AeroTrac自动化系统航班动态异常问题的诊断与分析

姜鹏+郭金亮

摘 要 航班飞行动态信息的处理和显示是空管自动化系统的核心功能之一，是管制员掌握航班运行状态重要途径及发布管制指令的主要依据。本文通过研究Aerotrac空管自动化系统的航班飞行动态处理机制，分析了该系统航班飞行动态提前异常终结的原因，并提出了对应的解决方案，研究及解决航班动态异常问题对于确保管制指挥安全至关重要。

【关键词】空管自动化 航班动态 异常终结

1 自动化系统网络架构及航班动态处理机制

目前，笔者所在单位Aerotrac自动化由美国Telephonics公司出品，系统由3台雷达处理服务器（RDP）、2台飞行计划处理服务器（FDP）、多台雷达显示终端（DP）和报文处理终端（FDT）以及3条互为冗余的网络组成，系统架构如图1所示。其中，RDP主要负责处理雷达信号的接入、格式转换、融合处理以及告警（如CA、MSAW），飞行动态的处理则主要在FDP中进行，其主要完成AFTN报文的接收、处理，飞行动态生命周期的转换等一系列工作。

航班动态从产生到消除的过程称之为航班动态的生命周期，在Aerotrac自动化中，航班动态的生命周期包含存储（Stored）、挂起（Pending）、激活（Active）、终结（Terminate）四个阶段，如图2所示。

航班动态一般在系统接收到领航计划报（FPL）之后自动生成，也可以由管制员手动生成，生成之后即存入后台数据库，而此时在FDT的航班动态列表中是看不到该条动态的，这个阶段称之为存储状态，以起飞航班为例，系统一般会在航班起飞之前数小时收到FPL报，随之生成该条航班的动态，系统根据默认航路上固定点的经纬度以及legtime等信息，自动进行航路分析，推算出航班飞越每一航路点的时间。

航班动态由存储状态转变为挂起状态一般是系统在起飞之前一定时间自动完成的，在航班动态变为挂起状态后，将触发打印进程单、分配SSR等一系列动作，此阶段，航班动态将出现在FDT的航班动态列表中，颜色用黄色表示。

正常情况下，当系统收到该航班的起飞报（DEP）后，对应的航班动态将从挂起状态转变为激活状态，系统根据DEP报中的实际起飞时间（ATD）重新进行航路分析并推算经过各个航路点的时间。航班激活后，FDP会将飞行动态的信息传送给RDP，进而完成飞行计划于雷达目标的相关，使得DP上显示出航班号等完整的目标信息，激活的飞行动态在FDT的动态列表中用绿色表示。

当航班飞出区域出口点一定时间（VSP_ACTIVE_TIME），航班动态由激活状态变为终结状态，在FDT航班动态列表显示为灰色，将触发SSR回收、航班相关解除等动作，如图5所示。航班终结一定时间（VSP_TERMINAL_TIME）之后，系统将清除航班动态，FDT航班动态列表也将不再显示。

2 航班動态异常的故障诊断

2.1 故障现象

自2016年10月笔者所在单位Aerotrac自动化系统软件升级结束后，管制部门多次反映起飞航班在动态列表中找不到动态的情况，调查发现部分航班在实际起飞前航班计划会自动提前终结，航班动态生命周期结束，动态从列表中消失，在ICAO4444中也查不到航班动态信息。航班动态提前终结，导致系统处理DEP时报错，提示：CAN NOT FIND THE UNIQE FLIGHT PLAN或 FLIGHT PLAN HAS BEEN TERMINATED。

2.2 故障诊断及测试

为了确定故障原因，笔者对自动化系统航班动态进行了长期的观察，并参照自动化系统航班动态生命周期不同的阶段进行了多次测试，测试情况如表1-3所示。

2.3 故障原因分析

针对上述故障分析，可得出如下结论：

正常情况下，航班在预计起飞时间（ETD）之前50分钟（VSP_STORED_TIME）由存储状态转变为激活状态，这个工作是由系统自动完成的，在管制员没有手动激活的情况下，系统直至收到DEP报时，航班动态才能由挂起状态转变为激活状态，并由实际起飞时间（ATD）来推算出到各个移交点的时间。当航班飞出出口点（ATO）后5分钟（VSP_ACTIVE_TIME）后航班动态转为终结状态，如图3所示。

如果管制员航班在未收到DEP报前，手动激活航班动态，系统将不再重新进行航路分析，到达个航路的点的时间仍然以FPL报中的ETD时间为准，并在航班预计飞出出口点（ET0）5分钟（VSP_ACTIVE_TIME）后自动终结航班动态，如图4所示。如果在航班动态终结前，系统收到DEP报，则系统会按照实际起飞时间（ATD）重新刷新经过各移交点的时间。如航班动态终结后，但仍未从列表中消失时收到DEP报后，系统处理出错，提示FLIGHT PLAN HAS BEEN TERMINATED；如航班动态终结并从动态列表中消失后，系统收到DEP后处理出错，提示CAN NOT FIND THE UNIQE FLIGHT PLAN。

预计起飞时间（ETD）和预计出区域时间（ETO）之间的飞行时间是按照默认航路上的FIX点来依次计算两点之间的飞行时间。如果有设定FIX点到下一个FIX点的legtime，则优先使用legtime计算，如图5所示。如果没有设定legtime，则按照航路点经纬度计算到点飞行时间。如果FIX点没有经纬度，该点与前一个、后一个FIX点的飞行时间都按照0计算。如表4所示。

FIX点中到MIPAG的legtime设置为5分钟，但由于航路中间经过多个点，该legtime并未生效。实际ETD到ETO的时间分为下面四段：

ZGSZ-SZX 该两点未设legtime，有经纬度，但由于距离极近，时间计算约为0；

SZX-SZX3 该两点未设legtime，且SZX3没有经纬度，时间计算为0；

SZX3-GLN该两点未设legtime，且SZX3没有经纬度，时间计算为0；

GLN-MIPAG该两点未设legtime，均有经纬度，按照距离和时速计算为2分钟；

最后，该航班的ETD到ETO的时间只有2分钟。加上VSP_ACTIVE_TIME也只有7分钟，也就是说如果该航班管制员手动激活，在预计起飞时间（ETD）之后7分钟内航班未起飞，则航班动态会自动终结。此时收到DEP报会提示CANNOT FIND UNIQUE FLIGHT PLAN。

综上所述，由于管制提前激活，以及我方部分虚拟FIX点未设置经纬度，导致航班晚于ETD 7、8分钟起飞时，航班动态已经提前终结。

3 处置措施

鉴于上述分析，采取了以下处理措施：

（1）为默认航路上没有经纬度的虚拟FIX点根据所在航路设置经纬度。

（2）将参数VSP_EXTEND_ACTIVE_TIME从0设置为3600。该参数定义为手动激活航班，在未收到DEP报情况下的额外增加保持激活状态的时间。原本手动激活的航班，在ETO后5分钟终止（VSP _ACTIVE_TIME），设置此参数后，则在ETO后65分钟（VSP_ACTIVE_TIME+VSP_EXTEND_ACTIVE_TIME）終止，极大的延长了激活时间，有效避免航班延误等情况导致的相关异常。

4 总结

笔者在对Aerotrac自动化航班动态原理分析的基础上，针对Aerotrac自动化系统航班动态异常的情况进行了诊断和分析，得出了可能造成航班动态异常的原因，有针对性的采取了相应的措施。限于笔者知识经验所限，本文介绍的内容未免有错漏之处，恳请同行批评指正。

参考文献

[1]Telephonics Corporation，Flight Data Terminal Operation Manual[Z].New York USA，2011：16-17.

[2]Telephonics Corporation， Flight Data Terminal Operation Manual[Z].New York USA，2011：18-19.

[3]Telephonics Corporation，Flight Data Processing Subsystem Operation Manual[Z].New York USA，2011：50.

作者简介

姜鹏（1983-），男，广东省珠海市人。硕士研究生，工程师。主要研究领域为空中交通管理。