通信導(dǎo)航設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)分析及設(shè)計(jì)

張毓良

摘? ?要：文章在通信和導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，分析了通信和導(dǎo)航設(shè)備中央監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求，并提出了適應(yīng)功能要求的總體設(shè)計(jì)方案。分析現(xiàn)有中國(guó)通信導(dǎo)航設(shè)備中央監(jiān)控系統(tǒng)的一般功能和具體功能要求，提出各種通信導(dǎo)航中央監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，以滿足通信和導(dǎo)航的發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：通信導(dǎo)航設(shè)備;集中監(jiān)控;分析;設(shè)計(jì)

1? ? 通信導(dǎo)航設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控應(yīng)用概述

1.1? 監(jiān)視和控制民航地區(qū)的通信、導(dǎo)航、雷達(dá)設(shè)備、設(shè)施運(yùn)行狀況

通信導(dǎo)航設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)主要用于監(jiān)測(cè)和控制明航地區(qū)的通信、導(dǎo)航設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備的運(yùn)行狀況和室內(nèi)空中交通管理設(shè)備。在當(dāng)前使用的外圍設(shè)備中，例如模擬設(shè)備和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)將可監(jiān)控的參數(shù)數(shù)字化，然后向設(shè)備發(fā)送數(shù)字化參數(shù)和集成結(jié)構(gòu)的組合并加倍使用數(shù)據(jù)收集卡來(lái)完成工作。組合和控制許多良好的數(shù)字參數(shù)，并將輸出連接到系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)于具有數(shù)字接口的設(shè)備，數(shù)據(jù)直接發(fā)送到復(fù)接設(shè)備中，系統(tǒng)自身調(diào)用設(shè)備的功能來(lái)監(jiān)視系統(tǒng)。這不僅提高了系統(tǒng)可靠性，還降低了建設(shè)成本并防止了重復(fù)勞動(dòng)等行為。

1.2? 對(duì)于機(jī)房環(huán)境的監(jiān)視

該系統(tǒng)主要由視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)房的體積小，實(shí)時(shí)要求不高。并且，將計(jì)算機(jī)房轉(zhuǎn)移到機(jī)場(chǎng)的條件非常有限。因此，系統(tǒng)采用對(duì)圖像實(shí)時(shí)性要求不高的電臺(tái)線路進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的傳送。通信導(dǎo)航設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)，如公用電話交換網(wǎng)（Public Switched Telephone Network，PSTN），數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（Digital Data Network，DDN），數(shù)字公務(wù)信道、光纖傳輸?shù)?，傳輸速率可分?.6 k，19.2 k，2 M，10 M等，具體取決于10 M的數(shù)量。根據(jù)每個(gè)站的具體情況和監(jiān)視系統(tǒng)的要求，可以使用不同的傳輸方法在監(jiān)視中心和復(fù)用設(shè)備之間建立通信鏈路。集中監(jiān)控軟件系統(tǒng)可以分析存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以維護(hù)諸如資產(chǎn)報(bào)告之類的信息，例如處理關(guān)于設(shè)備維護(hù)等的信息以及管理日常系統(tǒng)等。

1.3? 周期性地對(duì)各臺(tái)站進(jìn)行輪巡

在通信方面，系統(tǒng)中心服務(wù)器定期通過(guò)輪巡方法使每個(gè)循環(huán)站可以獲取有關(guān)每個(gè)設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)。同時(shí)，在中央服務(wù)器接收并分析數(shù)據(jù)之后，它存儲(chǔ)設(shè)備每個(gè)狀態(tài)的重要數(shù)據(jù)并分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。同時(shí)，中央服務(wù)器將所有接收的數(shù)據(jù)發(fā)送到終端以更新顯示器上的信息。該系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、全球化和科學(xué)化管理。

2? ? 通信導(dǎo)航設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求

2.1? 總體功能

基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)應(yīng)用，建立了通信導(dǎo)航設(shè)備的中央監(jiān)控系統(tǒng)。所有通信設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備和操作環(huán)境都是集中控制的。使用遠(yuǎn)程報(bào)警、遠(yuǎn)程測(cè)量和遠(yuǎn)程控制等技術(shù)測(cè)量和記錄操作參數(shù)和設(shè)備維護(hù)信息，并且執(zhí)行每個(gè)站的自動(dòng)操作。

2.2? 具體功能

為了滿足通信和導(dǎo)航設(shè)備集中監(jiān)控的要求，中央監(jiān)控系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

（1）在一般情況下，現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)將監(jiān)控軟件集成到中央監(jiān)控系統(tǒng)中以節(jié)省設(shè)備資源。（2）備參數(shù)的集中監(jiān)控，采集和仿真，需要視頻監(jiān)控、存儲(chǔ)、回放、搜索和其他視頻功能。（3）運(yùn)行參數(shù)極限附近的設(shè)備自動(dòng)分析和評(píng)估，及時(shí)報(bào)警，獲取和顯示記錄設(shè)備的監(jiān)控信息。（4）配置專家系統(tǒng)以進(jìn)行自動(dòng)的錯(cuò)誤檢測(cè)、分析和其他功能。如果發(fā)生錯(cuò)誤，將及時(shí)顯示錯(cuò)誤和分析結(jié)果供員工使用。（5）報(bào)警系統(tǒng)配置為智能確定報(bào)警間隔。如果未確認(rèn)報(bào)警信息，將連續(xù)發(fā)送報(bào)警。（6）通過(guò)TCP/IP協(xié)議建立中央監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)站通過(guò)光纖連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)傳輸。導(dǎo)航通信設(shè)備不受影響，將正常運(yùn)行。（7）卓越的可靠性、適應(yīng)性和實(shí)時(shí)性，確保監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)安全、可靠。（8）監(jiān)控室有一個(gè)寬屏幕，可以直觀、清晰地看到每個(gè)站點(diǎn)的監(jiān)控信息。（9）監(jiān)控軟件定義和監(jiān)控遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的參數(shù)。（10）維護(hù)和維修運(yùn)行調(diào)度，向中央監(jiān)控系統(tǒng)提供相關(guān)信息。（11）提供記憶功能。保存監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等。（12）自我監(jiān)控。它不僅監(jiān)視通信和導(dǎo)航設(shè)備的操作參數(shù)，而且還執(zhí)行監(jiān)視的自己功能，并監(jiān)視中央監(jiān)視系統(tǒng)。（13）操作狀態(tài)，數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)識(shí)別。（14）其他功能。

3? ? 通信導(dǎo)航設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1? 通信導(dǎo)航集中監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

物理結(jié)構(gòu)分析表明，導(dǎo)航和通信設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)與樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)。由監(jiān)控中心提交運(yùn)行過(guò)程并為下面的每個(gè)監(jiān)控站點(diǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)收集的中央監(jiān)控系統(tǒng)?？刂票O(jiān)控的配置簡(jiǎn)單實(shí)用，通信導(dǎo)航設(shè)備中央監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)成如圖1所示。

3.2? 工作原理設(shè)計(jì)

（1）在集中監(jiān)控的情況下，通信和導(dǎo)航設(shè)備的操作參數(shù)被收集在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)板上，以數(shù)字化形式處理，并傳輸?shù)綇?fù)接設(shè)備。（2）將采樣參數(shù)組合并傳送到復(fù)接設(shè)備中進(jìn)行處理。（3）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的物理連接將輸出參數(shù)和信號(hào)發(fā)送到公共監(jiān)視器。（4）處理和分析監(jiān)視信息，在服務(wù)器上顯示評(píng)估結(jié)果。當(dāng)控制設(shè)備時(shí)，操作員在主監(jiān)控室的大屏幕上選擇控制目標(biāo)設(shè)備并輸出控制命令?？刂菩盘?hào)通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到與所選設(shè)備相對(duì)應(yīng)的復(fù)接設(shè)備。復(fù)接設(shè)備將與控制任務(wù)相關(guān)聯(lián)的命令發(fā)送到所選設(shè)備，雙向通信用于設(shè)備警報(bào)。在間隔期間，主服務(wù)器定期請(qǐng)求設(shè)備監(jiān)視信息以檢查其狀態(tài)。單擊電路板上的設(shè)備，員工將在該設(shè)備上查看特定設(shè)備的操作參數(shù)，連接后，可以訪問(wèn)并控制它。如果特定設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，則會(huì)自動(dòng)向主監(jiān)視器發(fā)送警報(bào)消息，以提供有關(guān)設(shè)備位置和錯(cuò)誤的明確信息。

3.3? 通信程序及可靠性設(shè)計(jì)

可以通過(guò)程序讀取和使用串行接口來(lái)監(jiān)視程序條目。通信導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)診斷信息，保證信息系統(tǒng)的安全。在有外部信號(hào)干擾的情況下，可以使用奇偶校驗(yàn)方法來(lái)消除干擾。系統(tǒng)還可以控制來(lái)自計(jì)算機(jī)的命令以確定命令是否正確。如果命令不正確或無(wú)法接收到響應(yīng)信號(hào)，系統(tǒng)將自動(dòng)切換通信線路以打開(kāi)警報(bào)并提醒設(shè)備維護(hù)人員。例如，中國(guó)航空公司使用APIA（一款支持Win9x/NT/2000/XP的軟件）功能和中央監(jiān)控功能創(chuàng)建了一個(gè)特殊的專屬線路檢測(cè)系統(tǒng)。如果串口占用不理想的情況下，此功能允許重新配置線路控制系統(tǒng)。此外，該公司還提供適用于專有線檢測(cè)系統(tǒng)的接口功能，可使用Windows操作系統(tǒng)監(jiān)控和檢測(cè)多任務(wù)流。由于主線程是串口和調(diào)制解調(diào)器設(shè)置的結(jié)合，因此，有助于確保智能終端傳輸并有效提高用戶信息的安全性和穩(wěn)定性。

3.4? 通信數(shù)據(jù)庫(kù)管理與專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)

用于通信設(shè)備的導(dǎo)航和中央監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件包括3個(gè)方面：數(shù)據(jù)庫(kù)編輯、知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)編輯和安全監(jiān)控。使用大型數(shù)據(jù)庫(kù)編輯和基于知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)編輯，中央監(jiān)控系統(tǒng)可以執(zhí)行分析和數(shù)據(jù)處理功能，以促進(jìn)日常管理。通信導(dǎo)航設(shè)備的中央監(jiān)控系統(tǒng)的操作需要處理數(shù)據(jù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的靈活性，可以保證各種通信信令設(shè)備的及時(shí)性，便于故障排除和處理。例如，中國(guó)南方航空公司使用的ILS3500監(jiān)控設(shè)備具有相對(duì)廣泛的監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。專家系統(tǒng)安裝在設(shè)備上，中央監(jiān)控系統(tǒng)可以直接與專家系統(tǒng)通信。相關(guān)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)立即發(fā)送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)編輯和知識(shí)庫(kù)編輯中，以方便進(jìn)行中央監(jiān)控。這些南方通信和導(dǎo)航設(shè)備比其他傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)更實(shí)用。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

本文基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和其他先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建了通信和導(dǎo)航設(shè)備的中央監(jiān)控系統(tǒng)，并檢測(cè)通信和通信設(shè)備的潛在風(fēng)險(xiǎn)和故障。為通信、導(dǎo)航設(shè)備和定期工作提供及時(shí)的導(dǎo)航、全面的支持和故障排除。通常，系統(tǒng)包括數(shù)字、智能、網(wǎng)絡(luò)、全球和科學(xué)管理，項(xiàng)目開(kāi)放且易于擴(kuò)展，保證項(xiàng)目的每個(gè)環(huán)節(jié)的安全性，整個(gè)系統(tǒng)安全可靠。本文中描述的中央監(jiān)視系統(tǒng)在監(jiān)視廣泛應(yīng)用的導(dǎo)航設(shè)備方面起著重要作用。

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