對基于DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)的分析

肖雅梅

（中國民用航空西北地區(qū)空中交通管理局，西安 710082）

DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備是測距機（Distance Measuring Equipment；DME）和多普勒全向信標(biāo)（Doppler Omnidirectional Range）的集合體，二者一般同址安裝，在提供給飛行器方向信息的同時，還能提供飛行器到導(dǎo)航臺的距離信息，這樣飛行器的位置就帶有唯一性，可以被精準確定下來，基于DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)可以進一步保證位置監(jiān)測工作的有效性，同時了解系統(tǒng)工作情況，保證飛機的飛行安全。

1 DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象

1.1 飛機位置、方向

在DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備的支持下，飛機的飛行方向和位置得到同步確認，但如果設(shè)備出現(xiàn)誤差、通信受到干擾，飛機的位置、方向信息可能無法得到保證。監(jiān)控系統(tǒng)建立后，系統(tǒng)結(jié)合飛機飛行的種種信息對所獲數(shù)據(jù)進行匹配分析，判定其是否符合參數(shù)標(biāo)準，從而保證數(shù)據(jù)信息的準確性。如我國陜西咸陽國際機場，各航班的航線、航程都是固定的，在固定航線上的飛機其工作參數(shù)也往往不會出現(xiàn)較大變化，這些標(biāo)準參數(shù)是監(jiān)控系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，系統(tǒng)在工作中不斷通過傳感器了解飛機飛行信息，并與標(biāo)準參數(shù)進行對比，如果差異顯著，表明飛機飛機位置、方向可能存在異常。

1.2 通信活動有效性

監(jiān)控系統(tǒng)在進行飛機位置、方向兩項常規(guī)指標(biāo)監(jiān)控外，還可以對通信活動進行監(jiān)測，以定位系統(tǒng)為例，常規(guī)工作狀態(tài)下，飛機的定位工作依賴DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備，其定位原理如圖1所示。

圖1 飛機定位原理

通信活動是否能夠高效進行，是飛機工作安全能否得到保證的關(guān)鍵，監(jiān)控系統(tǒng)可以在工作中持續(xù)收集通信數(shù)據(jù)，利用智能技術(shù)對數(shù)據(jù)進行辨識，如果信息可辨識率滿足通信活動要求，表明通信工作正常；如果信息可辨識率下降、甚至無法讀取，系統(tǒng)會根據(jù)默認程序進行分析，了解通信工作異常的原因并發(fā)出警報，提醒人員及時處理。

1.3 系統(tǒng)工作情況

現(xiàn)代飛機可以看做是一個復(fù)雜的技術(shù)集合體，其工作依賴通信模塊、動力模塊、導(dǎo)航模塊等聯(lián)合進行，如果某一個模塊出現(xiàn)問題，且問題較小不能被人員及時察覺，可能引發(fā)飛行安全事故。DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的存在可以解決這一問題，如通信系統(tǒng)導(dǎo)線松動，但沒有完全斷開連接，其直接影響是工作電壓的波動，監(jiān)控設(shè)備可以通過分布式傳感器偵知該問題，并及時提醒人員給予處理，做到防患于未然。

2 DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

2.1 軟件技術(shù)集成化

DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是傳統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)的集合，為保證工作的有效性，需要應(yīng)用集成技術(shù)將各類軟件納入一塊芯片中、并保證兼容。在進行技術(shù)集成前，要求首先考慮不同技術(shù)的工作原理，確保技術(shù)集中到一塊芯片中后不會出現(xiàn)相互影響，這是技術(shù)集成的基本原則。目前我國集成技術(shù)發(fā)展面臨一定瓶頸，技術(shù)研究水平較為落后，后續(xù)工作中，陜西省相關(guān)部門以及咸陽國際機場管理部門可以積極溝通，建立技術(shù)研發(fā)小組，啟動科研項目，投入更多資金用于集成技術(shù)的研究，首先保證軟件集成構(gòu)想擁有可實現(xiàn)的空間，之后才能論及技術(shù)的實現(xiàn)、系統(tǒng)的應(yīng)用[1]。

2.2 分布式監(jiān)控和集中管理

監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象較多，為求保證監(jiān)控效果，可以應(yīng)用分布式監(jiān)控理念，將傳感器作為“神經(jīng)元”廣泛分布在各個需要監(jiān)控的核心位置，實現(xiàn)實時監(jiān)控。與此同時，所有傳感器都可以通過線路連為一體，實現(xiàn)集中控制。如針對通信活動、動力系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)的檢測，每一處都放置至少一個傳感器，監(jiān)控活動實時進行，以5s為間隔，不斷將所獲信息傳輸至管理處，管理處存在至少1個與監(jiān)控目標(biāo)對應(yīng)的數(shù)字化顯示設(shè)備，所有信息經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)換后，給予呈現(xiàn)，并實時更新。如果某一個監(jiān)控對象出現(xiàn)異常（如發(fā)動機溫度過高），系統(tǒng)可以利用顯示設(shè)備發(fā)出警報，并注明異常發(fā)生的時間和位置、溫度（發(fā)動機溫度）標(biāo)準差等信息，人員則根據(jù)信息及時采取措施進行處理。集中管理模式下，一名工作人員可以同步了解多個監(jiān)控目標(biāo)的情況，管理成本得到降低。

2.3 數(shù)據(jù)信息的同步處理

監(jiān)控系統(tǒng)在具備實時監(jiān)控能力的基礎(chǔ)上，還具備記錄、分析數(shù)據(jù)的能力，該能力通過嵌入式技術(shù)實現(xiàn)。在監(jiān)控系統(tǒng)原有模塊的基礎(chǔ)上，額外增加一個數(shù)據(jù)信息處理軟件，該軟件隨監(jiān)控系統(tǒng)工作同步啟動，全面記錄監(jiān)控系統(tǒng)收集到的一切信息，并將所有信息給予分別存儲。如監(jiān)控系、統(tǒng)監(jiān)控對象為飛機位置和方向、通信活動、系統(tǒng)工作情況三個大模塊以及三大模塊下的若干小模塊，數(shù)據(jù)信息處理軟件也分為三個大信息庫和若干小信息庫，數(shù)目和類別與監(jiān)控系統(tǒng)完全相同[2]。監(jiān)控系統(tǒng)完成信息收集后，同步將信息傳輸給控制端和數(shù)據(jù)信息處理軟件處，處理軟件對數(shù)據(jù)進行歸類處理和存儲，以每個工作日為間隔，持續(xù)對所獲數(shù)據(jù)進行提煉，加工成能夠集中表達信息的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，生成日志。所有日志可以存儲一周，在7個工作日后進入緩沖信息庫，并于14個工作日后清除。出色的數(shù)據(jù)處理能力可以使監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮更大的作用，為后續(xù)民航工作提供更多的信息支持。

3 監(jiān)控系統(tǒng)性能模擬

應(yīng)用計算機模擬建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)，并通過調(diào)整參數(shù)的方式進行模擬實驗。觀察監(jiān)控系統(tǒng)所獲信息的準確性，包括飛機飛行的方向、位置以及故障診斷、信息數(shù)據(jù)存儲四個方面。其中飛機飛行的方向、位置兩個指標(biāo)的分析結(jié)合了咸陽國際機場的工作數(shù)據(jù)作為參考。

模擬實驗進行100次，對所獲數(shù)據(jù)進行收集和統(tǒng)計，方向通過角度差表達，即100次實驗的平均角度差；位置以經(jīng)緯坐標(biāo)表達，取100次實驗的平均坐標(biāo)差；故障診斷共模擬100次，記錄其正確反應(yīng)率；數(shù)據(jù)存儲方面，觀察信息記錄的完整性以及歸類正確性，所獲結(jié)果如表1所示。

表1 實驗數(shù)據(jù)

結(jié)果上看，DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)能夠準確獲取飛機飛行的方向、位置，故障診斷、信息數(shù)據(jù)存儲功能也十分良好，充分證明了系統(tǒng)的價值。

4 結(jié)束語

通過分析基于DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，了解了相關(guān)理論。DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備在現(xiàn)代民航飛機十分常見且作用突出，在DME/DVOR導(dǎo)航設(shè)備基礎(chǔ)上建立監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對飛機方向、位置和系統(tǒng)工作情況的監(jiān)控，設(shè)計上要求實現(xiàn)軟件技術(shù)集成化、分布式監(jiān)控和集中管理，并保證對數(shù)據(jù)信息的同步處理能力，模擬實驗證明了相關(guān)理論的可行性，也為后續(xù)民航監(jiān)控工作提供了思路。

[1] 張陽.淺析SELEX DVOR/DME導(dǎo)航設(shè)備供電系統(tǒng)[J].數(shù)字通信世界，2017（05）：251-252.

[2] 方偉，王文益，盧丹，胡鐵喬.機載導(dǎo)航設(shè)備中基于自適應(yīng)對消的DME脈沖干擾抑制方法[J].南開大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，47（02）：24-29.