一次航班预管制状态异常引发的思考

一次航班预管制状态异常引发的思考

张蕾

中国民航贵州空中交通管理分局，贵州贵阳 550012

摘 要：航班预管制是空管自动系统为管制员提供的重要之一，能有效的提示管制员该航班即将进入本管制扇区，需要提前关注并做好管制准备。本文介绍了预管制的基本原理，通过自动化系统中航班未正常显示预管制的案例，对自动化系统的预管制机制进行深入分析，并提出改进建议。

关键词：空管自动化；预管制；飞行计划；雷达航迹；扇区

1. 引言

随着空中交通管制流量的逐年增长，管制员需要实时关注的航空器数量也在上升。自动化系统除了向管制员提示当前扇区管制的航空器，还需要预判即将进入当前扇区的航空器并给出提示，也就是预管制状态，以减少管制员的工作量。因此，探讨空管自动化系统预管制的设计机制与工作方式，研究解决日常工作中常见的预管制问题，对提升空管自动化系统的运行效率、保证民航空管安全生产具有重要意义。

2. 预管制概述

2.1航空器状态

为了让管制员能实时掌握航空器运行状态，自动化系统将航空器用不同颜色的航迹标识对应不同的状态^[1]。

绿色：管制状态，表示该航空器由本扇区管制。

蓝色：预管制状态，表示该航空器即将在VSP参数时间内进入本扇区。

黄色：移交状态，表示该航空器正处于交进或交出本扇区。

黑色：未管制状态。表示该航空器不属于以上三种状态之一，不需要本扇区关注。

2.1预管制设计机制

预管制是管制员较为关心的飞行状态。通过预管制航迹，管制员可以预判即将进入本管制扇区的航班，提前做好空域的协调工作。预管制提示是4D轨迹预测的重要工作之一。

自动化系统从FDR创建开始就进行航路分析，对航班的预计飞行路线进行解析，从而获得完整的航路点清单。通过航路分析和飞行剖面计算相结合可得到所有要经过的管制扇区的进入、退出点及时间。根据系统设定的提前量，在航空器进入管制扇区前VSP参数时间，向管制员提示预管制状态。

航空器的飞行剖面模型图1所示。

图1 航空器飞行剖面模型

3. 管制状态异常案例原因分析

3.1情况说明

情况1：2017年8月4日14:38（UTC） CCA4334航班在ACSDD3席位未正常显示预管制状态。

情况2：2017年8月4日14:03（UTC）CSZ9407与CSN3865航班未正常显示预管制状态。

3.2原因分析

情况1分析：

1.通过数据回放，在14:37:49计划CCA4334与雷达目标A4227相关，正常显示预管制状态。

2.分析ACSDD3席位的PreCtrl日志，在14:35:26 、14:35:31、14:35：44、14:35:48、14:42:42分别收到AFDP模块通知的预管制扇区信息，对应的扇区号为：7、6、3、2。理论上应该正常显示预管制状态。

3.在PreCtrl日志中14:35:31记录“TIME:[2017/08/04 14:35:31] ACID:[CCA4334]”被当前席位管制，删除预管制状态”，该记录只有在收到航迹信息时，才会进行判定记录，但此时实际飞机未与雷达航迹相关，所以怀疑此时系统内存在计划航迹。

4.针对上诉怀疑情况，分析FDP日志，在14:35:26收到ZGGG发送的EST电报，计划状态变为COOR，生成计划航迹，在14:36：19根据预计入界时间，由COOR变为ACT状态。在这个过程中计划航迹携带的扇区为3号扇。

5.根据第2条中收到预管制扇区的时间，相关的时间，和计划航迹生成的时间，发现在14:35:26生成计划航迹到14:37:49与雷达航迹相关之间，收到4次预管制消息，预管制扇区都为7、6、3、2。在接收预管制扇区时，系统内有一个判定，如果预管制扇区与相匹配航迹的管制扇区一致，则删除该预管制扇区。因为在相关前系统内存在一个计划航迹（航迹内携带的计划号与预管制消息的计划号匹配），计划航迹的当前扇为3，则该计划实际存储的预管制扇区为7、6、2，这导致在14:37:49相关后，没有预管制状态。

6.在切换DARD再切回SYS，会重新索取一遍预管制扇区，此时因为已相关，计划航迹已经消失，而实际相关的航迹管制扇区为空，接收到的预管制扇区是完整的，所以预管制状态恢复正常。

情况2分析：

1.CSZ9407，根据日志和回放分析，在13:52:51和13:52:54接收到的预管制扇区为7、6、3、2。在14:01:12收到的预管制扇区为：7、6、2。本席位管制的扇区代号为3，与本席位无关。

2.CSN3865，在13:58:19和13:58:22收到的预管制扇区为7、6、3、2，也是由于计划航迹的原因导致3号扇区被剔除出存储序列。原因同现象一。（14:00:23相关，在这之后收到的预管制扇区为7、6、2，与本席位已无关，不显示预管制状态）。

4. 思考与建议

4.1原因剖析

此次预管制异常，是由于在接收到预管制扇区消息时，剔除无用的预管制扇区机制引起的。

剔除机制是指在接收到预管制扇区消息后，根据计划号查找相匹配的航迹，若航迹的当前扇区与预管制的扇区一致，则删除预管制的扇区，不存储。增加此机制是在设计时为了过滤：若该飞机被本席位管制过，则不再显示预管制状态。

当有计划航迹存在时，计划航迹默认携带初始扇区，此时收到预管制扇区消息，会将与计划航迹携带扇区相匹配的扇区从预管制的扇区队列中剔除，而计划航迹携带的扇区实际就是本席位管制的扇区，这就导致在雷达航迹与飞行计划相关后，未显示预管制状态。

在切换DARD再切回SYS模式，预管制状态又显示正常，是因为重新进行了一次预管制状态索取，而此时与该计划号匹配的航迹携带的扇区号为空，所以预管制状态显示正常。

4.2解决思路

针对此次凸显的预管制问题，笔者提出两种解决方案：

1.在进行剔除判定时，查找匹配航迹时忽略计划航迹；

2.不再进行剔除判定。（因在接收航迹消息时，已进行当前管制扇和历史管制扇的判定，所以删除该判定，对处理无影响）

优劣分析：采用方案1在收消息时，就过滤掉一个扇区，在接收航迹消息时，相应的就会减少一次循环判定，效率比2高一点。采用方案2，条理更加清晰，接收到什么就是什么，便于后期维护。

因方案1带来的效率提升微乎其微，建议采用方案2。该方案也获得厂家的认可，厂家将按照方案2的思路在后续软件版本中对预管制功能进行升级改造。

5. 结束语

本文从自动化系统的维护工作出发，以一次航班预管制异常的实际案例为研究对象，提出软件设计机制不合理之处，给出改进建议。

参考文献

[1] 南京莱斯信息技术股份有限公司. NUMEN-2000 空管自动化系统技术手册[M]. 南京:南京莱斯信息技术股份有限公司, 2013.