空中交通预警与防撞系统(TCAS)风险及应对策略分析

李志明

摘要：本文以空中交通预警与防撞系统为研究对象，对其系统风险进行说明的同时，阐述具体控制策略。通过对空中交通预警理念与防撞系统的概述，引出该系统中的风险性问题，并在设计、测试、操作这三方面内容中，提出具体的整改策略，为相关技术优化提供参考材料。

关键词：TCAS 系统;风险性;故障诊断

引言：现代航空技术的高速发展，使飞行器设备的机载系统也在功能上实现了升级建设与优化调整。而 TCAS 系统，就是其中的典型代表，在技术应用过程中，展现出了较强的优势条件。在进行技术管理时，需从其基本理论与工作流程入手，引导出技术实用特征，为整体技术体系深化研究创造条件。

一、空中交通预警与防撞系统（TCAS）概述

TCAS 技术为机载告警系统，通过对 S 模式应答机的合作，对飞机进行冲突检测，形成潜在风险的评估报告，并提出合理的避让线路。在系统结构上，如图1所示，由计算机、天线、ATC 控制盒、语音警告等技术系统组成。

工作流程上，可分为如下步骤：第一步，TCAS 系统对本机附近的空域环境的状态作出分析，获取入侵飞机的参数资料;第二步，从本机其他机载系统中获取具体数据，完成飞行参数计算;第三步，综合计算本机与入侵飞机之间的接近率，并得出具体的威胁数据;最后，在显示界面与语音系统的功能支持下，对飞机驾驶员提出目视与声音警告。

二、TCAS系统的主要风险性问题分析

TCAS 技术体系下，就存在着技术性的缺陷问题。而这种缺陷主要可表现为以下三种类型。第一，在没有碰撞风险的前提下，对机进入 TCAS 系统测试范围也会出现警报;第二，飞行惯性条件下，会降低 TCAS 系统的调控路线合理性;第三，在拥挤的空域条件下，对于多架飞机的躲避，存在判断错误的问题，容易引发风险事故。

除此之外，在 TCAS 技术的应用中，其组成结构也会在多因素条件下出现故障问题，并引发对应的故障，影响整体技术系统的功能执行效果，为技术体系带来风险性问题。而具体故障类型与危害表现，如表1所示。

三、处理TCAS系统风险问题的应用策略

（一）TCAS 设计优化

TCAS 技术的设计优化中，可以引入内测 BIT 程序对虚警问题进行控制，以此改善 TCAS 技术的应用条件。在 BIT 程序中，可以建立起针对虚警率的数学模型，并在时间环境应力测试装置中，加设满足向量机 - 隐马尔可夫模型的智能机损系统。通过对贝叶斯决策虚警滤波技术的应用，形成抑制BIT虚警的双限阈值选择方案，以此保证自身功能的应用效果[1]。具体在TCAS 技术体系中，由于数据获取不足，或是传感器故障问题，会使信息总量无法得到保障，并容易在不匹配状态下的函数计算环境中产生虚警。由此，在建立数学模型的同时，需要应用更加系统化的算法，补充数据内容，保证运算数据的合理性状态。

另外，为了优化 TCAS 技术的设计合理性，需要将实践应用中的多种不确定因素，引入到系统程序中，使其成为优化设计运算的具体内容，保证TCAS 系统的运算分析合理性。例如，在机身性能中，将燃油量、重量、结构强度等数据限制条件作为重要的因素条件进行分析，可实现 TCAS 系统计算内容的拓展，并由此提高预警的准确度。同时，通过与气象雷达警告、近地警告等系统的联合，也可以补充 TCAS 系统的分析能力，形成更加立体的预警数据，优化对于飞机飞行轨道的指导效果。

（二）TCAS 系统测试

TCAS 系统的测试工作，是维护其应用条件的重要途径，在性能分析、健康评估、故障诊断的测试内容中，可以保证系统的测试效果，并搭建整体系统功能性作用的同时，完成测试优化的升级建设目标。

首先，在性能分析的技术中，需要对 TCAS 系统进行自检，并在设置虚拟威胁组的同时，对 TCAS 系统的评价结果作出分析。由此，在虚拟自身计算流程的基础上，保证系统功能的正常工作状态，完成检验测试目标。其次，在健康评估中，需要保证其技术应用的简便性。例如，在飞行过程中，如果 TCAS 或其子系统出现故障，但没有对整体飞行功能造成影响，飞行员就可回到地面后再进行健康修复，在模型检验、层次分析、模糊判断、人工神经网络计算的功能应用中，定位具体的技术故障。最后，在快速诊断装状态下，可以在健康诊断方法的应用前提下，搭载具体的对接技术条件，并在系统异常性分析的过程中，确定具体的故障条件，并尝试在多种技术结合的过程中，定位 TCAS 系统的应用条件。

（三）TCAS 技术操作

TCAS 技术的应用中，为了降低其风险性问题，需要在操作层面上，对其作出技术管理，通过对机务人员技能水平的培训，使其可以更好地适应TCAS 系统操作，并在熟练掌握专业技能的同时，降低出现操作失误的概率，保证 TCAS 系统的应用合理性状态[2]。方法上，需要对机务人员进行尝试性的基础培训，使机务人员能够数量的掌握 TCAS 系统的操作，并在了解其工作原理的前提下，保证信息的高效利用状态。同时，从 TCAS 系统的特殊性应用条件出发，提高飞行员的英文能力，以适应 TCAS 系统的英文播报语音提示模式。尤其在关键性词汇的掌握上，务必要有近似于母语的熟练度水平，以此保证在出现语音提示的第一时间做出反应，维护飞行安全状态。另外，在进行飞行员培训的过程中，还需要展开模拟实训活动，通过场景模拟与操作训练，提高飞行员的应急反应能力，在适应 TCAS 系统规则的同时，提高人员控制设备系统契合度。

总结：综上，TCAS 系统在应用过程中，逐渐展示出成熟化的发展趋势。在本文的研究中，通过对多种技术材料的分析与整合，从技术风险問题入手，对其整体系统的优化提出了具体的技术方案，在优化设计、整合测试、完善操作的过程中，为 TCAS 技术的实践稳定性建设提供基础条件。

参考文献：

[1]    汤俊，朱峰，万宇，等.基于状态预测的空中防撞系统多机避碰性能改进方法[J].系统仿真学报，2018，30（12）：4703-4710+4717.

[2]    杨新湦，任治.多随机因素影响下飞行间隔评估及冲突解脱阈值研究[J].安全与环境学报，2018，18（01）：1-4.