Aerotrac自動化系統(tǒng)監(jiān)控程序的開發(fā)

摘 要 AeroTrac自動化系統(tǒng)在國內(nèi)多個空管單位被作為主用自動化系統(tǒng)使用，其工作狀態(tài)直接影響到管制工作，進而影響到空中交通安全。為了保證其工作穩(wěn)定性，能否對其進行及時、準確、直觀、全面的監(jiān)控對于維護而言顯得尤為重要。

【關(guān)鍵詞】XP 平臺 Aerotrac自動化系統(tǒng) 程序開發(fā)

當前現(xiàn)有的AeroTrac自動化系統(tǒng)監(jiān)控均有不同缺陷，如功能單一、告警延時高、無圖形界面等?；谏鲜鲈颍_發(fā)一套界面直觀、功能健全、告警及時準確的監(jiān)控系統(tǒng)就顯得十分必要。由于Windows XP仍是當前主流操作系統(tǒng)，具有較好的穩(wěn)定性和兼容性。因此本套自動化監(jiān)控系統(tǒng)最終確定基于XP平臺，利用Visual Studio2010和SQL2008軟件工具，使用C#語言編寫。

1 Aerotrac自動化系統(tǒng)架構(gòu)簡述

AeroTrac自動化系統(tǒng)有三個主干網(wǎng)，雷達處理子系統(tǒng)中，三臺服務(wù)器RDP分別接入A、B網(wǎng)，B、C網(wǎng)和A、C網(wǎng)，顯示終端DP均接入A、B、C網(wǎng)。飛行數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)中，服務(wù)器FDP和顯示終端FDT接入A、B網(wǎng)。

同一時間RDP和FDP只有一臺處于Online，其它處于熱備份Backup狀態(tài)。

RDP和FDP操作系統(tǒng)為Solaris 5.8，F(xiàn)DP和DP操作系統(tǒng)為Solaris 5.10。FDT操作系統(tǒng)為Windows Vista。

2 AeroTrac自動化系統(tǒng)信號流程介紹

AeroTrac自動化系統(tǒng)處理的信號主要為單雷達信號和報文信號兩種。下面簡單介紹了這兩種信號的單向處理流程。

單雷達信號由傳輸設(shè)備出來為HDLC格式，使用RS232串口接入雷達信號協(xié)議轉(zhuǎn)換器MPS800，轉(zhuǎn)換為TCP/IP格式的網(wǎng)絡(luò)信號接入RDP，經(jīng)RDP進行融合、相關(guān)、告警處理后，送入DP進行目標航跡顯示。

報文信號從傳輸設(shè)備出來一分多后直接接入FDP，F(xiàn)DP將其處理后進行飛行動態(tài)列表的更新， FDT從FDP獲取飛行數(shù)據(jù)并顯示。

3 需求分析

根據(jù)AeroTrac自動化系統(tǒng)的實際情況和設(shè)備維護人員的需求，自動化監(jiān)控系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能如下：

（1）監(jiān)控單雷達數(shù)據(jù)狀態(tài)，在信號中斷或者誤碼過高時產(chǎn)生告警。

（2）監(jiān)控報文狀態(tài)，在報文中斷時產(chǎn)生告警。

（3）監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)點進程狀態(tài)，在主要進程死時產(chǎn)生告警。

（4）監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，在節(jié)點單網(wǎng)絡(luò)中斷時產(chǎn)生告警。

（5）報文查詢和人工要報功能。

（6）常見維護操作，如數(shù)據(jù)備份、清理過期文件等。

（7）相關(guān)資料索引，方便維護人員查找自動化系統(tǒng)相關(guān)資料。

（8）所有告警均產(chǎn)生相關(guān)日志并存儲，方便查詢和故障排查。

4 監(jiān)控系統(tǒng)模塊框架

根據(jù)上述功能需求，結(jié)合C#語言特點，自動化監(jiān)控系統(tǒng)組成模塊框架圖如圖1。

系統(tǒng)主要后臺功能模塊分為雷達監(jiān)控模塊、節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模塊、報文監(jiān)控模塊、維護模塊和資料索引模塊。報文監(jiān)控模塊作為主要模塊之一，包含三個子模塊。

前臺主界面分為告警界面和維護菜單兩部分。告警界面顯示三個監(jiān)控模塊產(chǎn)生的告警。維護菜單包含各種維護操作，如查看節(jié)點進程、CPU和硬盤占用率、數(shù)據(jù)備份、資料查詢等。

5 設(shè)計方法

5.1 雷達監(jiān)控模塊

雷達監(jiān)控分為下面3個步驟：

5.1.1 從自動化系統(tǒng)獲取雷達信息相關(guān)文件

在AeroTrac自動化系統(tǒng)主用RDP的/export/home/ATCsite/目錄下，ADAP00*.DAT文件包含了各路雷達的配置信息，包括名稱、經(jīng)緯度、高度等（*這里為通配符）。UconX_rcvr_stats0和UconX_rcvr_stats1為雷達數(shù)據(jù)接收文件，每70秒刷新一次，包含當前接收的各路雷達詳細信息，如接收數(shù)據(jù)量、誤碼率、幀校驗等。

在本系統(tǒng)中，采用命令行腳本（.bat）的方式，使用rcp遠程接收指令來獲取這兩類文件。例如：

rcp rdp01a：/export/home/ATCsite/ADAP00*.DAT ./Adap/

rcp rdp01a：/export/home/ATCsite/UconX_rcvr_stats0 ./Stat/

rcp rdp01a：/export/home/ATCsite/UconX_rcvr_stats1 ./Stat/

5.1.2 將獲取到的本地文件進行處理以便程序調(diào)用

由于獲取到的兩個文件包含信息較多，為方便程序快捷調(diào)用所需數(shù)據(jù)，在獲取之后對其進行信息處理。該步驟也在命令行腳本中完成。例如：

more UconX_rcvr_stats0 | find "Rcv Msgs" > ./RcvMsgs.txt

more UconX_rcvr_stats1 | find "Rcv Msgs" >> ./RcvMsgs.txt

這一步是將各路雷達單位時間內(nèi)接收數(shù)據(jù)量提取出來放入RcvMsgs.txt文件以便程序調(diào)用。

5.1.3 監(jiān)控程序調(diào)用腳本，獲取相關(guān)信息并更新狀態(tài)

該步驟是在監(jiān)控程序的timer中進行，定時調(diào)用上述的命令行腳本，更新本地文件，并從本地文件中獲取監(jiān)控所需信息，進行狀態(tài)顯示和告警。

5.2 節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模塊

節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實現(xiàn)步驟與雷達監(jiān)控相同，均是從自動化系統(tǒng)獲取信息保存至本地，程序從本地調(diào)用再進行分析處理。但獲取方式有所不同。

RDP和DP的主備狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，通過 RDP主目錄下radar_status.txt文件獲取。代碼舉例如下：

rcp rdp01a：/export/home/ATCsite/radar_status.txt ./Stat/

FDP和FDT的狀態(tài)，是通過遠程執(zhí)行FDP上的自編腳本myshowfdp和myshowfdt，然后將執(zhí)行結(jié)果保存至本地文件來獲得。代碼如下：

rsh fdp01a -l root /aerotrac/bin/myshowfdp > ./Stat/fdp.log

rsh fdp01a -l root /aerotrac/bin/myshowfdt > ./Stat/fdt.log

5.3 報文監(jiān)控模塊

報文監(jiān)控模塊由三個子模塊組成：報文顯示模塊、報文查詢模塊和人工要報模塊，通過與數(shù)據(jù)庫交互的方式實現(xiàn)報文的存儲和查詢。各模塊功能實現(xiàn)方式如下：

5.3.1 報文顯示模塊

報文顯示模塊使用VS2010自帶的serialport串口控件，代碼采用委托方式，不間斷地從串口讀取報文數(shù)據(jù)，進行報文頭部和尾部判斷后，將整份報文顯示在顯示窗口中。同時寫入數(shù)據(jù)庫。

如果自動要報功能打開，每次讀取一份報文后，會根據(jù)與上一份報文的流水號差值，調(diào)用要報模塊自動發(fā)送要報報文。

報文中斷告警通過timer方式實現(xiàn)，每隔一秒會將當前時間與上次收報時間取差值，大于規(guī)定時間則產(chǎn)生告警。

5.3.2 報文查詢模塊

報文查詢模塊通過select數(shù)據(jù)庫查詢指令，用DataGrid列表形式將按照時間、日期、航班號、報文端口等條件查詢后的結(jié)果顯示在窗口中。

5.3.3 要報模塊

人工將所要報文的流水號填入，并選擇端口和報文類型后，按照規(guī)定自動生成要報報文從所選端口發(fā)出。

5.4 維護模塊和資料索引模塊

維護和資料索引功能均使用程序調(diào)用的方式，維護模塊是調(diào)用遠程執(zhí)行的命令行維護腳本，資料索引模塊調(diào)用保存在本地路徑下的文件并顯示。

5.5 主界面設(shè)計

界面設(shè)計采用了扁平化、圖形化的方式，用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的形式顯示出了系統(tǒng)狀態(tài)，任一節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)、報文端口告警，均會以醒目的紅色顯示在主界面上，并伴隨告警音。

6 總結(jié)

自動化監(jiān)控系統(tǒng)作為設(shè)備維護人員的得力助手，必須具有全面性、實時性、準確性以及穩(wěn)定性。本系統(tǒng)以C#語言編寫程序主體，以命令行腳本和shell腳本作為信息交互手段，以數(shù)據(jù)庫作為存儲工具。功能齊全，界面簡潔大方，化繁為簡，貫徹了至簡的設(shè)計理念。 但由于筆者和開發(fā)組的同事開發(fā)經(jīng)驗有限，在程序的整合和優(yōu)化方面還有很多不足之處。將在以后的系統(tǒng)使用過程中進一步完善。歡迎廣大同行批評指正。

作者簡介

吳宗鍵（1989-），陜西省商洛市人。大學本科學歷。現(xiàn)為中國民用航空珠海進近管制中心助理工程師。主要研究方向為民航通信導航監(jiān)視技術(shù)。

作者單位

中國民用航空珠海進近管制中心 廣東省珠海市 519000