郭昊

摘 要 為了滿足不斷增加的航空運(yùn)輸需求，機(jī)場對(duì)故障燈具定位系統(tǒng)有了更高的要求，也就是能夠?qū)χ饌€(gè)燈具進(jìn)行單獨(dú)控制。作為保證低能見度條件下機(jī)場交通流量控制的必要手段，根據(jù)旅客吞吐量的要求，助航燈光單燈監(jiān)控系統(tǒng)重要性隨即提升，其地位也從備用手段走向了保障飛行安全的前線。助航燈光控制系統(tǒng)及關(guān)鍵引導(dǎo)技術(shù)進(jìn)行剖析、闡述。

關(guān)鍵詞 A-SMGCS 助航燈光控制 燈光段 引導(dǎo)

中圖分類號(hào)：TU248.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1單燈監(jiān)控系統(tǒng)的引導(dǎo)概述

單燈故障定位精度是機(jī)場最基本的要求和最困難的指標(biāo)。對(duì)于基于串聯(lián)電路電力線載波技術(shù)的單光故障測距系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通信質(zhì)量是單燈故障定位準(zhǔn)確率的最直接反映，也反映了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平。機(jī)場使用單位經(jīng)常用99%這樣的概率來評(píng)估故障監(jiān)測的精準(zhǔn)度，并且對(duì)需要監(jiān)測范圍沒有明確的劃分。如何確定故障燈具的位置以及概率，是研究和考慮的關(guān)鍵所在。

2單燈監(jiān)控系統(tǒng)控制原理

2.1基本原理

系統(tǒng)工作原理：調(diào)光器開機(jī)以后，CCU接收指令主要是CPC通過CAN傳輸。CCU通過隔離變壓器將查詢命令連接到串聯(lián)的光路；BMC和SMC通過硬件濾波、軟件濾波和驗(yàn)證接收載波信息后，檢測到的燈的檢測狀態(tài)/傳感器檢測狀態(tài)耦合到光CIR。通過隔離變壓器；CCU接收的載波信息通過硬件濾波、軟件濾波和計(jì)算來傳輸。燈的狀態(tài)/傳感器狀態(tài)通過CAN總線上傳到CPC。顯示和報(bào)警功能由CPC完成。ALCMS或單光監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端通過CPC的快速以太網(wǎng)或工業(yè)控制總線獲取所有相關(guān)數(shù)據(jù)，并在接口上顯示。

2.2信號(hào)傳輸通道的建立

ICMS單燈監(jiān)控系統(tǒng)采用5Khz為信號(hào)通道構(gòu)建的中心頻率，為構(gòu)建完整的信號(hào)通道，在恒流調(diào)光器輸出兩端安裝一臺(tái)以LC器件為主體、中心頻率為5KHz的無源濾波器，通訊信號(hào)將以燈光回路電纜和隔離變壓器一次側(cè)為介質(zhì)，在通訊濾波單元與通訊介質(zhì)構(gòu)建的通訊信號(hào)閉合回路中流動(dòng)。該信號(hào)傳輸通道的建立可避免恒流調(diào)光器升壓變壓器（面向工頻設(shè)計(jì)）對(duì)通訊信號(hào)的衰減。

對(duì)于在助航燈光串聯(lián)回路中進(jìn)行電力線載波的技術(shù)而言，構(gòu)建上述的通訊信道只能滿足基本通訊的要求，針對(duì)每種回路對(duì)地的電容分布特性，單燈監(jiān)控系統(tǒng)必須要解決該特性對(duì)通訊信號(hào)的衰減。大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)表明，任何一種基于中高頻為數(shù)字傳輸頻點(diǎn)的載波方式，在以非屏蔽電纜構(gòu)建的串聯(lián)回路上的傳輸都是非常理想的，幾乎沒有什么衰減，而在以屏蔽電纜構(gòu)建的回路上，由于隔離變壓器相對(duì)于回路電纜的不均勻分布，造成了非常復(fù)雜的分布電容特性，該特性會(huì)在局部對(duì)通訊信號(hào)產(chǎn)生極大的衰減，同時(shí)在另一個(gè)相對(duì)位置對(duì)通訊信號(hào)產(chǎn)生放大作用，該類作用主要影響的回路為進(jìn)近燈和滑行道邊/中線燈，跑道邊燈和跑道中線燈多數(shù)為比較均勻的分布，一般來說影響不大。為解決此類問題對(duì)通訊的影響，ICMS系統(tǒng)采用一個(gè)以LC諧振為機(jī)理、中心頻點(diǎn)為發(fā)生衰減頻段的濾波設(shè)備（SFU）安裝在整個(gè)回路的物理中心點(diǎn)，以此抬升由于分布電容造成的較低的信號(hào)幅度，這是國際上以FSK為核心載波技術(shù)的同類型單燈監(jiān)控系統(tǒng)普遍采用的調(diào)制方法，經(jīng)過多種機(jī)場回路的現(xiàn)場驗(yàn)證，這種方法是非常有效的。

2.3通訊信號(hào)的調(diào)制及解調(diào)

ICMS系統(tǒng)的通訊控制單元和單燈監(jiān)控單元以回路電流峰值點(diǎn)作為信號(hào)同步點(diǎn)，并以實(shí)時(shí)高速采樣勾畫每周期的電流包絡(luò)線，因?yàn)閿?shù)字信號(hào)只有加載到電流包絡(luò)線上才能夠得到有效的傳輸。

信號(hào)解調(diào)方面，系統(tǒng)中CCU和BMC采用相近的硬件濾波電路和濾波頻點(diǎn)，在硬件上確保信號(hào)的不失真解調(diào)，兩種設(shè)備在軟件控制和算法上采用相同的信號(hào)采樣頻率（數(shù)倍于通訊信號(hào)基頻），并以上下行信號(hào)的頻率進(jìn)行相應(yīng)倍率的抽值、濾波和運(yùn)算，以此解調(diào)并還原來自通訊信道的數(shù)字信號(hào)。

一般來說，除非負(fù)載發(fā)生了變化（比如隔離變壓器及燈具的增加或減少），ICMS系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的參數(shù)是無需定期調(diào)校的，因?yàn)樵谕ㄓ嵭诺罉?gòu)建好之后，系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)只與負(fù)載的大小有關(guān)。

2.4單燈監(jiān)控單元的供電原理

單燈監(jiān)控單元的供電電路是設(shè)備能夠長期穩(wěn)定工作的前提，BMC采用小功率磁飽和變壓器和電流型大范圍自適應(yīng)輸出調(diào)節(jié)電路，保證在工頻條件下，正弦波甚至斷續(xù)波條件下輸出穩(wěn)定的工作電壓。

2.5單燈監(jiān)控單元的穩(wěn)定性保障措施

單燈監(jiān)控單元必須保證長期穩(wěn)定工作，而且必須適應(yīng)長期浸泡在水中的惡劣環(huán)境。BMC必須采用非常合理的電路，器件選型上要經(jīng)過嚴(yán)格篩選的合格產(chǎn)品。

3單燈監(jiān)控系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)配置方面，每個(gè)燈光站設(shè)置一臺(tái)CPC（可配置為冗余）；每條回路需配備一臺(tái)CFU、一臺(tái)CCU以及每個(gè)需監(jiān)控的燈位配套的BMC單元；在停止排燈和滑行道引導(dǎo)控制場合，除上述設(shè)備之外，需在飛機(jī)行駛路徑上配備用于飛機(jī)/車輛探測的MBD及與其相配套的SMC單元。

安裝形式上，系統(tǒng)分為站內(nèi)設(shè)備和現(xiàn)場設(shè)備兩種。站內(nèi)設(shè)備均采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架機(jī)柜，通訊濾波單元、通訊控制單元若干、集中控制計(jì)算機(jī)均安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中，機(jī)柜數(shù)量根據(jù)機(jī)場需要安裝單燈檢測設(shè)備回路決定。

參考文獻(xiàn)

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