基于空管系统的告警技术实施要点解析

张旭光

摘 要：在社会经济飞速发展的过程中，随着航空运输业的不断成熟，空中交通管制系统也在不断完善。在该系统中，空中告警技术处理是其重要的组成部分。借鉴了以往的成果，深入研究了空管系统的告警技术，以期能为日后的相关工作提供一些有价值的参考。

关键词：空管系统；告警技术；实施要点；航空运输业

中图分类号：V355.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.145

近年来，全国民航客流量和空中交通流量在不断增大，但是，在航空通信、导航、监视和空中交通管理系统中还是存在许多缺陷，其与时代发展的要求不相符。随着空中交通流量的扩大，难免会出现空中交通拥挤问题，这就对空中交通管制系统提出了更高的要求。航空对安全有较高的要求，为了保证人们的生命财产安全，就需要科学地应用告警技术。

1 ATC系统

在近些年的发展过程中，因为民航运输事业高效和快速的特点，吸引了很多用户。ATC系统的作用是维护空中的交通秩序，从而保证空中飞行安全。在此过程中，该系统的主要任务就是避免航空器相撞事故的发生，从而保证空中交通可以有序流动。在空中交通管制中，规定了空域中不同走向的飞机分别占用的高度层次，有效保证其垂直间隔。为了控制其侧向间隔，还规定了航路宽度和平行航线之间的间距。在飞机起飞放行时，要预先安排同航路上同向飞行的飞机之间的时间间隔或者距离间隔。如果管制员或者驾驶员出现了一些疏忽，就会违反三维安全间隔，进而威胁到空中交通。如果环境中有雷达监视，那么，借助于ATC系统，将雷达探测的航迹信息纳入考虑范围中，就可以判断潜在的危险，采取视频技术和音频技术向管制员及时告警，通过及时调配工作，实现空中交通警戒与防撞处理。

1.1 系统结构与功能

ATC系统应用了分布式开放式体系结构，它是由多部分共同组成的，比如多线路分配器、前端雷达数据预处理子系统、气象数据处理子系统和实时监控子系统等。借助于多线路适配器，在系统中录入原始数据，各个数据处理子系统和实时监控子系统、综合数据显示控制子系统的通信可借助于局域网来实现。

1.2 监视数据处理子系统

雷达数据和ADS数据是主要的监视数据，要想实现空管自动化，非常关键的一种技术就是监视数据处理技术。该子系统具有强大的功能，主要是接收各路监视数据，结合格式、周期等开展航迹处理工作，包括解码、跟踪、融合等多个步骤，处理输出的航迹，并且将其显示出来。同时，依据这些处理的航迹信息，系统还可以及时做告警处理，并且席位显示处理结果，登记告警信息，这样系统查询和登记起来就会更加方便。为了实现监视数据处理子系统的告警处理功能，在启动系统的过程中，还需要加载各类告警标准文件。

在该系统中，将民航空中交通管制的安全需求纳入考虑范围，最低安全高度告警、短期飞行冲突告警、区域侵入告警和二次雷达代码重复告警等都是告警处理的内容。

在最低安全高度告警方面，系统可以自动计算未来一段时期内，目标是否会与地面障碍物有危险的接触。如果有危险将会发生，就会将低高度预警指示发于ATC显示席位；当有目标进入危险区时，就会发出低高度告警信息。

在短期飞行冲突探测和告警方面，在冲突探测和告警处理中，要严格遵循我国民航“航路”和“进近”的冲突标准。在区域侵入告警方面，告警区域作为一块空间，如果告警区域内进入或者接近了目标，目标就会发出预警或者告警信息。结合相应的规则，用禁区、危险区和限制区来划分告警区域。

2 告警技术实施要点

为了保证航空器空中飞行的安全，空中交通管制系统需要将可靠的航空器位置和飞行趋势等显示给管制员，并且声光警示可能出现或接近已经出现的危险。

2.1 最低安全告警

为了更好地搜索，可应用光栅图形学中直线或圆弧的绘制算法，将每一个栅格点和一个马赛克块对应，结合马赛克块，求出所涉及空域的地形图高度。在低高度预告警处理过程中，要平滑滤波和气压修正目标高度，进而准确判断是否有潜在的冲突，冲突是否出现在航空器与地面障碍物之间。

2.2 短期冲突告警

利用冲突探测算法来粗选航迹，过滤掉那些在短时间内不会发生冲突的航迹，这样就可以减少探测的运算量。如果没有通过粗选，在探测时，就要依据当前飞行器的飞行姿态来选择。如果告警标准不大于两飞行器之间的距离，那么，告警就需要立即进行。如果两飞行器有接近的趋势，那么，预推探测工作就需要在告警标准小于当前距离时进行。将各种飞行状况和飞行姿态纳入考虑范围后，平滑滤波航迹高度数据，借助于线性外推预测算法进行科学的处理。

2.3 区域侵入告警

结合统一的地心坐标系，依据球面方位投影变换和逆变换，定义目标坐标系和目标坐标系下的顶点象限标号、边标号，应用特殊边标号处理算法和侵入区域的告警检测算法。结合飞行器的速度矢量预警检测飞行器的趋势，判断是否有侵入区域。大量的实践研究表明，这种算法可以有效预警和告警飞行器侵入区域。

3 结束语

综上所述，在科技飞速发展的今天，飞行量越来越大，我国也开始深入改革空管体制，对空中交通管制提出了更高的要求。鉴于此，有关部门要进一步完善空管系统，以保证飞行安全。为了保证飞行安全，空管系统需要贯彻“安全第一”“预防为主”的原则，科学实施告警技术，不断构建和完善飞行冲突探测和预警功能。

参考文献

[1]吴怡.空管自动化系统DUPE告警理论的发展与实用分析[J].企业技术开发月刊，2014，2（20）：123-125.

[2]王喜敏.THALES空管自动化系统CLAM告警的处理机制和调查[J].数字技术与应用，2014，2（4）：99-101.

[3]张潘.空管自动化欧洲猫系统STCA告警详述[J].科技信息，2011，2（6）：55-57.

〔编辑：白洁〕