趙振宇

（民航局空管局運(yùn)行管理中心，北京，100022）

空管系統(tǒng)中飛行數(shù)據(jù)處理的研究與應(yīng)用

趙振宇

（民航局空管局運(yùn)行管理中心，北京，100022）

近年來，伴隨著我國航空事業(yè)的迅猛發(fā)展，我國現(xiàn)已成為名副其實(shí)的航空大國，也正因如此，空中交通管制面臨著巨大壓力。鑒于此種情況，為了滿足航空事業(yè)穩(wěn)健發(fā)展的需求，我國亟需建設(shè)并嫻熟應(yīng)用空中交通管制系統(tǒng)（以下簡稱空管系統(tǒng)），以此有效緩解空中交通管制壓力、提升交通管制工作水平。本文以空管系統(tǒng)為研究中心，重點(diǎn)探析空管系統(tǒng)中飛行數(shù)據(jù)處理的研究與應(yīng)用，旨在為空中飛行的安全提供保障。

空管系統(tǒng)；空中交通管制；飛行數(shù)據(jù)處理；應(yīng)用研究

1 空管系統(tǒng)、飛行數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的基本概念與結(jié)構(gòu)組成

一般來說，空中交通管制的主要目的是維護(hù)空中交通秩序，其通過對航空器的空中活動進(jìn)行有效管理，以此達(dá)到保障飛行器安全、維護(hù)空中交通秩序、保障空中交通順暢以及預(yù)防航空器相撞的目標(biāo)，切實(shí)提升飛行安全性和飛行效率，使得整個空中交通飛行井然有序、有條不紊?？展芟到y(tǒng)是一個極為復(fù)雜的系統(tǒng)，具有開放式的結(jié)構(gòu)和擴(kuò)充能力，能夠滿足空中交通量的預(yù)計增長需要，是一個高可用度的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)組成主要包括系統(tǒng)接口及預(yù)處理、雷達(dá)和ADS數(shù)據(jù)處理、飛行數(shù)據(jù)處理、工作站顯示數(shù)據(jù)處理及人機(jī)界面、系統(tǒng)監(jiān)視與控制、記錄與重演、數(shù)據(jù)整理、時間同步、數(shù)據(jù)管理、模擬功能、系統(tǒng)內(nèi)部通信等多項(xiàng)內(nèi)容，正面反映了空管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的全面性、復(fù)雜性。

飛行數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)是一個復(fù)雜、實(shí)時的信息處理系統(tǒng)，其主要用于接受和處理來自雷達(dá)航跡、各種飛行計劃、動態(tài)電報以及系統(tǒng)人工輸入的各種數(shù)據(jù)信息，在此基礎(chǔ)上對這些信息進(jìn)行交互計算與自動化管理，體現(xiàn)空管系統(tǒng)自動化水平。飛行數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)涵蓋了通信子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)、適應(yīng)性數(shù)據(jù)、監(jiān)視數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、記錄與重演子系統(tǒng)、人機(jī)界面等內(nèi)容，其功能主要有飛行數(shù)據(jù)輸入與修改、飛機(jī)情報處理、飛機(jī)計劃處理、重復(fù)性飛行計劃管理、SSR代碼管理、飛行計劃與航跡配對及一致性監(jiān)視、飛機(jī)計劃沖突探測和預(yù)調(diào)配等職責(zé)。

2 空管系統(tǒng)中飛行數(shù)據(jù)處理的具體應(yīng)用

本文選取飛行情報處理、飛機(jī)計劃處理兩大內(nèi)容的具體應(yīng)用進(jìn)行研究分析，如下：

2.1 飛機(jī)情報處理

飛機(jī)情報作用重要，是空管系統(tǒng)中極為關(guān)鍵的信息傳遞內(nèi)容，其根據(jù)報文的內(nèi)容與相互間的關(guān)系，可分為一級報、二級報。

2.1.1 飛機(jī)情報處理流程

大體上來講，飛行情報處理流程分為與飛行情報網(wǎng)連接、飛行情報的接收、飛行情報的發(fā)送三部分內(nèi)容。飛行數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)（FDP）并沒有直接連入飛行情報網(wǎng)，而是通過前端通訊處理機(jī)（FFIN）間接與飛行情報網(wǎng)連接。其中前端通訊處理機(jī)（FFIN）向飛行情報網(wǎng)發(fā)送飛行情報，飛行情報網(wǎng)接收前端通訊處理機(jī)（FFIN）發(fā)送的飛行情報；飛行數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)（FDP）向前端通訊處理機(jī)（FFIN）發(fā)送飛行情報，而飛行數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)（FDP）則接收來自前端通訊處理機(jī)（FFIN）發(fā)送的情報（不含一級回執(zhí)），而前端通訊處理機(jī)（FFIN）與飛行數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)（FDP）兩者間一直保持發(fā)報狀態(tài)。

2.1.2 飛機(jī)情報組報

電報均由一些報文分組組成，特定的報文分組組合在一起，用于表達(dá)特定信息。這些報文分組經(jīng)過不同的組合，生成了多種類型的飛行情報，而組報的過程就是根據(jù)這些分組生成一條符合電報格式要求的飛行情報的過程。飛機(jī)情報組報存有兩個外部子系統(tǒng)，會向飛行數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)（FDP）發(fā)送組報請求，它們是飛行情報編輯席（FIEP）、手寫進(jìn)程單（HAND），根據(jù)組報請求網(wǎng)絡(luò)包中組報信息的不同分類，可以將組報請求分為三種類別：一是根據(jù)分組報文組報，二是根據(jù)計劃ID組報，三是根據(jù)計劃ID與相關(guān)信息組報。但應(yīng)注意的是，除了請求組報的情形，F(xiàn)OP也能夠自動產(chǎn)生電報。

2.1.3 飛機(jī)情報存檔

飛機(jī)情報存檔指的就是將接收成功的報文保存在系統(tǒng)中，并在一個適應(yīng)性時間之后轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)庫中，旨在保障系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而這個過程便成為飛機(jī)情報存檔。對于接收的各個版本報文，系統(tǒng)將不允許對其進(jìn)行合并與覆蓋，即在存儲時不允許后來的版本覆蓋前一版本；但系統(tǒng)對報文處理時，將只使用最新一個版本，老版本中的相應(yīng)信息將被忽略。有效存檔的報文信息將保存在本地 VSP 時間，并在恰當(dāng)?shù)臅r機(jī)轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)庫中。保存在本地的信息將允許席位進(jìn)行各種查詢操作；轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)將允許在支援工作席上進(jìn)行各種查詢操作處理。

2.2 飛機(jī)計劃處理

2.2.1 飛機(jī)航線處理

一般來說，飛行航線位于電報的 15 分組，描述了飛行過程的軌跡，能夠?yàn)楹罄m(xù)飛行計劃的相關(guān)計算提供數(shù)據(jù)參考，電報15分組的格式為G15a + G15b 、G15c。飛機(jī)航線處理分為三部分內(nèi)容：一是解析航線，即根據(jù)飛行計劃中的航線來確定所有要飛越的固定點(diǎn)、管制區(qū)段間的移交點(diǎn)和管制中心間的移交點(diǎn)，并應(yīng)根據(jù)航線、飛行速度和飛機(jī)性能估算出到達(dá)每點(diǎn)的時間和高度，用于處理飛行計劃中的航路信息；二是出入界點(diǎn)與飛行類型，就是根據(jù)航線以及本管制區(qū)邊界數(shù)據(jù)，計算出入界點(diǎn)，設(shè)置飛行類型應(yīng)緊密結(jié)合管制區(qū)內(nèi)出界點(diǎn)的個數(shù)，從而確定飛行類型；三是估算軌跡，即為根據(jù)飛行計劃的開始時間、預(yù)計到達(dá)邊界的時間、航線數(shù)據(jù)，估算后續(xù)預(yù)計飛行軌跡。

2.2.2 過點(diǎn)計算與計劃軌跡

第一，過點(diǎn)計算運(yùn)用了“點(diǎn)到線段的距離”這一概念，在只在水平方向上計算，不考慮垂直方向飛機(jī)高度的變化，直接視航線為由多個航路段順序連接組成的，隨后依次求出當(dāng)前位置點(diǎn)距各個航路段的距離，由此可得當(dāng)前位置點(diǎn)就落在與之距離最近的航路段上。

第二，計劃軌跡具有一定的局限性，僅僅對于FPT、FPF、FPL 計劃及 TPO 計劃在航線上飛行時才有效。

2.2.3 通報關(guān)系生成

通報關(guān)系包括三種內(nèi)容，分別為計劃通報關(guān)系、起飛通報關(guān)系、降落通報關(guān)系。當(dāng)系統(tǒng)接收或發(fā)送電報時，計劃通報關(guān)系會發(fā)生變化，因而必須遵守五條原則：①接收計劃報時，計劃通報關(guān)系為發(fā)報地址；如果本場為起飛機(jī)場，則起飛通報關(guān)系為收報地址＋發(fā)報地址－本地地址；如果本場為降落機(jī)場，則降落通報關(guān)系為收報地址＋發(fā)報地址－本地地址②發(fā)送起飛報時，起飛通報關(guān)系為收報地址③接收起飛報時，起飛通報關(guān)系＝發(fā)報地址④發(fā)送降落報時，降落通報關(guān)系＝收報地址⑤接收降落報時，降落通報關(guān)系＝發(fā)報地址

3 結(jié)束語

總而言之，空管系統(tǒng)中的飛行數(shù)據(jù)處理現(xiàn)于我國航空事業(yè)范疇內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用，但依舊存在一些紕漏，希望后繼研究者多多改進(jìn)與優(yōu)化，嫻熟掌握飛行數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的相關(guān)技能，以?？罩薪煌ü苤频陌踩\(yùn)行。

[1] 徐琴.基于實(shí)時航跡的沖突監(jiān)控與解脫研究[D].南京航空航天大學(xué) 2014

[2] 梅瞳瞳.空管自動化系統(tǒng)飛行計劃航跡相關(guān)問題的研究[D].大連理工大學(xué) 2013

[3] 吳晨芳.基于容流耦合的流量管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué) 2014

趙振宇，男，出生于1987年7月，籍貫河北省高陽縣，就職于民航局空管局運(yùn)行管理中心，管制員，助理工程師

Research and application of flight data processing in air traffic control system

Zhao Zhenyu
(civil aviation authority running and management center,Beijing,100022)

In recent years,with the rapid development of China's aviation industry,China has now become a veritable aviation power,but also because of this,air traffic control is facing tremendous pressure.In view of this situation,in order to meet the demand of the healthy development of the aviation industry, China needs to construct and proficient in use of air traffic control system(hereinafter referred to as the air traffic control system),in order to effectively alleviate the pressure of air traffic control,raise the level of traffic control.This paper takes air traffic control system as the research center,and analyzes the research and application of flight data processing in air traffic control system,aiming at providing security for flight safety.

air traffic control system;air traffic control;flight data processing;Application Research