D-ATIS系統AFTN報文更新邏輯

中國民用航空華北地區空中交通管理局 田毅

基于地空數據鏈通信系統的數字化自動航站情報服務(D-ATIS)目前已廣泛應用于國內各機場。以大興機場空管現場為例，介紹了當前D-ATIS系統的架構及基本工作原理，更深入分析了D-ATIS系統篩選更新AFTN報文的邏輯判斷方式。為管制員操作使用和技術人員運行維護該系統提供了參考。

數字化航站自動情報服務系統（D-ATIS）是利用話音合成技術與地空數據鏈通信技術來實現對飛行中的航空器進行機場氣象及跑道信息的播報，特別是在起飛降落階段的航空器，DATIS系統的自動化播放與數字化傳遞顯得尤為重要。

對于國內一些航線眾多，起落量巨大的繁忙機場，譬如首都國際機場、大興國際機場，使用DATIS系統播報可以有效地減少管制工作人員使用純人工語音播報而帶來低效、誤聽的安全隱患，提升了空中交通管制員的業務服務水平和空管系統的信息化服務能力。同時，也減輕了航空器中飛行員的工作負荷，降低了人為因素干擾能力，并且有助于提升空管服務效率，更加提高了民航安全運行的指數。

目前，DATIS系統采用科大訊飛公司的TTS（Textto-Voice）語音合成技術以及地空數據鏈通信系統兩種方式向本場起降階段的機組提供所需要的本地機場的關鍵信息。如機場氣象信息、跑道使用情況、航路情況等。其中氣象信息是DATIS系統通過氣象數據網關服務器，對AFTN氣象報文進行解析、篩選，得到本場氣象信息數據，并融合本場跑道信息實時生成ATIS信息，統一向航空器進行報送。

TTS語音合成技術是將文本轉化為自然流暢的語音并通過甚高頻電臺在指定進、離場頻率中循環播放本地機場信息。地空數據鏈系統（ACARS）是雙向機載數據通信系統，為地空大流量數據提供服務信息的交換，地面可向機組提供氣象情報、航路情況，提高飛行安全保障。

1 大興DATIS現狀及設備介紹

大興國際機場空管DATIS系統由雙塔臺操作終端、雙塔臺服務器、進場和離場語音發布服務器、進場和離場電臺接口控制器、AFTN氣象網關服務器以及甚高頻臺站、傳輸鏈路等設備組成，具體信號流程如下圖所示。上述服務器以及操作終端設備中除電臺接口控制器、AFTN氣象網關服務器、BGS網關服務器為冗余冷備份模式，其余設備皆是配置NEC集群管理器系統的冗余熱備份模式。使大興空管DATIS系統設備的可靠性和安全性得到了進一步的提高與保障。D-ATIS信號流程，如圖1所示。

圖1 D-ATIS信號流程圖Fig.1 D-ATIS signal flow chart

(1)雙塔臺操作終端。為管制員提供便捷、友好的人機操作界面，主要功能是自動分解、顯示氣象報文，自動生成ATIS信息報文，同時提供信息修改功能，當氣象報文的信息和機場的實地測量信息有較大出入時，管制員可以根據機場情況，手動修改氣象信息和跑道信息，隨時添加、修改插播內容，系統會刷新數據并向D-ATIS雙塔臺服務器發送新的ATIS信息報文。

(2)雙塔臺服務器。DATIS系統的核心交互設備，連接雙塔臺操作終端以及AFTN氣象網關服務器，進行管制操作以及氣象報文接收應答的交互操作。同時，自動分解、存儲、應答飛機的各種請求，提取最新的飛機請求的ATIS信息，自動組報應答。

(3)進場和離場語音發布服務器。根據雙塔臺終端設備操作端發來的播報指令，進行語音合成，將ATIS信息報文從文本格式轉換成語音格式，快速實現語音內容建設，為飛行中的機組提供清晰、可靠的語音服務，并保證語音內容的準確性及完整性。

(4)進場和離場電臺接口控制器。接收到語音發布服務器傳遞的語音格式文件后，將文件的數字信號轉為話音模擬信號進入甚高頻傳輸設備，通過指定進、離場頻率持續不斷地發送給機組機載接收設備，大興國際機場的進場頻率為127.225MHz，離場頻率為128.4MHz。大興空管DATIS系統使用了兩座甚高頻發射電臺和雙路PCM（脈沖編碼調制）傳輸模式，分別是北一西電臺以及二號除冰區電臺，恒光路由和迅風路由。4路傳輸信號，使DATIS信息語音傳遞的穩定性得到了保證。

(5)AFTN網關設備。接收AFTN氣象報文信息并進行整合篩選出本場氣象信息，實時生成報文發送給雙塔臺服務器。目前AFTN氣象網關服務器連接了4路氣象報文數據，分別是AFTN氣象網關服務器A機接收北京首都機場氣象數據中心傳遞的1路AFTN氣象數據，并配有一路冷備份鏈路作為冗余，AFTN氣象網關服務器B機接收大興機場氣象綜合探測場傳遞的1路AFTN氣象數據，并配有一路冷備份鏈路作為冗余，兩路報文內容相同。

(6)傳輸鏈路設備。目前DATIS系統的地空數據鏈系統是通過民航大網進行傳輸的，大興空管使用一條傳輸線路，為大興空管東塔航管樓-大興空管中心核心區-華北空管局生產運行中心-北京數據公司網控中心。地空數據鏈系統為DATIS系統數字化功能提供可靠、有效的服務，將ATIS信息實時、準確的發送到航空器機載設備中。

2 AFTN氣象網關服務器報文篩選功能

航空氣象觀測報文主要包括兩種不同的形式，分別是例行觀測報告和特殊觀測報告，前者采用METAR電碼格式發布，后者也被稱為特選報，使用SPECI電碼格式向機場外發布。在觀測報告中包含了大量的氣象要素信息，以及準確的本地機場氣象實時變化狀態，為航空器起降在內的各項機場工作提供重要的氣象信息服務。

METAR報為例行發布，即按固定時間間隔在指定地點觀測到的氣象情況的報告，其間隔時間通常為30分鐘，例行觀測中整點觀測自50分開始，00分采集數據，03分前發出報文，半點觀測自20分開始，30分采集數據，33分前發出報文；SPECI報則根據本地出現的特殊氣象變化而臨時發布，特殊觀測應當在觀測完畢后立即發布特殊報告，最遲發布時間為特殊觀測后的第5分鐘。當DATIS系統每30分鐘接收到METAR例行報或臨時收到SPECI特殊報時，都會更新ATIS信息報文，并更新通播信息版本，在語音信息及地空數據鏈傳遞中進行實時更新，如果超過35分鐘未收到METAR例行報則會發生告警，提示工作人員檢查系統狀態。

DATIS系統的AFTN氣象網關服務器根據機場收報地址ZBAD以及其他關鍵信息要素對來自首都機場氣象中心以及大興氣象綜合探測場的AFTN氣象報文進行解析、篩選、存儲等操作，將報文收集發送給雙塔臺服務器。

3 AFTN報文分析

AFTN氣象網關服務器接收AFTN報文類型分為四種，分別是METAR報即例行報、SPECI報即特殊報，以及METARCOR報、SPECICOR報即更正報，另外還有延遲報（此報只有METAR報才有）。

一份正確的AFTN報文內容格式共分為五行。第一行分為兩部分內容，流水號（QDM）及發報時間（DDHHMM）。流水號QDM從編號001開始，每日8點重置，在當日8點至次日8點之前，流水號是依次排序增加的，時間超過8點后，流水號重置，重新以編號001開始排序，顯示為QDM001；發報時間使用DDHHMM時段格式，如10月25日8點55分，則顯示為250855。

第二行為報文等級和報文格式處理地址。內容為報文等級GG急報，格式處理地址ZBBBYPYX（北京飛行氣象情報收集中心）和華北氣象中心數據庫（ZBAAYZYX）。

第三行為發報時間和本地地址，發報時間時段格式為DDHHMM。本地地址為ZBADYMYX（大興機場氣象綜合探測場）。

第四行為報文類型、本地機場四字代碼以及編報時間。報文類型包括SP即SPCI特殊報和SA即METAR例行報；本地機場四字碼如ZBAD；編報時間（發報時間一般都會晚于編報時間，METAR例行報晚于3分鐘內，SPECI特殊報晚于5分鐘內，例行報和特選報的COR更正報的晚的時間為30分鐘內，使用DDHHMM時段格式）；若報文類型為更正報則有CCA、CCB、CCC……CCZ的代碼在內容結尾，第三位字母順序越靠后，更正報越新，若為延遲報則有RRA的代碼在結尾。

第五行為報文內容，以METAR、SPECI、METARCOR、SPECICOR作為內容開頭。

具體報文格式如圖2、圖3和圖4所示。

圖2 METAR例行報Fig.2 METAR routine report

圖3 SPECI特選報Fig.3 SPECI special selection report

圖4 METARCOR例行變更報Fig.4 METARCOR routine change report

4 D-ATIS通播版本更新邏輯判斷

當雙塔臺服務器接收到AFTN氣象網關發送的報文后，會與當前使用報文對比，進行多輪邏輯判斷。第一步，先判斷報文內容是否相同，若不相同進行下一步判斷，反之則不更新通播版本號；第二步，判斷報文發報時間是否相同，若新報時間大于當前報文，則更新版本，若小于當前報文時間，則不更新版本，若時間相同，進行下一步判斷；第三步，根據報文類型優先級來判斷是否更新版本號，正常情況下，SPECICOR＞SPECI＞METAR COR＞METAR。另外，當新舊兩份報文均是同類型的更正報（COR）時，需要判斷新報更正標識是否大于舊報，如CCA、CCB、CCC……CCZ。具體邏輯判斷方式，流程圖如圖5所示。

圖5 D-ATIS通播版本更新邏輯判斷流程圖Fig.5 D-ATIS communication version update logic judgment flow chart

5 結語

本文分析了北京大興國際機場DATIS系統運行情況以及通播版本號更新的邏輯判斷方式。可見，隨著機場穩定運行及管制員對系統功能提出需求的情況下，D-ATIS系統在不斷優化，愈加完善。利用語音合成技術及地空數據鏈系統有效減輕了管制員工作負荷，提升地空兩端信息交互效率。另外，合理縝密的報文邏輯篩選及更新方式，使得大興機場本場情報通播信息的可靠性與實時性得到了強力保障，減少安全事故及隱患的發生。