熊　欣

（民航珠海進近管制中心，珠海 519015）

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民航空管VHF地空通信系統(tǒng)故障案例分析

熊欣

（民航珠海進近管制中心，珠海 519015）

摘要：本文對民航空管VHF地空通信系統(tǒng)故障的一個案例進行分析，同時引發(fā)了幾點思考和推論。

關(guān)鍵詞：民航；VHF；地空；數(shù)據(jù)鏈；通信網(wǎng)絡(luò)；空管內(nèi)話

1 民航地空通信VHF網(wǎng)簡介

中國民航VHF地空數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是目前國內(nèi)覆蓋范圍最大的地空通信網(wǎng)絡(luò)之一，該網(wǎng)絡(luò)可以為民航局、航空公司和空管部門提供飛機在飛行過程中的實時動態(tài)及有關(guān)信息，并將地面有關(guān)部門的相關(guān)信息及時傳遞給飛行中的飛機。

VHF地空數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由飛機機載數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備、VHF遠端地面站（RGS）、地面數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、空中交通管制中心語音交換系統(tǒng)（空管內(nèi)話）四部分組成。

2 民航空管VHF故障案例處理及分析

2.1 故障現(xiàn)象

在遠端VHF臺站A新增若干個頻率的備用VHF電臺和傳輸鏈路后，經(jīng)測試原本工作正常的頻率通道中有多個在主備用內(nèi)話系統(tǒng)均不能接收到機組發(fā)出的無線電信號，而連接至另一個RGS臺站的同頻率不同通道則可以正常接收機組的無線電信號。

2.2 故障排處

在另一備用RGS臺站VHF電臺至內(nèi)話系統(tǒng)的通道工作正常，說明故障頻率的地空無線傳輸部分沒有異常。隨后，筆者在備用VHF傳輸DDF配線架處，將至備用VHF系統(tǒng)線路隔離斷開，測試故障現(xiàn)象依舊。在徹底拆除備用內(nèi)話DDF配線架至備用VHF傳輸DDF配線架的跳線對后，原故障頻率故障現(xiàn)象均消除，內(nèi)話系統(tǒng)接收信號恢復(fù)。

內(nèi)話配線架至VHF傳輸配線架間跳線對使用HYA標準200對鎧裝電纜，按照國際布線標準電纜色譜5主色、5輔色成對使用。經(jīng)檢查和分析，故障頻率的備用內(nèi)話配線架至備用VHF傳輸配線架的跳線對左右“交叉”（即跳線對連接一側(cè)配線架左右線序為“主輔”，而另一側(cè)為“輔主”）沒有按照標準線序布線施工。將所有不符合標準線序的跳線對拆除，按規(guī)范線序重接后，原故障的頻率通道均恢復(fù)正常。

2.3 故障分析

在故障解決后，筆者對故障進行了深入分析，尋找在復(fù)雜交錯的VHF傳輸網(wǎng)絡(luò)語音信號丟失的原因，注意到此類故障的出現(xiàn)需滿足以下條件：主備用內(nèi)話系統(tǒng)分別連接主備用VHF傳輸鏈路；跳線在跳向不同配線架的兩對線在起始端配線架短接（內(nèi)話、VHF傳輸配線架情況相同）；內(nèi)話配線架至VHF傳輸配線架跳線時線對有“交叉”錯接現(xiàn)象。

由此可以得到以下推斷：由于主備用內(nèi)話和VHF傳輸系統(tǒng)的交叉互連，以及跳線在配線架起始端的短接，在四個配線架間形成環(huán)路。當按照國際標準布線時，跳線對間相互獨立，VHF語音信號可以正常輸入內(nèi)話配線架，如圖1所示。而當跳線對出現(xiàn)“交叉”時（以備用內(nèi)話配線架至備用VHF傳輸配線架跳線有“交叉”的情況為例），兩組環(huán)路出現(xiàn)交叉，原本相互獨立的線對間發(fā)生短路，作為負載的內(nèi)話語音輸入端短接，主備用內(nèi)話將接收不到語音信號，保持靜默，如圖2所示。

圖2　配線架跳線對非標準“交叉”線序圖

定性分析：分析主用內(nèi)話配線架的一對接點AB，從A出發(fā)經(jīng)過主用VHF配線架、備用內(nèi)話配線架、備用VHF配線架繞轉(zhuǎn)，再經(jīng)過交叉線，接至跳線對的另一接點B，形成短路。在電路模型中，AB點間短路，作為負載的主用內(nèi)話的接口端壓降UAB=0，將接收不到任何有用的電路信號，如圖3所示。

定量分析：仍以備用內(nèi)話配線架至備用VHF傳輸配線架跳線有“交叉”的情況為例，分析在圖4中主用VHF傳輸鏈路送入內(nèi)話系統(tǒng)的語音信號。設(shè)主用VHF傳輸線路接入的信號為UCD，則直接送至主用內(nèi)話配線架AB接點的信號UAB=UCD，其經(jīng)過備用內(nèi)話配線架、備用VHF配線架短接點繞轉(zhuǎn)的信號為U'AB，則主用內(nèi)話接收的信號為UAB和U'AB的疊加信號U"AB≡0，輸出信號發(fā)生湮滅，波形如圖4所示。

圖4　跳線對話音信號分析圖

不僅在接點AB之間，在圖3環(huán)路中任意位置的一對接點均為短接，跳線對上任意點的輸出均為0，故整個主備VHF接收鏈路上的信號為0，整個系統(tǒng)不會有話音輸出。

3 由分析得到的推論

（1）發(fā)射線路發(fā)生跳線“交叉”，內(nèi)話發(fā)出的語音信號也會在配線架環(huán)路中湮滅，VHF電臺將不會獲得發(fā)射信號。在圖3中，主用內(nèi)話的發(fā)射信號直接傳至VHF主用配線架接口接點CD的信號UAB，與從備用VHF、內(nèi)話配線架繞轉(zhuǎn)的信號U'AB疊加所得的輸出信號UCD=0，發(fā)射語音信號也始終為0。在對系統(tǒng)的實際測試中，測量結(jié)果也印證了此推論。

（2）當配線架跳線出現(xiàn)“雙交叉”，或者偶數(shù)對交叉線時，不影響系統(tǒng)的正常使用，但不符合施工規(guī)范，對設(shè)備的管理和隱患排查非常不利，此類情況也應(yīng)避免。

4 結(jié)束語

在內(nèi)話、VHF傳輸線路主備冗余，DDF配線架接點為短接的模式下，跳線對出現(xiàn)“交叉”，會導(dǎo)致語音信號的湮滅，發(fā)射、接收信號無法通過傳輸網(wǎng)絡(luò)連接空管內(nèi)話和VHF電臺。配線架跳線施工應(yīng)嚴格按照國際布線標準電纜色譜布線，主色在左、輔色在右配線，避免線路的交叉。在空管內(nèi)話系統(tǒng)為主備用VHF鏈路分別配置接口通道，可以物理隔離VHF傳輸主備鏈路，避免配線架跳線間出現(xiàn)環(huán)路，從根源上解決此類故障的出現(xiàn)?！?/p>

Failure Case Analysis of VHF Communication System in Civil Aviation ATC

Xiong Xin
（ZHATC, Zhuhai, 519015）

Abstract:This paper is the analysis of a failure case of VHF communication system in Civil Aviation ATC and triggers to some thinking and inference at the same tim.

Keywords:Civil Aviation； Very High Frequency； air-ground； data chain； communication network； Air traffc control voice exchange system

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.06.006

中圖分類號：TN96

文獻標識碼：A 文章編碼：1672-7274（2016）06-0016-02