成都双流机场塔台自动化系统的应用实践

成都双流机场塔台自动化系统的应用实践

杨志强

中国民用航空西南空管局技术保障中心，四川成都 610202

摘要：传统塔台管制依赖于场面监视系统、电子进程单系统等多套系统联合使用，这种方式不仅效率低，而且工作繁琐，增加管制员工作负担，不利于高效安全保障航班正常运行。本文基于传统管制方式的改进，提出了全新的塔台自动化管制系统，着重阐述了新系统的系统结构、系统特性以及在成都双流机场的应用实践情况。

关键词：空管；塔台自动化；机场

0引言

空管工作具有极强的专业性和极高的安全属性，随着管制工作的日趋复杂，对于自动化设备的要求也越来也高。长期以来，由于我国在空管设备领域技术底子薄、相关研究起步晚，国产自动化设备在国内空管设备中很难占据主导地位，空管自动化系统主要依赖于国外技术和进口产品。随着经济快速发展，航空运输业飞速进步，民航自动化系统设备规范化、集中化、智能化应用日渐凸显，在空中交通管制工作中所需信息来源于数量繁多的各类系统，然而由于人机界面差异、系统缺乏数据交互等问题，不光增加了管制员精确获取信息的时间成本，还增大了管制员的决策难度，同时使管制员的工作环境变得更为复杂。为了解决上述问题,一套全新的高度集成各种信息、简单易用、安全可靠的塔台管制自动化系统由此诞生。

1系统总体结构

本系统以空管自动化系统、高级场面活动引导与控制系统（A-SMGCS）和电子进程单系统（EFS）相关功能为基础，通过创新开发的空地多监视数据融合处理、空地飞行数据一体化管理、空地运行数据实时交互、空地安全监控和地面路由引导等模块，并集成数字放行（DCL）、航班协同决策（CDM）、停机位、停止排灯控制、气象信息显示等诸多功能，是一套专门为塔台管制运行环境量身定制的智能化和创新型的管制运行系统。

整个系统主要由数据接口子网、核心工作网、服务器、席位工作站、技术维护席几个部分构成，系统结构图如图1所示。接口子网分为A、B网主备冗余工作模式，主要负责监视数据、AFTN电报、CDM数据、DCL交互数据、体停机位数据、停止排灯交互等外部数据的接入，由两台48口交换机作为网络交换核心，当一路网络故障时，系统能自动切换到另一路网络工作。

核心工作网划分为A、B、C三网，每套网络均可独立运行，冗余备份网络（A网、B网、C网）保证系统服务器和工作站间的信息交换以及同终端区自动化的数据交互，C网主要用于系统参数发布、数据记录与回放的传输。

系统包括监视数据前置处理服务器（SDFP）、监视数据融合处理服务器（MSDP）、飞行数据处理服务器（FDP）、告警服务器（ALR）、数据通信处理服务器（DCP）、日志记录服务器（LOGREC）、数据记录与回放服务器（DRP）各两台，同时部署有若干管制席位以及一个技术维护席位，各个服务器和席位均通过冗余三网实现数据交互。

图1.系统结构图

2系统特性

（1）高可靠性和可用性

系统在架构体系上体现出容错性和可用性管理功能。这些先进的功能使系统像硬件一样保持运行服务的可用性。可用性管理功能通过一套分层的服务来提供高级别应用所需的良好环境。这种方法通过封装底层函数简化了应用软件。系统的所有设备能够保证满足大多数空管自动化系统环境可靠性、可维护性的严格标准。在系统中使用的设备可以自检测、错误检测和隔离。系统所有关键部分都采用冗余技术。

（2）开放系统架构

本系统是开放的。系统内部采用标准TCP/IP和UDP/IP通信协议，具备标准的监视数据、电报数据、AIDC等接口，能与外部系统实现信息的互联，在通信架构设计上采用先进的MID中间件技术，负责信息采集和交换，这样可以非常容易地实现系统扩展和模块的升级。

（3）模块化设计

系统是模块化的。每个主要的系统功能都由独立的功能模块实现，通过配置不同的模块就可以较好的满足特殊的用户和地点的特殊功能要求。每个模块都封装了它所需要的数据，通过这种方法和定义好的内部通信标准，就可以允许内部的模块被独立的替换、增强或整合到一个已经存在的客户功能模块中。

（3）高伸缩性

系统是一个可伸缩的系统。功能模块的数据封装特性允许功能被重置在不同的处理器上。这就使得系统能按多种方式来配置，既可以结合少量的处理器，也可以分配多个处理器来满足所安装的功能模块的工作量，这个可伸缩的特性使系统能满足未来工作量的变化和增长。

（4）可移植性

系统的软件是可移植的。在LINUX平台上的系统软件可在大量不同类型硬件上移植，没有对操作系统特定功能或系统内核扩展的依赖性。所采用商业货架产品在不同的平台上是可靠的，这会使客户容易升级平台而不造成对系统运行的影响。

（5）易添加和修改的外部接口

外部接口的处理是本地化的。接口处理模型在内部格式（比如ASTERIX监视数据）和外部基础用户数据格式之间，对进出数据进行了必要的转换，这就简化了系统与客户已有基础设施的集成，并且将接口改变和应用软件新接口的影响降到了最小。

（6）分布式处理设计

软件功能架构允许跨处理器的适应性。系统在主要功能之间使用高级的通信范例，如发布/提交和客户/服务范例来通信，高级通信范例和面向对象方法的使用大大简化了分布式系统编程的复杂性。

（7）易于维护和快速移动安装

系统使用的是一致的、主流的商业货架软硬件，维护方便。系统采用集中式设备监控，具有在线自检（BITE）能力，所提供的监测手段能够监测到系统每个关键节点，系统采用集中式参数版本管理，可以预设多个不同使用地点的系统参数，便于快速投入使用。

3应用实践与优化

本系统自2021年4月16日在成都双流塔台正式运行以来取得了良好效果，极大改善了传统管制设备的不足。各个功能的集成减少了塔台设备种类和数量，优化了管制员信息获取方式；信息的集成为管制员提供了更加立体全面的态势感知能力，提升了管制运行安全防护能力；设备的集成减少了管制员在管制过程中操作的外围显示及输入设备；交互的集成打通了与终端管制和机坪管制的管制移交，实现运行效率的提升。投入运行以来，得到管制员的高度认可，该系统相对于从国外引进的系统更具有优势，国内厂商根据管制使用习惯深度定制开发，让系统更加简单易用。在此期间，技术部门联合厂商根据管制反馈的问题以及优化建议对系统进行了多达百余处的优化升级，使系统更加完善可靠，并使系统稳定运行的能力极大增强，该系统目前已成为成都双流集成塔台管制主要使用的管制运行系统，稳定保障双流机场每天近千架次航班正常飞行。

4结束语

航班的快速增长给空中交通管制工作带来巨大挑战，管制设备作为管制员重要的依赖工具，也需要有全面的革新，以适应当前的民航高速发展现状。传统的依赖于多套设备的管制手段显然已不适用于当前空管工作面临的现状，传统设备使用繁琐、工作量大、设备繁多，这让管制工作效率低下，且安全性得不到充分保障。因此，新型的集成多种航空数据、设备配置简单、简单易用、高可靠性稳定性、按需可扩展的塔台空管自动化系统在未来的塔台管制设备中占据主要作用，将越来越受到管制青睐，也将有更加广阔的市场，同时也是国产空管设备发展的巨大机遇。

参考文献：

AirNet集成塔台系统技术手册