基于空管系統的告警技術實施要點解析

張旭光

摘 要：在社會經濟飛速發展的過程中，隨著航空運輸業的不斷成熟，空中交通管制系統也在不斷完善。在該系統中，空中告警技術處理是其重要的組成部分。借鑒了以往的成果，深入研究了空管系統的告警技術，以期能為日后的相關工作提供一些有價值的參考。

關鍵詞：空管系統；告警技術；實施要點；航空運輸業

中圖分類號：V355.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.145

近年來，全國民航客流量和空中交通流量在不斷增大，但是，在航空通信、導航、監視和空中交通管理系統中還是存在許多缺陷，其與時代發展的要求不相符。隨著空中交通流量的擴大，難免會出現空中交通擁擠問題，這就對空中交通管制系統提出了更高的要求。航空對安全有較高的要求，為了保證人們的生命財產安全，就需要科學地應用告警技術。

1 ATC系統

在近些年的發展過程中，因為民航運輸事業高效和快速的特點，吸引了很多用戶。ATC系統的作用是維護空中的交通秩序，從而保證空中飛行安全。在此過程中，該系統的主要任務就是避免航空器相撞事故的發生，從而保證空中交通可以有序流動。在空中交通管制中，規定了空域中不同走向的飛機分別占用的高度層次，有效保證其垂直間隔。為了控制其側向間隔，還規定了航路寬度和平行航線之間的間距。在飛機起飛放行時，要預先安排同航路上同向飛行的飛機之間的時間間隔或者距離間隔。如果管制員或者駕駛員出現了一些疏忽，就會違反三維安全間隔，進而威脅到空中交通。如果環境中有雷達監視，那么，借助于ATC系統，將雷達探測的航跡信息納入考慮范圍中，就可以判斷潛在的危險，采取視頻技術和音頻技術向管制員及時告警，通過及時調配工作，實現空中交通警戒與防撞處理。

1.1 系統結構與功能

ATC系統應用了分布式開放式體系結構，它是由多部分共同組成的，比如多線路分配器、前端雷達數據預處理子系統、氣象數據處理子系統和實時監控子系統等。借助于多線路適配器，在系統中錄入原始數據，各個數據處理子系統和實時監控子系統、綜合數據顯示控制子系統的通信可借助于局域網來實現。

1.2 監視數據處理子系統

雷達數據和ADS數據是主要的監視數據，要想實現空管自動化，非常關鍵的一種技術就是監視數據處理技術。該子系統具有強大的功能，主要是接收各路監視數據，結合格式、周期等開展航跡處理工作，包括解碼、跟蹤、融合等多個步驟，處理輸出的航跡，并且將其顯示出來。同時，依據這些處理的航跡信息，系統還可以及時做告警處理，并且席位顯示處理結果，登記告警信息，這樣系統查詢和登記起來就會更加方便。為了實現監視數據處理子系統的告警處理功能，在啟動系統的過程中，還需要加載各類告警標準文件。

在該系統中，將民航空中交通管制的安全需求納入考慮范圍，最低安全高度告警、短期飛行沖突告警、區域侵入告警和二次雷達代碼重復告警等都是告警處理的內容。

在最低安全高度告警方面，系統可以自動計算未來一段時期內，目標是否會與地面障礙物有危險的接觸。如果有危險將會發生，就會將低高度預警指示發于ATC顯示席位；當有目標進入危險區時，就會發出低高度告警信息。

在短期飛行沖突探測和告警方面，在沖突探測和告警處理中，要嚴格遵循我國民航“航路”和“進近”的沖突標準。在區域侵入告警方面，告警區域作為一塊空間，如果告警區域內進入或者接近了目標，目標就會發出預警或者告警信息。結合相應的規則，用禁區、危險區和限制區來劃分告警區域。

2 告警技術實施要點

為了保證航空器空中飛行的安全，空中交通管制系統需要將可靠的航空器位置和飛行趨勢等顯示給管制員，并且聲光警示可能出現或接近已經出現的危險。

2.1 最低安全告警

為了更好地搜索，可應用光柵圖形學中直線或圓弧的繪制算法，將每一個柵格點和一個馬賽克塊對應，結合馬賽克塊，求出所涉及空域的地形圖高度。在低高度預告警處理過程中，要平滑濾波和氣壓修正目標高度，進而準確判斷是否有潛在的沖突，沖突是否出現在航空器與地面障礙物之間。

2.2 短期沖突告警

利用沖突探測算法來粗選航跡，過濾掉那些在短時間內不會發生沖突的航跡，這樣就可以減少探測的運算量。如果沒有通過粗選，在探測時，就要依據當前飛行器的飛行姿態來選擇。如果告警標準不大于兩飛行器之間的距離，那么，告警就需要立即進行。如果兩飛行器有接近的趨勢，那么，預推探測工作就需要在告警標準小于當前距離時進行。將各種飛行狀況和飛行姿態納入考慮范圍后，平滑濾波航跡高度數據，借助于線性外推預測算法進行科學的處理。

2.3 區域侵入告警

結合統一的地心坐標系，依據球面方位投影變換和逆變換，定義目標坐標系和目標坐標系下的頂點象限標號、邊標號，應用特殊邊標號處理算法和侵入區域的告警檢測算法。結合飛行器的速度矢量預警檢測飛行器的趨勢，判斷是否有侵入區域。大量的實踐研究表明，這種算法可以有效預警和告警飛行器侵入區域。

3 結束語

綜上所述，在科技飛速發展的今天，飛行量越來越大，我國也開始深入改革空管體制，對空中交通管制提出了更高的要求。鑒于此，有關部門要進一步完善空管系統，以保證飛行安全。為了保證飛行安全，空管系統需要貫徹“安全第一”“預防為主”的原則，科學實施告警技術，不斷構建和完善飛行沖突探測和預警功能。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕