一种基于图层的异常丢目标解决办法

崔品品

（民航中南空管局空管设备应用技术开发实验室 广东省广州市 510000）

1 引言

广州白云国际机场拥有两座航站楼，分别为T1（中国国内及国际港澳台）、T2（中国国内及国际港澳台）共140.37 万平方米；共有三条跑道，跑道长度分别为3800 米、3800 米、3600 米；标准机位269 个（含FBO），可保障年旅客吞吐量8000 万人次、货邮吞吐量250 万吨、飞机起降62 万架次。如此多的航班架次率，极大考验了管制员对机场场面的控制能力，而场面监视雷达系统，对管制员有效维持机场航空器和车辆运行安全提供了很大的帮助。

场面监视雷达系统，即场面引导与控制系统，在机场和其空域范围内，使用多种传感探测设备，结合各类辅助数据系统，为管制提供在任何环境和能见度条件下，安全有效地管控更多的移动目标，提升管制员对机场场面的控制能力，更有效地维持机场运行安全。所以该系统的正常运行、目标的有效检测、告警的及时准确至关重要。

NOVA9000 场面监视雷达系统是由西班牙Indra Navia 公司提供，其中自动化处理程序部分由挪威Navia 部门提供，系统通过各种关键服务器，完成对监视信号，气象、飞行计划、时钟信号等的引接工作，以及后续的相关融合工作。该系统在广州白云机场塔台得到了极大的应用。然而在日常的工作中，在种种不可抗力的因素影响下，场面目标异常时有出现，比如假目标、丢目标等等。因此，技术人员通过对系统的维护和图层参数的修订上解决目标异常问题，成为了至关重要的工作内容。

2 工作原理及问题分析

2.1 工作原理

场面监视雷达是一次雷达，高速旋转的天线、发射机、接收机、信号处理器、数据处理器（早期的没有）和显示系统组成。按照一次雷达工作原理，雷达在T0 时刻向空中发射电磁波，电磁波射到飞机上后，飞机会反射电磁波，地面雷达在T1 时刻收到飞机反射的电磁波后，根据T1-T0 这个时间差，计算出飞机距离雷达的距离，这种工作方式有一个问题，就是无法识别飞机。

而对二次雷达来讲，同样在T0 时刻向空中发射电磁脉冲，但飞机上安装了应答机，飞机上的应答机在收到这个电磁脉冲后，会向地面发射一组电磁脉冲，地面二次雷达在T1 时刻收到飞机发射的电磁脉冲后，根据T1-T0 这个时间差，计算出飞机距离雷达的距离。飞机向地面发射的电磁脉冲里面，就包含有飞机自身的身份识别信息。

因此，场面监视雷达扫描到的目标与飞行计划无法完成自动相关，因为飞机向地面发射的电磁脉冲里面，不包含飞机自身的身份识别信息，在未引接MLAT 多点定位系统和ADS-B 系统到场面监视系统的情况下，只能通过管制员从起飞航班列表中选取航班信息进行手动相关，完成界面航迹与计划的融合。从而可以对航空器标牌进行显示。

一旦场面目标掉标牌或者丢目标后再出现，都需要管制重新手动相关，这个过程中，离港航班列表中的飞行计划已经因为之前使用过而消失，所以管制员不得不重新制作航班计划，然后再手动完成相关。这在广州塔台这种起降架次多，流量巨大的工作环境来讲，不但增加管制工作量，更有可能使得管制员在忙于制作计划及相关而漏掉需关注的地面情形。无疑是一种安全隐患。

2.2 问题分析

近期，该系统频繁出现目标短暂丢失的异常事件，具体情况为在西跑道北头F10 转角位置频繁出现短暂丢目标现象，过转角后目标重新出现，但此时标牌已经解相关，需要管制重新制作标牌进行手动相关，如图1，2，3所示，给管制工作造成不便。

图1：tha669 丢目标

图2：tha669 复出现

图3：tha669 被管制手动挂标牌

以上四图完整显示了F10 位置丢目标的具体情况，就此情况，我方做了大量统计分析，花费近一个月的时间通过系统回放查看，拟寻找出引起此情况的具体原因。

经多次回放录像，发现丢目标的时间段集中在上午和下午某些航班出现的固定时刻，且机型几乎均为为波音7 系列大型机。详细情况如表1所示。

2.2.1 通过分析得出如下结论

（1）目标异常丢失现象均出现在西跑道北侧，此处为单重场面监视雷达覆盖，因其他航班目标航迹显示正常不丢失，故此处不存在雷达监视盲区情况；

（2）机型都为波音7 系列大型机；

（3）丢目标出现时刻均为转至F10 位置进入跑道时。

2.2.2 对管制的影响

表1

（1）待起飞关键时刻丢目标，会对管制心理造成一定程度的不良影响；

（2）进入跑道后目标出现，不会自动相关，需要管制员手动相关并输入航班号等信息，给管制员的工作增加负担；

（3）对跑道侵入方面有一定的隐患。

2.2.3 解决方案

（1）调整屏蔽区和自动探测区范围。具体做法是在F10 丢目标区域缩小屏蔽区范围，增加自动探测区范围，从而提高该区域的目标探测效率；

（2）研究场监图层功能区域的相关内容，查找解决问题的方式。

3 图层概念及问题解决

NOVA9000 系统中，一具体图形，比如机场场面地图，是由多个图层组合而成，各图层有各自图层属性，比如该图层元素所使用颜色、封闭区域填充颜色、线段样式和文字大小等，图层通过图层组编号划分至不同图层组，操作席位通过点选需要的图层组组合成地图图形。

该系统的图层分为三种不同的类型，分别为map 图层、aera 图层、ranc 图层三种。其中map 图层主要是建筑及环境显示图层，不具备特殊功能；aera 图层与告警设置相关，主要包括告警相关区域的图形参数设定等；ranc 图层与航迹检测及显示内容相关。

此次目标异常丢失情况主要涉及航迹处理，所以主要在ranc 图层进行分析操作。

Ranc 图层所涉及的图层包括如下内容：

Area Of No Interest (AONI)不受关注区：在定义为不受关注区内的任何模拟视频信号都不会被处理，以减少系统的计算负荷，因此不会有任何可见的回波信号显示。这种区域可同时定义多个；

Track Mask and Additional Track Mask 航迹屏蔽区和不受关注区：被定义为航迹屏蔽区的区域内：不再为航迹产生进程提供相应航迹的点迹信息；当视频信号低于系统设定的阀值时不会被显示；当移动物等进入不受关注区内时，其点迹和航迹无论如何都不会被显示；而在屏蔽区，只是不显示其航迹，但点迹信号只要超过系统设定的阀值时，依然是显示的。航迹屏蔽区能在一定程度上减轻系统的计算负荷，因此，草坪和建筑区周围通常设定为屏蔽区。

Coasting Area 监控盲区：监控盲区是指如影子区（雷达到障碍物之后的延长区）等雷达探测不到区域或者雷达探测容易受干扰的区域。当目标进入监控盲区后，航迹处理进程将忽略相关目标的点迹信息，目标的航迹信息只依靠航迹预推模式进行运动位置的预推，直到目标穿过监控盲区为止。

Taxiway Area 滑行道区域：滑行道区域的划分用来给雷达探测不到的区域（影子区）或者雷达探测容易受干扰的区域提供目标航迹。在滑行道区域内的目标航迹总是通过在系统参数“Course”项里定义的方式进行航迹预推的。不管怎样，航迹处理进程依旧会不断的搜索目标的点迹信息，尽可能用它来刷新目标航迹的位置、滑行路径和速度等信息。

Auto Detection Area 自动侦测区：在被定义为自动诊测区的区域里，能被持续探测到的目标点迹都会被系统自动进行侦测并挂上标牌。如果不定义这样的区域，则只有通过人工选取被侦测目标后才能形成航迹和被系统所跟踪。

Release Area 目标释放区：进入目标释放区内的目标，航迹处理进程将并不再对其点迹信息进行处理，原来的航迹信息也自动地被系统清除。

平时的工作中，我们使用频次较高的是屏蔽区和自动探测区，其他区域如coastingarea 和taxiwayarea 因涉及航迹特殊处理一般不做改变，

因此，此次故障处理中，我们尝试缩小掉标牌区域中屏蔽区域范围，扩大自动探测区范围。

经测试掉标牌现象依然存在。

由于图层中通过分析问题现象及航迹相关功能性图层概念，尝试将掉标牌区域假设为监控盲区，在此范围内划设costingarea，当目标进入该区域后，航迹处理进程将忽略相关目标的点迹信息，目标的航迹信息只依靠航迹预推模式进行运动位置的预推，直到目标穿过掉标牌区域为止。因为此范围内的航迹非真实航迹，所以其范围要尽可能的小，既要杜绝掉标牌现象，又不对其他目标造成不良影响。经过反复测试，划定相关区域，经长时间试运行观察，未再出现掉标牌现象，且未对其他目标造成影响。

4 结语

通过本次异常丢目标情况的处理，我们认识到，国外厂家的设备在国内实际的运行中，可能出现新的不同以往的问题，且可能无法利用现有的技术手段分析出具体原因并精确加以解决，更由于国外厂家技术支持距离较远，多有不便，甚至涉及到咨询费用的问题，所以，在日常的工作中，依据现有的技术资料，不断研究，深化理解，丰富经验，对一线技术人员们未来设备的维护及故障处理方面会更加的灵活高效。