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        對(duì)基于DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)的分析

        2018-05-10 18:43:16肖雅梅
        數(shù)字通信世界 2018年4期
        關(guān)鍵詞:飛機(jī)方向監(jiān)控

        肖雅梅

        (中國民用航空西北地區(qū)空中交通管理局,西安 710082)

        DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備是測距機(jī)(Distance Measuring Equipment;DME)和多普勒全向信標(biāo)(Doppler Omnidirectional Range)的集合體,二者一般同址安裝,在提供給飛行器方向信息的同時(shí),還能提供飛行器到導(dǎo)航臺(tái)的距離信息,這樣飛行器的位置就帶有唯一性,可以被精準(zhǔn)確定下來,基于DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)可以進(jìn)一步保證位置監(jiān)測工作的有效性,同時(shí)了解系統(tǒng)工作情況,保證飛機(jī)的飛行安全。

        1 DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象

        1.1 飛機(jī)位置、方向

        在DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備的支持下,飛機(jī)的飛行方向和位置得到同步確認(rèn),但如果設(shè)備出現(xiàn)誤差、通信受到干擾,飛機(jī)的位置、方向信息可能無法得到保證。監(jiān)控系統(tǒng)建立后,系統(tǒng)結(jié)合飛機(jī)飛行的種種信息對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配分析,判定其是否符合參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),從而保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。如我國陜西咸陽國際機(jī)場,各航班的航線、航程都是固定的,在固定航線上的飛機(jī)其工作參數(shù)也往往不會(huì)出現(xiàn)較大變化,這些標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)是監(jiān)控系統(tǒng)工作的基礎(chǔ),系統(tǒng)在工作中不斷通過傳感器了解飛機(jī)飛行信息,并與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,如果差異顯著,表明飛機(jī)飛機(jī)位置、方向可能存在異常。

        1.2 通信活動(dòng)有效性

        監(jiān)控系統(tǒng)在進(jìn)行飛機(jī)位置、方向兩項(xiàng)常規(guī)指標(biāo)監(jiān)控外,還可以對(duì)通信活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測,以定位系統(tǒng)為例,常規(guī)工作狀態(tài)下,飛機(jī)的定位工作依賴DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備,其定位原理如圖1所示。

        圖1 飛機(jī)定位原理

        通信活動(dòng)是否能夠高效進(jìn)行,是飛機(jī)工作安全能否得到保證的關(guān)鍵,監(jiān)控系統(tǒng)可以在工作中持續(xù)收集通信數(shù)據(jù),利用智能技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí),如果信息可辨識(shí)率滿足通信活動(dòng)要求,表明通信工作正常;如果信息可辨識(shí)率下降、甚至無法讀取,系統(tǒng)會(huì)根據(jù)默認(rèn)程序進(jìn)行分析,了解通信工作異常的原因并發(fā)出警報(bào),提醒人員及時(shí)處理。

        1.3 系統(tǒng)工作情況

        現(xiàn)代飛機(jī)可以看做是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)集合體,其工作依賴通信模塊、動(dòng)力模塊、導(dǎo)航模塊等聯(lián)合進(jìn)行,如果某一個(gè)模塊出現(xiàn)問題,且問題較小不能被人員及時(shí)察覺,可能引發(fā)飛行安全事故。DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的存在可以解決這一問題,如通信系統(tǒng)導(dǎo)線松動(dòng),但沒有完全斷開連接,其直接影響是工作電壓的波動(dòng),監(jiān)控設(shè)備可以通過分布式傳感器偵知該問題,并及時(shí)提醒人員給予處理,做到防患于未然。

        2 DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2.1 軟件技術(shù)集成化

        DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是傳統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)的集合,為保證工作的有效性,需要應(yīng)用集成技術(shù)將各類軟件納入一塊芯片中、并保證兼容。在進(jìn)行技術(shù)集成前,要求首先考慮不同技術(shù)的工作原理,確保技術(shù)集中到一塊芯片中后不會(huì)出現(xiàn)相互影響,這是技術(shù)集成的基本原則。目前我國集成技術(shù)發(fā)展面臨一定瓶頸,技術(shù)研究水平較為落后,后續(xù)工作中,陜西省相關(guān)部門以及咸陽國際機(jī)場管理部門可以積極溝通,建立技術(shù)研發(fā)小組,啟動(dòng)科研項(xiàng)目,投入更多資金用于集成技術(shù)的研究,首先保證軟件集成構(gòu)想擁有可實(shí)現(xiàn)的空間,之后才能論及技術(shù)的實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)的應(yīng)用[1]。

        2.2 分布式監(jiān)控和集中管理

        監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象較多,為求保證監(jiān)控效果,可以應(yīng)用分布式監(jiān)控理念,將傳感器作為“神經(jīng)元”廣泛分布在各個(gè)需要監(jiān)控的核心位置,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。與此同時(shí),所有傳感器都可以通過線路連為一體,實(shí)現(xiàn)集中控制。如針對(duì)通信活動(dòng)、動(dòng)力系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)的檢測,每一處都放置至少一個(gè)傳感器,監(jiān)控活動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)行,以5s為間隔,不斷將所獲信息傳輸至管理處,管理處存在至少1個(gè)與監(jiān)控目標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)字化顯示設(shè)備,所有信息經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)換后,給予呈現(xiàn),并實(shí)時(shí)更新。如果某一個(gè)監(jiān)控對(duì)象出現(xiàn)異常(如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高),系統(tǒng)可以利用顯示設(shè)備發(fā)出警報(bào),并注明異常發(fā)生的時(shí)間和位置、溫度(發(fā)動(dòng)機(jī)溫度)標(biāo)準(zhǔn)差等信息,人員則根據(jù)信息及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。集中管理模式下,一名工作人員可以同步了解多個(gè)監(jiān)控目標(biāo)的情況,管理成本得到降低。

        2.3 數(shù)據(jù)信息的同步處理

        監(jiān)控系統(tǒng)在具備實(shí)時(shí)監(jiān)控能力的基礎(chǔ)上,還具備記錄、分析數(shù)據(jù)的能力,該能力通過嵌入式技術(shù)實(shí)現(xiàn)。在監(jiān)控系統(tǒng)原有模塊的基礎(chǔ)上,額外增加一個(gè)數(shù)據(jù)信息處理軟件,該軟件隨監(jiān)控系統(tǒng)工作同步啟動(dòng),全面記錄監(jiān)控系統(tǒng)收集到的一切信息,并將所有信息給予分別存儲(chǔ)。如監(jiān)控系、統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象為飛機(jī)位置和方向、通信活動(dòng)、系統(tǒng)工作情況三個(gè)大模塊以及三大模塊下的若干小模塊,數(shù)據(jù)信息處理軟件也分為三個(gè)大信息庫和若干小信息庫,數(shù)目和類別與監(jiān)控系統(tǒng)完全相同[2]。監(jiān)控系統(tǒng)完成信息收集后,同步將信息傳輸給控制端和數(shù)據(jù)信息處理軟件處,處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類處理和存儲(chǔ),以每個(gè)工作日為間隔,持續(xù)對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行提煉,加工成能夠集中表達(dá)信息的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),生成日志。所有日志可以存儲(chǔ)一周,在7個(gè)工作日后進(jìn)入緩沖信息庫,并于14個(gè)工作日后清除。出色的數(shù)據(jù)處理能力可以使監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮更大的作用,為后續(xù)民航工作提供更多的信息支持。

        3 監(jiān)控系統(tǒng)性能模擬

        應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng),并通過調(diào)整參數(shù)的方式進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。觀察監(jiān)控系統(tǒng)所獲信息的準(zhǔn)確性,包括飛機(jī)飛行的方向、位置以及故障診斷、信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)四個(gè)方面。其中飛機(jī)飛行的方向、位置兩個(gè)指標(biāo)的分析結(jié)合了咸陽國際機(jī)場的工作數(shù)據(jù)作為參考。

        模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行100次,對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和統(tǒng)計(jì),方向通過角度差表達(dá),即100次實(shí)驗(yàn)的平均角度差;位置以經(jīng)緯坐標(biāo)表達(dá),取100次實(shí)驗(yàn)的平均坐標(biāo)差;故障診斷共模擬100次,記錄其正確反應(yīng)率;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面,觀察信息記錄的完整性以及歸類正確性,所獲結(jié)果如表1所示。

        表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

        結(jié)果上看,DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確獲取飛機(jī)飛行的方向、位置,故障診斷、信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能也十分良好,充分證明了系統(tǒng)的價(jià)值。

        4 結(jié)束語

        通過分析基于DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng),了解了相關(guān)理論。DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備在現(xiàn)代民航飛機(jī)十分常見且作用突出,在DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備基礎(chǔ)上建立監(jiān)控系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)方向、位置和系統(tǒng)工作情況的監(jiān)控,設(shè)計(jì)上要求實(shí)現(xiàn)軟件技術(shù)集成化、分布式監(jiān)控和集中管理,并保證對(duì)數(shù)據(jù)信息的同步處理能力,模擬實(shí)驗(yàn)證明了相關(guān)理論的可行性,也為后續(xù)民航監(jiān)控工作提供了思路。

        [1] 張陽.淺析SELEX DVOR/DME導(dǎo)航設(shè)備供電系統(tǒng)[J].數(shù)字通信世界,2017(05):251-252.

        [2] 方偉,王文益,盧丹,胡鐵喬.機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備中基于自適應(yīng)對(duì)消的DME脈沖干擾抑制方法[J].南開大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,47(02):24-29.

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