lián)測試工作。2011年汕頭空管站采用了萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)雷達(dá)子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)公司的的飛行數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)相結(jié)合的空管自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了不同廠家的核心處理模塊，為探索不同架構(gòu)的自動(dòng)化系統(tǒng)提供了技術(shù)支撐。

廣州區(qū)管大型自動(dòng)化備份系統(tǒng)在2012年由萊斯公司建設(shè)，也開啟了萊斯公司在大型自動(dòng)化系統(tǒng)方面的局面，該系統(tǒng)同具備了監(jiān)視數(shù)據(jù)處理、飛行數(shù)據(jù)處理、旁路監(jiān)視數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)監(jiān)視數(shù)據(jù)與飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)相關(guān)處理、系統(tǒng)告警處理、管制席位信息顯示、飛行電報(bào)處理、系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄回放、系統(tǒng)對(duì)時(shí)等功能，能夠達(dá)到和主用Thales 系統(tǒng)的處理能力。并在主用系統(tǒng)多次系統(tǒng)維護(hù)、出現(xiàn)故障的時(shí)候，為現(xiàn)場管制提供了很好的保障作用。

萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)過多年在中南地區(qū)的使用，逐步完善了系統(tǒng)功能，也得到了管制員的認(rèn)可。于是從2015年開始，萊斯公司陸續(xù)承建了中南空管局中長沙、南寧、桂林、珠海、湛江等分局（站）的主用自動(dòng)化系統(tǒng)，全面取代了原有的Telephonic 自動(dòng)化系統(tǒng)，在系統(tǒng)功能上有了很大的提升，實(shí)現(xiàn)了ADS-B 和S 模式技術(shù)，采用了思維軌跡模型更準(zhǔn)確的預(yù)測航跡，為管制提供了更加全面、準(zhǔn)確和安全的系統(tǒng)，并在現(xiàn)場發(fā)揮了重要作用。

4 萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)板報(bào)發(fā)展歷程

目前在中南地區(qū)的萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)，因建設(shè)周期不同，因此版本也有所不一樣。在三亞和汕頭建設(shè)期間，采用的是NUMEN2000中小型版本，該版本特點(diǎn)是：架構(gòu)比較簡單（前置機(jī)、雷達(dá)處理服務(wù)器、飛行計(jì)劃處理服務(wù)器）、功能模塊比較集中、性能指標(biāo)適合中小型流量的現(xiàn)場。

在長沙、南寧現(xiàn)場，采用的是NUMEN2000+中小型版本，該版本在NUMEN2000 的基礎(chǔ)上，引入得了四維航跡模型，對(duì)雷達(dá)融合處理和告警處理進(jìn)行了模塊化的設(shè)計(jì)，能夠適用于中型流量的現(xiàn)場。

在廣州區(qū)管、珠海終端區(qū)、廣州區(qū)管以后的現(xiàn)場采用了NUMEN3000 版本，該版本的特點(diǎn)是：架構(gòu)全面（前置處理機(jī)、雷達(dá)處理服務(wù)器和飛行處理服務(wù)器等冗余配置全面），功能模塊劃分比較細(xì)，分配在不同的服務(wù)器，增加了4D 模型、中期沖突探測、C 類移交、流量統(tǒng)計(jì)等功能，性能指標(biāo)適合于中大區(qū)域流量現(xiàn)場。該版本的發(fā)展計(jì)劃如圖2所示。

5 對(duì)國產(chǎn)廠家的應(yīng)用建議

萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)作為國產(chǎn)化的主要產(chǎn)品代表，經(jīng)過在民航10幾年的使用，已經(jīng)成為替代國外廠商的領(lǐng)頭羊，在系統(tǒng)功能和性能上能夠滿足現(xiàn)有管制的需求，但是相對(duì)于國外自動(dòng)化系統(tǒng)，仍然存在一些差距，具體表現(xiàn)在項(xiàng)目管理上和新技術(shù)應(yīng)用上，因此結(jié)合中南地區(qū)使用情況，對(duì)國產(chǎn)廠家提出一些意見和建議：

5.1 逐步實(shí)現(xiàn)中南地區(qū)萊斯系統(tǒng)版本統(tǒng)一規(guī)劃

現(xiàn)在中南地區(qū)的萊斯系統(tǒng)版本有四個(gè)，包括三亞版本、汕頭版本、長沙南寧版本和廣州3000 版本，這種現(xiàn)狀主要原因?yàn)椴煌瑫r(shí)期建設(shè)的系統(tǒng)，不同分局站當(dāng)時(shí)對(duì)功能、性能要求，特別是人機(jī)界面的要求差別較大，如三亞作為備份系統(tǒng)，需要和主用系統(tǒng)一致；長沙南寧是主用系統(tǒng)，需要結(jié)合當(dāng)?shù)毓苤频男枨髮?shí)現(xiàn)；廣州區(qū)管作為Thales 系統(tǒng)的備份系統(tǒng)，也需要保持與主用系統(tǒng)一致。

根據(jù)不同現(xiàn)場情況設(shè)計(jì)不同的軟件版本，優(yōu)點(diǎn)是可以更好地適應(yīng)管制的需求，但是對(duì)于中南地區(qū)的技術(shù)管理存在一些困難。首先時(shí)在技術(shù)維護(hù)方面，各地技術(shù)人員都熟悉自己的系統(tǒng)，對(duì)其他地方的系統(tǒng)不熟悉，不能在中南地區(qū)范圍內(nèi)很好的進(jìn)行技術(shù)交流，其次在管理方面，如果是版本統(tǒng)一，在某一個(gè)地方出現(xiàn)問題并進(jìn)行修復(fù)后，其他地方可以馬上進(jìn)行修改，防止再次出現(xiàn)類似的問題而影響系統(tǒng)運(yùn)行。

因此建議萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)在中南地區(qū)實(shí)現(xiàn)版本的統(tǒng)一，考慮到已經(jīng)建設(shè)了多套系統(tǒng)并已在現(xiàn)場穩(wěn)定運(yùn)行，可以考慮在中南通導(dǎo)部的指導(dǎo)下，逐步實(shí)現(xiàn)中南地區(qū)的萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)版本統(tǒng)一。具體規(guī)劃建議如下：

（1）中南地區(qū)萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)基線版本采用廣州區(qū)管、終端區(qū)版本，因?yàn)樵撓到y(tǒng)的功能是最新最全的，可以適應(yīng)大中型自動(dòng)化系統(tǒng)。

（2）后續(xù)新建的萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)，如桂林、湛江、珠海自動(dòng)化系統(tǒng)，都有采用新的基線進(jìn)行建設(shè)，保證版本的一致性；

（3）對(duì)于已經(jīng)建設(shè)的長沙、南寧現(xiàn)場的版本，建議在后續(xù)版本升級(jí)項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)版本升級(jí)換代，逐步與中南地區(qū)的統(tǒng)一版本靠攏；

（4）對(duì)于三亞和汕頭系統(tǒng)，因?yàn)轳R上要建設(shè)新的自動(dòng)化系統(tǒng)，如果招標(biāo)采用萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)，就在新建的自動(dòng)化系統(tǒng)中，要求采用統(tǒng)一的基線版本建設(shè)。

（5）建議采用故障管理系統(tǒng)來管理自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過程中遇到的軟件故障，保障自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用軟件升級(jí)的安全可靠性，還可提供技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)實(shí)踐[2]。

5.2 逐步實(shí)現(xiàn)中南地區(qū)快速互聯(lián)

現(xiàn)在中南各地的萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)間對(duì)航班的管制權(quán)限移交主要有兩種方式，第一種是電話移交，管制員通過打電話的方式，告知飛行管制服務(wù)區(qū)某航班即將進(jìn)入；第二種是AIDC 移交[3]，該方式主要適用于水平方式之間不同管制單位間進(jìn)行電子移交，不適合應(yīng)用于高低管制單位間的移交。而對(duì)于中南地區(qū)每個(gè)分局站航班量都多，還存在多個(gè)高低扇區(qū)的情況，因此需要采用現(xiàn)在最新的C 類移交技術(shù)，該技術(shù)是使用MH/T 4029.3 中定義的C 類數(shù)據(jù)，定義了四種移交命令，可以實(shí)現(xiàn)快速的管制移交，特別適用于高低扇區(qū)的場景。

C 類移交技術(shù)已經(jīng)在廣州終端區(qū)萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，可以滿足廣州終端區(qū)和區(qū)管之間的快速移交，為了能在中南地區(qū)實(shí)現(xiàn)高效的管制移交功能，還需要對(duì)現(xiàn)有萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行功能升級(jí)，逐步實(shí)現(xiàn)中南地區(qū)的快速互聯(lián)。

5.3 需要滿足網(wǎng)絡(luò)安全等保要求設(shè)計(jì)

空管自動(dòng)化系統(tǒng)做為空中交通領(lǐng)域的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施，其基礎(chǔ)性、全局性作用日益突出。但與此同時(shí)，隨著全球網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢的日趨嚴(yán)峻，各類新型網(wǎng)絡(luò)攻擊形式層出不窮，空管自動(dòng)化系統(tǒng)的業(yè)務(wù)運(yùn)行、信息數(shù)據(jù)等也面臨著巨大的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)[4]。根據(jù)中國民航局空管局對(duì)空管自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)等級(jí)要求，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施第三級(jí)等級(jí)保護(hù)。因此對(duì)于萊斯空管自動(dòng)化系統(tǒng)來說，也需要滿足網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)的要求。空管自動(dòng)化系統(tǒng)保護(hù)框架分為安全管理體系、安全技術(shù)體系、安全運(yùn)維體系。三個(gè)體系有機(jī)結(jié)合，相互支撐?？傮w保護(hù)框架如圖3所示。

對(duì)于在中南地區(qū)已經(jīng)建設(shè)了的萊斯自動(dòng)化系統(tǒng)，需要考慮對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性架構(gòu)影響最小的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全等保的要求，建議萊斯公司能給出具體的整改方案。

圖1：NUMEN 自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

圖2：NUMEN 3000 系統(tǒng)發(fā)展計(jì)劃示意圖

圖3：網(wǎng)絡(luò)安全總體框架

對(duì)于即將建設(shè)的新的自動(dòng)化系統(tǒng)中，需要根據(jù)等保要求設(shè)計(jì)全新的方案，保證系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全。

6 總結(jié)

空管自動(dòng)化系統(tǒng)是國家實(shí)施空域資源管理、維護(hù)國家空域權(quán)益的核心系統(tǒng)。空管系統(tǒng)國產(chǎn)化已和國產(chǎn)大飛機(jī)制造項(xiàng)目一并被認(rèn)為是我國從民航大國向民航強(qiáng)國跨越的重要標(biāo)志。因此我們應(yīng)該聯(lián)合國內(nèi)廠家，不斷推進(jìn)國產(chǎn)空管自動(dòng)化系統(tǒng)的使用，對(duì)使用過程中的問題、建議和新的需求一起交流討論，逐步形成我國的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。