機載設備數(shù)據(jù)異常的STCA告警分析

民航寧夏空管分局 馬 博 羅祖川

空管自動化系統(tǒng)中STCA（Short Term Conflict Alert)）告警對民航航空器飛行安全起至關(guān)重要的作用，STCA告警的及時性和有效性對管制員指揮航空器起到?jīng)Q定性作用，有時因為機載設備數(shù)據(jù)異常導致自動化系統(tǒng)出現(xiàn)不正常的STCA告警和高度跳變會給管制員帶來一定的誤導。針對以上問題，文章通過對實例現(xiàn)象不同雷達在同一時間數(shù)據(jù)進行了詳細的對比分析，結(jié)論表明機載應答機下發(fā)的數(shù)據(jù)異常導致自動化系統(tǒng)產(chǎn)生STCA告警和高度跳變。

空管自動化系統(tǒng)作為民航空管管制部門實施對空指揮的核心系統(tǒng)，通過處理一/二次雷達信號、ADSB、飛行計劃、報文、MLAT、氣象數(shù)據(jù)等，為管制員提供空中飛行態(tài)勢的顯示和各種飛行沖突及各種異常的告警，在確保民航空管對空指揮任務的安全實施中發(fā)揮著重要的作用。

短期沖突告警STCA是指當空中航空器之間的水平和垂直間隔同時小于或者在設定的告警時間內(nèi)將要同時小于自動化系統(tǒng)設置的參數(shù)數(shù)值時，自動化系統(tǒng)產(chǎn)生的告警，給予管制員實時有效的預告警提示，兩航空器有小于安全間隔標準的趨勢，及早調(diào)整航空器的飛行路徑或高度。航空器間隔太小會極大增加安全風險，因此STCA告警是空管自動化系統(tǒng)中最重要的告警之一，同時也是管制員進行沖突調(diào)配的主要信息來源之一。文章以某空管單位目標的雷達探測高度與真實高度不一致為實例，分析自動化系統(tǒng)STCA告警產(chǎn)生的原因。

1 實例分析現(xiàn)象

2021年01月25日空管某單位UTC時間04:58:46自動化顯示航空器A的目標高度5100m，UTC時間05:01:21自動化系統(tǒng)顯示航空器A高度變?yōu)?800m，此時航空器高度為修正海壓2370m下降，從而觸發(fā)自動化黃色STCA預警。UTC05:01:25自動化系統(tǒng)顯示航空器高度變?yōu)?030m，黃色STCA預警解除。

2 實例原因分析

自動化系統(tǒng)所顯示的目標高度是由二次雷達通過模式C詢問，飛機應答機接收詢問后應答下發(fā)，最后經(jīng)雷達接收解碼后傳輸至自動化系統(tǒng)，并非地面雷達設備測出。經(jīng)過分析，造成自動化系統(tǒng)標高度跳變的原因可能有以下幾個方面：雷達原因、自動化系統(tǒng)原因以及飛機原因，具體故障分析如圖1所示。

圖1 故障分析框圖

2.1 自動化系統(tǒng)原因

自動化系統(tǒng)提示STCA沖突告警，說明在自動化系統(tǒng)中兩架航空器的水平和垂直間隔同時小于系統(tǒng)設置的安全間隔距離，導致自動化系統(tǒng)上航空器高度跳變的原因可能有兩個方面：

（1）自動化系統(tǒng)高度融合處理錯誤

經(jīng)過檢查告警發(fā)生時，自動化系統(tǒng)無軟硬件故障，系統(tǒng)各項參數(shù)均正常，主備自動化均出現(xiàn)目標高度跳變情況，除了航空器A外，其它航空器均未出現(xiàn)高度跳變現(xiàn)象，排除了空管自動化系統(tǒng)高度融合處理錯誤的可能性。

（2）引接雷達數(shù)據(jù)出現(xiàn)高度跳變

通過檢查數(shù)據(jù)源信號，發(fā)現(xiàn)三部雷達送出的航空器A高度碼均出現(xiàn)了高度跳變。經(jīng)過對雷達數(shù)據(jù)分析，空管自動化系統(tǒng)工作正常。

2.2 雷達原因

（1）硬件故障

經(jīng)檢查，在自動化系統(tǒng)三次觸發(fā)STCA告警期間，吳忠雷達（意大利SELEX雷達，型號為SIR-S）、九洲雷達（四川九洲雷達，型號為JZDAB01）、臨河雷達（西班牙INDRA雷達，型號為IRS-20MP/L MODE S 2NA）三部雷達設備硬件工作正常、無任何告警情況，檢測主備通道各項參數(shù)均正常。因此排除雷達設備硬件故障導致目標高度跳變。

（2）軟件故障

經(jīng)過查看三部雷達的日志文件，未發(fā)現(xiàn)雷達軟件異常信息。通過對三部雷達告警時間段內(nèi)的原始數(shù)據(jù)進行人工解碼后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)人工譯碼后的飛機高度與雷達設備譯碼后的高度一致。三部雷達在告警時間段內(nèi)，現(xiàn)象基本一致，三部雷達由于是不同國家、不同模式工作，同時發(fā)生解碼錯誤的概率極低，相互佐證，可證明三部雷達譯碼正常。以2021年01月25日目標航空器A為例，對自動化STCA預警期間的雷達數(shù)據(jù)進行人工解碼，結(jié)果與雷達探測的目標高度一致。另在航空器A目標高度跳變期間，觀察其余航空器方位、高度和距離均顯示正常，無高度跳變現(xiàn)象。綜上，排除雷達設備軟件數(shù)據(jù)處理及譯碼錯誤導致目標高度跳變，雷達設備工作正常，具體雷達數(shù)據(jù)分析如表1所示。

表1 具體雷達數(shù)據(jù)分析

2.3 飛機原因

（1）飛機機動

由于出現(xiàn)目標高度跳變的航空器A均為軍航飛機，經(jīng)咨詢，在自動化系統(tǒng)出現(xiàn)STCA告警期間，軍航飛機未進行大幅度機動飛行，故排除飛機機動飛行因素。

（2）機載設備原因

航空器高度數(shù)據(jù)是通過機載高度氣壓表得到高度數(shù)據(jù)，然后通過機載應答機下發(fā)至雷達，目前不掌握軍航航空器A機載設備相關(guān)情況。

2021年1月25日自動化系統(tǒng)觸發(fā)STCA沖突告警，未對管制運行造成影響。自動化系統(tǒng)觸發(fā)STCA告警的直接原因是二航空器A的雷達探測高度與真實高度不一致，雷達接收到目標航空器A機載設備下發(fā)的高度數(shù)據(jù)存在異常與偏差，導致自動化系統(tǒng)出現(xiàn)STCA告警和高度跳變。