劉彥蛟 翟政騰

摘 要：AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)作為阿克蘇空管站唯一一套自動(dòng)化設(shè)備，承擔(dān)著管制對(duì)空指揮的重要任務(wù)。由于阿克蘇機(jī)場(chǎng)為軍民合用機(jī)場(chǎng)，軍航和民航所用的高度修正不同，為滿足AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)能實(shí)時(shí)進(jìn)行精確的高度切換，技保人員從氣象觀測(cè)系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)，能夠使自動(dòng)化系統(tǒng)讀取到精確的氣壓高度值。本文以阿克蘇空管站為例介紹AirNet空管自動(dòng)化系統(tǒng)中氣象數(shù)據(jù)的處理及信號(hào)引接。

關(guān)鍵詞：AirNet自動(dòng)化系統(tǒng);氣象AWOS;QNH;高度切換

引言

阿克蘇空管站（下簡(jiǎn)稱(chēng)：空管站）實(shí)施中低空ADS-B管制運(yùn)行以來(lái)，AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)就作為管制主要的對(duì)空指揮手段，是確保安全運(yùn)行的重要設(shè)備。阿克蘇機(jī)場(chǎng)為軍民合用機(jī)場(chǎng)，在本場(chǎng)50km區(qū)域內(nèi)需要使用QFE（場(chǎng)面氣壓）高度，在本場(chǎng)50km區(qū)域外使用QNH（修正海平面氣壓）高度。由于系統(tǒng)版本較為落后的局限性，如何能在AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)中實(shí)時(shí)進(jìn)行QNH和QFE的切換，是廠家和技保人員需要迫切解決的問(wèn)題。本文就自動(dòng)化系統(tǒng)QNH數(shù)據(jù)處理和從AWOS（自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)）中引接氣象數(shù)據(jù)的信號(hào)引接方式等方面做一闡述。

1 AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)信號(hào)處理

AirNet空管自動(dòng)化系統(tǒng)作為空管部門(mén)的核心設(shè)備，具備處理多種數(shù)據(jù)的功能，如接入的各類(lèi)監(jiān)視數(shù)據(jù)（雷達(dá)、ADS-B、MLAT、ADS-C等）、各類(lèi)意圖數(shù)據(jù)（AFTN、AIDC、CPDLC）、各類(lèi)輔助數(shù)據(jù)（GPS、QNH、GRIB、停機(jī)位）、主用自動(dòng)化系統(tǒng)同步數(shù)據(jù)（綜合航跡、飛行數(shù)據(jù)等）等。該系統(tǒng)為管制提供系統(tǒng)綜合航跡處理及顯示、飛行計(jì)劃信息處理及顯示、自動(dòng)相關(guān)、去相關(guān)等功能?？展苷窘尤氲谋O(jiān)視數(shù)據(jù)有本場(chǎng)的二次雷達(dá)數(shù)據(jù)、本場(chǎng)ADS-B地面站數(shù)據(jù)和從烏魯木齊回傳的12路ADS-B數(shù)據(jù)，意圖數(shù)據(jù)有從空管站安裝的航管科技的自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)接入的AFTN轉(zhuǎn)報(bào)數(shù)據(jù)，輔助數(shù)據(jù)有從空管站安裝的北京東進(jìn)的NTP時(shí)鐘服務(wù)器接入的GPS信號(hào)和從空管站AWOS（自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)）接入的氣壓數(shù)據(jù)。下面以圖1信號(hào)接入拓?fù)鋱D所示來(lái)說(shuō)明這些信號(hào)的引接方式。

信號(hào)接入所用的設(shè)備有MPDC-I通信網(wǎng)關(guān)、NPort（串口通信服務(wù)器）和數(shù)據(jù)分配器（DS-8）。系統(tǒng)配置的MPDC-I通信網(wǎng)關(guān)使得外部輸入的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)之間的接口變得簡(jiǎn)單，外部數(shù)據(jù)通信協(xié)議及格式的變化不會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。通過(guò)增加MPDC-I通信網(wǎng)關(guān)的數(shù)量即可增加系統(tǒng)的輸入接口。MPDC-I通信網(wǎng)關(guān)是由成都民空管科技發(fā)展有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的智能通信網(wǎng)關(guān)，配置有冗余雙電源，能提供16個(gè)同/異步通信口和1個(gè)RJ45的IP口和1個(gè)參數(shù)適配口，完成同步或異步協(xié)議轉(zhuǎn)IP的任務(wù)，該設(shè)備作為本系統(tǒng)單雷達(dá)數(shù)據(jù)的同步接口設(shè)備。系統(tǒng)配置的MOXA公司NPort用于完成異步數(shù)據(jù)如AFTN、GPS、QNH等數(shù)據(jù)接入。該設(shè)備提供8個(gè)異步通信口和1個(gè)RJ45的IP口，完成異步協(xié)議轉(zhuǎn)IP的任務(wù)。數(shù)據(jù)分配器采用成都民航空管科技發(fā)展有限公司的有源分配器產(chǎn)品DS-8。該產(chǎn)品配置有冗余雙電源，可對(duì)信號(hào)源進(jìn)行一分八，對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)強(qiáng)度衰減少;能對(duì)同/異步數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分配;采用25PINs RS232接口，可手動(dòng)設(shè)置同步、異步方式、速率、DTE、DCE等參數(shù)，具備工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)有無(wú)指示燈。

2 QNH數(shù)據(jù)處理

QNH數(shù)據(jù)的處理主要在AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)的MSDP（監(jiān)視數(shù)據(jù)處理）服務(wù)器中的QNH子系統(tǒng)完成。QNH子系統(tǒng)從異步串行通信接口中接收QNH數(shù)據(jù)，檢查QNH數(shù)據(jù)的完整性，組裝出完整QNH數(shù)據(jù)，在解析出QNH數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)項(xiàng)后，將QNH值寫(xiě)入系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)隊(duì)列。

QNH子系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的解析過(guò)程遵循以下格式：

QNH：YYYY-MM-DDhh：mm：ssnnnn.nn。

其中 、、、、、為控制字符，ASCII碼分別為：0x01、0x02、0x03、0x0D、0x0A、0x20。

QNH子系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)處理等三個(gè)功能模塊組成，系統(tǒng)模塊見(jiàn)下圖2：

QNH子系統(tǒng)在接收到完整的QNH數(shù)據(jù)后，根據(jù)規(guī)定的數(shù)據(jù)格式，解析相應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)的值，如機(jī)場(chǎng)四字碼、日期和時(shí)間、QNH值（只取整數(shù)部分）。對(duì)系統(tǒng)需要的QNH區(qū)域的QNH值進(jìn)行有效性檢查，如果QNH值在850至1100之間，就將該值寫(xiě)入系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)隊(duì)列。QNH子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如下圖3：

QNH子系統(tǒng)運(yùn)行所需參數(shù)XML數(shù)據(jù)文件形式存放在系統(tǒng)參數(shù)目錄/home/cdatc/AirNet/config中。參數(shù)在DBM子系統(tǒng)中的“QNH離線參數(shù)”配置界面進(jìn)行配置。

3 AWOS數(shù)據(jù)引接

在AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)QNH和QFE的實(shí)時(shí)切換，就需要有精確的QNH數(shù)據(jù)。在未接入氣象AWOS數(shù)據(jù)前，空管站自動(dòng)化系統(tǒng)的QNH數(shù)據(jù)主要由氣象的METAR報(bào)文提供，再根據(jù)QNH和QFE的高度對(duì)照表進(jìn)行切換。由于METAR報(bào)文為每小時(shí)獲取到一份，所以無(wú)法進(jìn)行精確的QNH和QFE的數(shù)據(jù)切換。為解決這一問(wèn)題，技保人員和廠家協(xié)商后將自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)輸出的航標(biāo)9格式的氣壓數(shù)據(jù)接入到自動(dòng)化系統(tǒng)中以獲取實(shí)時(shí)的QNH數(shù)據(jù)。

空管站現(xiàn)有一套自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)，其包含跑道09（大氣透射儀、云高儀、自動(dòng)氣象站）、跑道MID（大氣透射儀、獨(dú)立風(fēng)站）、跑道27（大氣透射儀、前向散射儀、云高儀、自動(dòng)氣象站）共9套設(shè)備，由維薩拉廠家軟件系統(tǒng)AviMet7.2.4運(yùn)算生成并顯示各類(lèi)氣象數(shù)據(jù)。AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)從氣象機(jī)柜的TS16MEI（串口服務(wù)器）引接一路數(shù)據(jù)到自動(dòng)化機(jī)柜的DS-8數(shù)據(jù)分配器中，分出兩路信號(hào)至自動(dòng)系統(tǒng)A機(jī)柜的Nport-A和自動(dòng)化系統(tǒng)B機(jī)柜的Nport-B，再?gòu)腘port分別接到自動(dòng)化系統(tǒng)的A網(wǎng)和B網(wǎng)的核心交換機(jī)中。AWOS信號(hào)流程見(jiàn)下圖4：

從氣象機(jī)柜的TS16引出的線序?yàn)镽J45 568B的線序，到DS-8數(shù)據(jù)分配器接入的信號(hào)為DB25的信號(hào)，線序定義如下表1：

將線接好后，需要在Nport中對(duì)端口數(shù)據(jù)進(jìn)行配置，具體配置步驟如下表2：

4 結(jié)束語(yǔ)

將氣象數(shù)據(jù)接入AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)中，理論上可以實(shí)現(xiàn)QNH數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示問(wèn)題。自動(dòng)化系統(tǒng)如何解析航標(biāo)9格式的數(shù)據(jù)，將在后續(xù)的維護(hù)過(guò)程中繼續(xù)探究。本文從空管站的這套低版本AirNet自動(dòng)化系統(tǒng)的信號(hào)引接和QNH處理子系統(tǒng)出發(fā)，將氣象數(shù)據(jù)的引接和相關(guān)配置方面做一詳述，希望在日常維護(hù)中對(duì)技保人員能有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]成都民航空管科技發(fā)展有限公司.AirNet空管自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)_v1.0.

[2]尹德秀.AirNet空管自動(dòng)化系統(tǒng)信號(hào)引接方式[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2016，012（036）：272-273

[3]35-民用航空氣象 第9部分 自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出格式 MHT4016_9-2011

[4]方丹.AirNet空管自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與功能研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010，000（009）：P.11-11