INDRA自動化系統(tǒng)出現(xiàn)掛錯標(biāo)牌的典型案例分析

孫琰玥 王小為

摘要：在空管自動化系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)航跡與飛行計(jì)劃的相關(guān)，是空管自動化系統(tǒng)的核心功能之一。本文通過對一次成都英德拉自動化系統(tǒng)兩架航班標(biāo)牌相關(guān)錯誤的案例分析，詳細(xì)闡述了自動化系統(tǒng)的相關(guān)處理機(jī)制，分析了航班標(biāo)牌異常的原因，并提出了INDRA系統(tǒng)相關(guān)功能的優(yōu)化方法，以減少管制運(yùn)行風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)航跡；飛行計(jì)劃；標(biāo)牌；相關(guān)

引言

空管自動化系統(tǒng)作為民航空管部門對空指揮的核心系統(tǒng)，通過處理監(jiān)視數(shù)據(jù)和飛行數(shù)據(jù)等信息，為管制員提供飛行勢態(tài)顯示和告警處理等功能。監(jiān)視數(shù)據(jù)處理主要包含對目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視、跟蹤、融合，提供航空器的空中位置，包括速度、高度和航向等信息，為飛行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供與航跡相關(guān)所需的航跡信息。飛行數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)民航電報、飛行計(jì)劃的處理、應(yīng)答機(jī)代碼的管理、飛行航跡的計(jì)算、實(shí)現(xiàn)航跡與計(jì)劃的關(guān)聯(lián)、管制的移交和協(xié)調(diào)、扇區(qū)的管理等功能。

空管自動化系統(tǒng)接收、處理監(jiān)視數(shù)據(jù)和飛行數(shù)據(jù)這兩方面的信息并將其進(jìn)行綜合，為管制員提供航班空中交通實(shí)時動態(tài)。這兩類信息綜合的關(guān)鍵是準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)兩者的相關(guān)，即實(shí)現(xiàn)飛行計(jì)劃與目標(biāo)航跡的一一對應(yīng)，給管制員提供正確的空中態(tài)勢顯示。

2018年6月6日晚上8時許，正值成都管制區(qū)域航班流量晚高峰時段，成都主用英德拉自動化系統(tǒng)（以下簡稱INDRA系統(tǒng)）上出現(xiàn)航班CES9698的標(biāo)牌錯掛為CES5822的現(xiàn)象，立即引起了成都技術(shù)保障部門的高度重視，技術(shù)人員立即通過系統(tǒng)回放、航班日志查詢等方法，初步判斷引起標(biāo)牌掛錯的原因?yàn)楹桔E相關(guān)錯誤所致。本文從飛行計(jì)劃歷史信息入手，找出兩航班相關(guān)錯誤的原因，結(jié)合成都INDRA系統(tǒng)航跡相關(guān)原理，詳細(xì)分析了兩航班相關(guān)異常的具體原理，并對INDRA系統(tǒng)SNET相關(guān)功能的問題提出了改進(jìn)和建議。

1 飛行計(jì)劃解析

為了分析兩架航班航跡相關(guān)錯誤的原因，首先查看它們的飛行計(jì)劃歷史信息，摘取其中的主要信息顯示如下表：

解讀兩航班的報文信息分析如下：

航班CES5822于08：12：23收到FPL報文，起飛機(jī)場ZBDS，落地機(jī)場為ZPPP；11：11：17收到的DEP報文中含有二次代碼信息SSR=A4152，此二次代碼的狀態(tài)屬于PRELIMINARY；在11：39：14時計(jì)劃狀態(tài)變更為NOTIFY，此時檢查它收到的DEP報中的二次代碼A4152在成都INDRA系統(tǒng)中可用，ASSR=A4152；12：02：31，航跡和計(jì)劃通過ASSR相關(guān)；12：11：19建立系統(tǒng)航跡，由SDD32席位手動去相關(guān)。12：12：13由SDD12席位通過S模式手動相關(guān)；12：12：31，手動修改二次代碼ASSR=A4066。

航班CES9698于07：01：54收到FPL報文，起飛機(jī)場ZSYT，落地機(jī)場為ZUUU；10：22：28收到的DEP報文中含有二次代碼信息SSR=A4152，此二次代碼的狀態(tài)為PRELIMINARY；11：52：41時計(jì)劃狀態(tài)變更為NOTIFY，此時檢查它收到的DEP報中的二次代碼A4152由于已經(jīng)被CES5822占用，重新分配ASSR=A2000；12：08：37收到EST報文中二次代碼信息為A4152，系統(tǒng)檢查該二次代碼不可用，PSSR=A4152；12：11：37席位手動協(xié)調(diào)，修改ASSR=A2000；12：11：59創(chuàng)建系統(tǒng)航跡；12：12：11航跡和計(jì)劃通過S模式相關(guān)；12：13：02手動修改二次代碼ASSR=A4152。

而通過回放INDRA系統(tǒng)的屏幕錄像發(fā)現(xiàn)：真實(shí)航跡CES9698在12：02：34錯誤地掛上了CES5822的標(biāo)牌，12：11：22手動去相關(guān)后，于12：12：14重新相關(guān)上了正確的標(biāo)牌CES9698。CES5822的真實(shí)航跡于12：12：18標(biāo)牌相關(guān)正常。圖1為回放截取的兩航班相關(guān)錯誤和相關(guān)正常的圖片。

如圖1（a）所示，CES9698的航跡錯誤地掛上了CES5822的標(biāo)牌（圖中已標(biāo)注）。而在距CES5822錯誤相關(guān)標(biāo)牌東北方向51.6公里處（圖中橙色連線所示），存在另一個未相關(guān)的真實(shí)的CES5822（黑色）的S模式航跡。圖1（b）兩航班均正常相關(guān)。

根據(jù)INDRA系統(tǒng)中兩架航班掛錯標(biāo)牌的現(xiàn)象，并結(jié)合它們的飛行計(jì)劃歷史信息分析得知，由于兩個航跡都收到了相同的二次代碼，且兩個航跡的距離相近（經(jīng)測量相距30公里左右），CES9698的航跡錯誤地與CES5822的計(jì)劃進(jìn)行了相關(guān)，導(dǎo)致了CES9698錯掛成CES5822的標(biāo)牌。

2.INDRA系統(tǒng)航跡相關(guān)原理

成都INDRA系統(tǒng)中的安全網(wǎng)及告警服務(wù)器SNET接收實(shí)時的經(jīng)監(jiān)視數(shù)據(jù)處理服務(wù)器SDP融合處理后的系統(tǒng)航跡數(shù)據(jù)，計(jì)算、建立飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)與系統(tǒng)航跡數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系，一旦系統(tǒng)航跡與飛行計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)關(guān)系后，在管制席屏幕上，該飛行計(jì)劃信息就會顯示在對應(yīng)系統(tǒng)航跡上，給管制員提供一個精確的飛行交通情況。

只有當(dāng)航班進(jìn)入管制區(qū)內(nèi)，計(jì)劃航跡才可能與該航班的航跡相關(guān)。對已經(jīng)進(jìn)入相關(guān)區(qū)的系統(tǒng)航跡，查找與之相關(guān)條件符合的飛行計(jì)劃。為了確保雷達(dá)航跡和飛行計(jì)劃相關(guān)的正確率，INDRA系統(tǒng)對自動相關(guān)進(jìn)行了嚴(yán)格的條件檢查，只有同時滿足以下四個條件時才允許系統(tǒng)航跡與飛行計(jì)劃自動相關(guān)。

（1）系統(tǒng)航跡沒有重碼

如果系統(tǒng)航跡正處于重碼告警DUPE狀態(tài)，即同時存在有兩個相同SSR代碼或ADS-B/ADS-C呼號相同的系統(tǒng)航跡，即使這兩個系統(tǒng)航跡之間的距離較近（離線定義參數(shù)），系統(tǒng)不會對這兩個系統(tǒng)航跡進(jìn)行自動相關(guān)計(jì)算。

（2）有對應(yīng)的飛行計(jì)劃且飛行計(jì)劃狀態(tài)滿足相關(guān)條件

無論進(jìn)港航班還是出港航班，在INDRA系統(tǒng)中只有處于NOTIFY或ACTIVE狀態(tài)的飛行計(jì)劃才允許與系統(tǒng)航跡自動相關(guān)。

（3）航跡的標(biāo)識和飛行計(jì)劃必須一致

若是二次雷達(dá)航跡，則雷達(dá)航跡的二次代碼（SSR）與飛行計(jì)劃分配的二次代碼（SSR）必須一致；或S模式中航跡24位地址碼與計(jì)劃中24位地址碼必須一致（目前系統(tǒng)暫未采用此功能）；若是ADS-B/C航跡，則其航班號與飛行計(jì)劃的航班號必須一致，系統(tǒng)航跡與飛行計(jì)劃才能進(jìn)行相關(guān)。

（4）航跡與計(jì)劃軌跡的位置相近

目前，成都INDRA系統(tǒng)離線定義，系統(tǒng)航跡與飛行計(jì)劃的計(jì)算軌跡距離設(shè)定在50nm以內(nèi)，才能進(jìn)行相關(guān)。

3 相關(guān)錯誤原因分析

在本次案例中，CES9698和CES5822同屬經(jīng)過相鄰管制情報區(qū)進(jìn)入成都區(qū)域的進(jìn)港航班，且距離較近，起飛報中分配了相同的二次代碼A4152，航跡和計(jì)劃在相關(guān)時同時滿足：

（a）有對應(yīng)的飛行計(jì)劃，且飛行計(jì)劃處于NOTIFY狀態(tài)，滿足相關(guān)條件；

（b）航跡的二次代碼和飛行計(jì)劃一致，滿足相關(guān)條件；

（c）兩個航跡與計(jì)劃軌跡的位置相近，且兩航跡的位置距離小于離線設(shè)定，滿足相關(guān)條件。

滿足以上3個相關(guān)條件，導(dǎo)致二次代碼相同的兩航班在進(jìn)入相關(guān)區(qū)的系統(tǒng)航跡在距離相近、時間相近的情況下產(chǎn)生了相關(guān)錯誤，導(dǎo)致CES9698的航班錯誤地掛上了CES5822的標(biāo)牌。但是，比對INDRA系統(tǒng)航跡與飛行計(jì)劃自動相關(guān)的四個必要條件發(fā)現(xiàn)，并不滿足系統(tǒng)航跡沒有重碼才能自動相關(guān)這一必要條件。INDRA自動相關(guān)要求：如果系統(tǒng)航跡正處于重碼告警狀態(tài)，即使同時存在有兩個相同SSR代碼或呼號相同的系統(tǒng)航跡，系統(tǒng)不會對這兩個系統(tǒng)航跡進(jìn)行自動相關(guān)。理論上，存在重碼告警的系統(tǒng)航跡不應(yīng)進(jìn)行自動相關(guān)，不會導(dǎo)致相關(guān)錯誤的現(xiàn)象發(fā)生。

CES9698標(biāo)牌相關(guān)錯誤以后，CES5822的航跡及標(biāo)牌上出現(xiàn)了以下告警，如圖2所示：

（1）黃色“RO”。黃色“RO”為系統(tǒng)航跡偏離計(jì)劃航跡產(chǎn)生的航跡偏離告警，說明INDRA系統(tǒng)已經(jīng)檢測到CES5822的實(shí)際航跡與計(jì)劃航跡偏差較大（航跡相關(guān)錯誤所致）；

（2）黃色“CS”。黃色“CS”告警這是由于自動化系統(tǒng)接入S模式雷達(dá)后，可以根據(jù)航班號或者二次代碼的任意一個條件進(jìn)行相關(guān)，因此可能出現(xiàn)根據(jù)呼號相關(guān)的標(biāo)牌二次代碼不一致的情況，或者根據(jù)二次代碼相關(guān)的標(biāo)牌呼號不一致的情況。當(dāng)呼號不一致時，航跡標(biāo)牌頂端出現(xiàn)黃色“CS”字符提示，此告警可以提醒管制員，主動檢查航班呼號是否一致。

（3）航跡符號變?yōu)辄S色。CES9698（錯掛為CES5822）的航跡符號顯示為黃色，這是因?yàn)镮NDRA系統(tǒng)中若存在相同的二次代碼或者呼號，將產(chǎn)生DUPE告警，航跡符號采用黃色標(biāo)識以提醒管制員注意。

由此可見，INDRA系統(tǒng)雖然將CES9698的標(biāo)牌自動相關(guān)錯誤，但系統(tǒng)產(chǎn)生的幾項(xiàng)告警提示能夠較為有效的提醒管制員檢查航班動態(tài)信息的正確性。

4 改進(jìn)及建議

此次成都INDRA系統(tǒng)出現(xiàn)相距較近、分配的二次代碼相同的兩進(jìn)港航班，航跡與計(jì)劃相關(guān)錯誤導(dǎo)致掛錯標(biāo)牌的現(xiàn)象雖然是偶發(fā)情況，但也暴露出系統(tǒng)在自動相關(guān)時的一些問題，若某地區(qū)持續(xù)采用較短時間內(nèi)二次代碼重用的機(jī)制，就會不斷出現(xiàn)幾個相同二次代碼的航班先后進(jìn)入成都區(qū)域?qū)е伦詣踊到y(tǒng)大面積掛錯標(biāo)牌的情況，這必然帶來較大的安全風(fēng)險。INDRA系統(tǒng)可以考慮從以下幾個方面改進(jìn)安全網(wǎng)及告警服務(wù)器SNET的相關(guān)功能：

（1）系統(tǒng)航跡存在重碼時不自動相關(guān)。如果系統(tǒng)航跡正處于重碼告警DUPE狀態(tài)，即同時存在有兩個二次代碼或呼號相同的系統(tǒng)航跡，即使這兩個系統(tǒng)航跡之間的距離較近（離線定義參數(shù)），系統(tǒng)不會對這兩個系統(tǒng)航跡進(jìn)行自動相關(guān)計(jì)算。雖然之前這就是INDRA系統(tǒng)設(shè)定的自動相關(guān)的必要條件之一，但從此次異常事件來看，此條件并未生效，需要改進(jìn)。

（2）航偏距超過指定的范圍時不自動相關(guān)。航班飛行時偏離航路的距離如果超過系統(tǒng)參數(shù)指定的允許航偏距（離線定義參數(shù)），也不允許飛行計(jì)劃與航跡自動相關(guān)。

針對目前成都INDRA自動化系統(tǒng)SNET相關(guān)功能存在的問題，通過本文的分析和研究，對系統(tǒng)航跡和飛行計(jì)劃自動相關(guān)提出更高要求的約束條件，建議INDRA系統(tǒng)修改自動相關(guān)的有關(guān)程序，提高空管自動化系統(tǒng)自動相關(guān)的正確性和準(zhǔn)確率，這將有助于為管制員提供更加安全、優(yōu)質(zhì)的空中交通管制服務(wù)，提高民航系統(tǒng)的整體保障能力，提高空管效率和整體服務(wù)水平。維護(hù)人員針對出現(xiàn)的各種問題及早關(guān)注、盡早解決，不斷汲取經(jīng)驗(yàn)，推動空管自動化系統(tǒng)更好的應(yīng)用和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] European Secondary Surveillance Radar（SSR）Code Management Plan，ICAO EUR DOC 023，F(xiàn)irst Edition 2010.

[2] 李小鵬.INDRA空管自動化系統(tǒng)技術(shù)操作手冊[Z].民航西南空管局.2013.