空管自动化系统数据同步技术及实现方法

文/洪阳

现阶段，我国航空事业实现蓬勃发展，但在空管保障方面却面临着许多的挑战，针对当前实际情况，民航局空管局提出，到2021年底，中国民航将在全国范围内全面实现空管自动化系统主备用设备实时同步运行，从而在目前高密度、大流量的运行态势下，能够有效改善主、备系统在切换过程中存在的安全问题，从整体上使航空自动化系统服务保障能力得到显著提升。

1 系统现状

1.1 主用自动化系统

二十八所自动化系统NUMAN-2000是民航云南空管分局在昆明机场（以下简称昆明现场）使用的主用自动化系统。系统完成雷达数据和飞行报文引接，实现飞行计划处理和多雷达数据融合及相关，形成单雷达和系统综合航迹以及各类告警。

1.2 备用自动化系统

AirNet空管自动化系统是昆明现场使用的备用自动化系统。该系统采用开放、分布式的体系结构，能够处理多部雷达数据，采用动态加权数据融合算法，形成的系统航迹稳定可靠、精度高。整个系统配置灵活，扩展方便，能根据实际需要增加席位，以满足不同的需求。

1.3 数据转发平台

数据转发平台是独立运行于主备用系统之外的一套系统，是在实施主备自动化系统同步后实现对外部系统发送飞行动态数据的中间平台，该系统与主备两套自动化系统互联，通过两台DCP服务器分别引接由主用系统和备用系统发送的系统综合航迹、飞行计划数据、系统实时动态参数。作为主用的自动化系统实时向数据转发平台输送飞行动态数据。同时，数据转发平台具备多路可配置的数据转发链路，ATC飞行动态数据经由数据转发平台转换格式后以MH/T4029.3、莱斯、HITT等格式通过网络或异步方式输出给外部系统。

2 主备同步的原理与设计

2.1 飞行计划数据同步

飞行计划是系统飞行态势形成的主要数据源，飞行计划数据包括：航班动态，日期和时间，起飞机场，落地机场，高度层，位置及航路数据，计划状态等。飞行计划具有时效性的特点，需要实时同步。在主备同步中过程中，主用系统对外发送基础飞行数据交换报文 flight data exchange message ，报文类型以字母“I”开始。包括飞行计划数据报( IFPL)，飞行计划删除数据报(IDEL)，飞行计划取消数据报(ICNL)。以飞行计划的删除为例，作为主用的系统发送IDEL报，报文结构如下：

“ZCZC”+“-TITLE IDEL”

+filtim+ifplid+[addr]+adep+ades+arcid+eob d+eobt+“NNNN”

2.2 系统动态参数同步

当主系统在运行时，相应的会产生一些人机交互，例如扇区划分、跑道变更、二次代码的分配与回收，指令高度的修改等信息，这些人工干预影响了最终的飞行动态，而备用系统平时处于无人值守状态，系统不能实时更进主用系统的动态参数。因此，通过主备同步系统，主用系统对外发送主备空管自动化系统数据交换报文 prime and standby ATC automation system exchange message，报文类型以字母“B”开始。包括二次代码分配回收报（BSSR），席位扇区分配信息报（BSEC），机场跑道状态信息报（BRWY），限制性空域状态信息报（BRTA），席位设置信息报（BCWP），处于备用状态的系统接收报文并更新相应的状态信息。以二次代码的同步为例，作为主用的系统发送BSSR报，报文结构如下：

“ZCZC”+“-TITLE BSSR”

+filtim+ssrcode+ssroper+opertime+adep+ad es+arcid+[Ifplid]+ eobd+eobt+“NNNN”

3 主备同步的实现

3.1 总体结构

数据转发平台是一个双机冗余系统，与主备两套自动化系统互联，系统通过两台DCP服务器分别引接由主用系统和备用系统发送的系统综合航迹、飞行计划数据、系统实时动态参数。二十八所系统DCP服务器上的tcp程序，通过tcpip协议将同步信息发送给备用系统，由AirNet系统DCP服务器的fdi程序进行接收。此外，该系统为独立的共享数据引接系统，共享的数据具有高灵活性与高拓展性的特点，系统还具备数据检查、过滤等功能，系统中的fpio日志记录了系统与系统之间数据存储转发的情况，可以通过查询该日志以此来验证数据的正确性。

3.2 运行状态设置

以昆明现场为例，根据当前工作运行情况，如需将AirNet自动化系统作为主用，首先需要在主用二十八所系统的监控上将系统运行模式改为备用模式，此时该系统停止对外发送飞行计划，只接收飞行计划。同时，将AirNet自动化系统的系统运行模式改为主用模式，与此同时，应将AirNet转报链路改为双工，即“同时收发”。当某系统处于备用状态时，应将该系统转报链路改为单工，即“只收不发”，以防止该系统对外发送重复电报造成影响。此时，系统切换已完成，外部系统（场面监视系统，塔台电子进程单系统，数字通波，数字放行）的飞行计划现在由二所提供。整个切换过程不会造成飞行计划的中断，真正的实现了无缝切换，大大减少了系统切换带来的不利影响。

4 结论

综上所述，在空管主备系统中，飞行计划、综合航迹等实现数据同步，不但能够使主备系统间的安全切换问题得到有效解决，而且还能够有效防止系统切换带来的其他不良影响。在系统顺利切换后，能够为管制人员提供与切换前相一致的信息，使管理生产变得更加安全、连续、可靠。