SKYNET-X自动化系统短期冲突告警详述

SKYNET-X自动化系统短期冲突告警详述

崔,猛

中国民用航空东北地区空中交通管理局技术保障中心 110043  

摘 要 为避免空中交通事故的产生，在空管自动化系统中提供正确的告警尤为必要。其中短期冲突告警（STCA）是自动化系统必不可少的告警之一。短期冲突告警对维持空中交通的安全有序运行起到了非常重要的作用。本文就SKYNET-X自动化系统对短期冲突告警的原理进行详细介绍。

关键词 SKYNET-X 自动化 告警 STCA

0、引言

告警是空管自动化系统提供的一项重要功能。在民航空管系统中，告警对保证航班正常飞行，空中交通有效管理，防止事故产生起着不可替代的作用。故而告警机制的设置也就成为了空管系统体系中的一个重要环节。其中短期冲突告警（STCA）是最基本且必不可少的告警。以下以SKYNET-X空管自动化系统为例，简述短期冲突告警的基本原理。

一、SKYNET-X自动化系统告警介绍

SKYNET-X自动化告警分为飞行计划告警与雷达告警，其中STCA属于雷达告警。在SKYNET-X系统中，雷达告警由其单独的告警模块处理。雷达告警各参数由技术维护人员后台配置，这一系列的参数设置构成了雷达告警的判定。

二、STCA原理介绍

STCA，即短期冲突告警（Short Term Conflict Alert），指经过了一定的前探时间后，航空器之间的水平和垂直距离同时小于预设值（即最小安全距离）产生的告警。其具有前探性，能预测未来可能发生的冲突。

STCA大致有三方面的参数需要设置：水平告警距离、垂直告警距离和前探时间（也叫向前看时间或提前告警时间）。以上这些参数每个冲突告警区都可分别设置不同的值。短期冲突告警区域为柱形立体空域，其水平剖面可以为圆形或多边形，定义时还需要指明区域的高度下限和上限。

在系统中，人为把空域划分成STCA告警区和STCA抑制区。STCA告警计算只在告警区内生效。在抑制区内，不进行STCA告警计算。而在系统中的短期冲突告警区分为两种：通用冲突告警区和RVSM冲突告警区。在定义一个通用冲突告警区时，除了需要指定区域的范围，同时还需要定义在此告警区内的水平方向告警间隔和垂直方向告警间隔（这两个组合称为一组告警参数），另外还需定义向前看时间和区域优先级。而RVSM冲突告警区与通用冲突告警区的区别在于每个RVSM冲突告警区都需要设置多个水平告警参数和垂直告警参数，其他方面与通用冲突告警区类似。

在SKYNET-X系统中，STCA进行周期性计算，每隔STCA航迹计算周期进行一次STCA计算。STCA告警功能模块比较源航迹与目标航迹之间的距离。在前探时间后，源航迹与目标航迹之间的距离小于预设值时产生告警。

STCA的源航迹以及目标航迹，根据参数设定值的不同，需要满足下列条件：

1、航迹位于STCA告警区内。

2、航迹的高度大于航迹所在位置的最低安全高度和下线预设值。航迹的高度可以是管制员手动输入高度或C模式雷达高度。

3、航迹速度大于下线预设值。

4、航迹具有有效高度或航迹高度飞行态势未知，但航迹出现时间大于下线设定值。

5、航迹二次代码不属于抑制二次代码组。

图1 STCA告警区与抑制区图示

当源航迹与目标航迹确定后，系统告警模块开始进行STCA告警计算。根据系统当前水平位置、速度、高度、爬升率，在预设的前探时间后，算出源航迹将要达到的位置。当源航迹位置确定后，系统根据前探时间与航迹最大速度算出位于同一马赛克单元与邻近马赛克单元里的目标航迹。对符合筛选条件的源航迹与目标航迹之间，分别计算出两航迹在水平方向上小于预设值的时间段与垂直方向上小于预设值的时间段，并计算出两时间段的重叠时间，重叠的时间段为冲突时间段。垂直方向的预设值根据航迹所在的高度而定，以STCA垂直门限为分界线，在分界线以上的采用STCA垂直高度最大值为最小间隔值，分界线以下则采用STCA垂直高度最小值为告警阈值。对具有RVSM能力的航班来说，还要求航迹位于RVSM区域，且高度不高于RVSM区域高度限定值。当两航迹位于不同的间隔定义区域，采用不同的间隔定义标准时，采用间隔较小的标准。当航班水平或垂直距离大于预设值后，视为冲突解除。

三、STCA后台参数配置

SKYNET-X系统中， STCA所有参数均在基础数据维护席进行配置与修改。在基础数据维护席中主要对STCA_AREAS.ASF（告警区配置文件）以及CA_PARAMETERS.ASF（STCA参数配置文件）进行配置。前者对STCA告警区范围进行定义，而后者对告警参数进行定义。常用的STCA参数名称及含义见下表。

表1 STCA参数名称及含义

四、TRACE日志介绍

Trace日志，又名航迹追踪日志，负责记录航迹过去运行的具体情况。Trace日志在SKYNET-X自动化系统中占据着非常重要的部分。各个主机和功能模块实时产生Trace日志并储存于Trace服务器中。Trace数据的采集对于分析SKYNET-X自动化系统产生告警的原因是非常重要的理论依据。

五、结语

短期冲突告警在民航空管自动化系统中起着不可替代的作用。本文以SKYNET-X空管自动化系统为例，详细介绍了产生短期冲突告警的条件及原理。目前短期冲突告警已经达到相当高的准度和精度。相信随着空管业务的持续发展，短期冲突告警还将继续为减少飞行事故、保障空中交通安全运行作出更大的贡献。

参考文献

1. 张璠.空管自动化欧洲猫系统STCA告警详述[J].科技信息,2011(06):7-9.
2. 韩卓臣.空管自动化系统两项告警[J].中国科技信息,2019(06):33-34+37.