成都INDRA自動(dòng)化系統(tǒng)4D軌跡與管制權(quán)限更新機(jī)制研究

張翀 阮敏

摘 要：2019年2月以來(lái)成都英德拉自動(dòng)化系統(tǒng)多次出現(xiàn)個(gè)別航跡4D航跡更新及管制扇區(qū)權(quán)限異常。針對(duì)此異常現(xiàn)象，通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)回放，4D軌跡解析結(jié)果前后對(duì)比以及自動(dòng)化系統(tǒng)處理特性分析，對(duì)疑似異?，F(xiàn)象進(jìn)行了解釋?zhuān)?duì)INDRA系統(tǒng)4D軌跡及管制扇區(qū)權(quán)限更新機(jī)制進(jìn)行了研究，為今后相似問(wèn)題處理或扇區(qū)劃設(shè)等工作提供了有指導(dǎo)價(jià)值的材料。

關(guān)鍵詞：INDRA;4D軌跡;管制扇區(qū);管制權(quán)限

中圖分類(lèi)號(hào)：V355 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）14-0011-02

0 引言

2019年2月以來(lái)，成都區(qū)域管制中心多次反映英德拉自動(dòng)化系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)INDRA系統(tǒng)）出現(xiàn)航跡4D軌跡未按照預(yù)期更新導(dǎo)致航跡的后續(xù)管制席位發(fā)生管制權(quán)限提示錯(cuò)誤的異?，F(xiàn)象。以2019年2月14日為例，航班QDA9879從成都區(qū)域北扇進(jìn)入，預(yù)計(jì)飛越扇區(qū)依次為AC16、AC09、AC11L、AC17……在AC09至AC11L存在管制移交過(guò)程。正常情況下，航班在AC16、AC09扇區(qū)按管制要求飛行時(shí)，對(duì)具有AC11L及AC17指揮權(quán)限的管制員應(yīng)顯示為預(yù)管制狀態(tài)，提示管制員該航班即將進(jìn)入本席位管制扇區(qū)。但在本案例中，其4D軌跡更新并未按照預(yù)期演變，反而變?yōu)楹谏魂P(guān)注狀態(tài)，即系統(tǒng)認(rèn)為該航跡下個(gè)扇區(qū)非本席位管轄，不予提示。

成都區(qū)域目前日均起降架次已超900次，日均飛越架次超過(guò)2000次，空管保障壓力巨大，自動(dòng)化系統(tǒng)如不能按照預(yù)期向管制員提供航跡預(yù)進(jìn)入提示功能，可能影響管制員進(jìn)行沖突預(yù)判;扇區(qū)間管制權(quán)限如不能按預(yù)期完成移交，則會(huì)明顯增大管制協(xié)調(diào)工作量。以上風(fēng)險(xiǎn)源均不可接受，為此，技術(shù)保障部門(mén)針對(duì)案例進(jìn)行了詳細(xì)分析，從現(xiàn)象解釋到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最后提出解決建議。

1 現(xiàn)象分析

在對(duì)管制申報(bào)記錄進(jìn)行匯總后，選取了2月14日案列進(jìn)行回放，對(duì)航跡從出現(xiàn)到發(fā)生異常再到恢復(fù)的全過(guò)程進(jìn)行了場(chǎng)景還原。如圖1所示，UTC時(shí)間07：22，航跡QDA9879正位于成都AC16扇區(qū)，該扇區(qū)管制員擁有AC16、AC09、AC11H指揮權(quán)限，航跡標(biāo)牌顯示為全綠色。管制員輸入移交高度7800米，按照計(jì)劃航線(xiàn)將于PANKO移交AC11L扇區(qū)。但同一時(shí)刻，AC11L扇管制員的SDD上（如圖2所示）該航跡標(biāo)牌顯示為黑色不關(guān)注狀態(tài)，管制員沒(méi)有如期收到預(yù)進(jìn)入提示。觀察發(fā)現(xiàn)，航跡4D軌跡解析正常，后續(xù)航路點(diǎn)依次為P191、P490、LUBDI、P248、PANKO、P489、ZYG……，但過(guò)點(diǎn)高度并未按管制員設(shè)想保持在7800米，而是逐漸上升，在PANKO預(yù)計(jì)達(dá)到11000米，隨后在ZYG又下降至7800米。按照以上過(guò)點(diǎn)高度推測(cè)：航跡在過(guò)PANKO時(shí)，將直接進(jìn)入AC11H扇空域且保持11000米高度，直到接近ZYG航路點(diǎn)時(shí)，才開(kāi)始下降并飛越ZYG。是否有可能系統(tǒng)根據(jù)此4D軌跡預(yù)測(cè)結(jié)果，不認(rèn)為航跡將進(jìn)入AC11L扇？通過(guò)Indra系統(tǒng)工具解析該航跡實(shí)時(shí)4D軌跡計(jì)算屬性，如表1所示：系統(tǒng)推測(cè)航跡依次飛越扇區(qū)AEXA、AC16、AC09、AC11H、AC11L、AC17……但在AC11L扇區(qū)飛行時(shí)間僅為23秒，低于有效判斷閾值，推測(cè)得到證實(shí)。那么該航跡為什么在管制正常操作環(huán)境下，沒(méi)有按照預(yù)想的狀態(tài)演變？存在高低扇劃設(shè)的空域，航跡垂直穿越扇區(qū)邊界時(shí)系統(tǒng)又如何判斷？帶著以上疑問(wèn)，利用成都Indra測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)，進(jìn)行了推測(cè)和實(shí)驗(yàn)。

2 INDRA 4D軌跡更新機(jī)制研究

INDRA系統(tǒng)中，管制扇區(qū)基本單元為basic sector，由其組成的與管制實(shí)際指揮空域形狀一致的是logic sector，在此之上，由管制主任席根據(jù)流量及管制負(fù)荷進(jìn)行分合扇后，將1個(gè)或多個(gè)logic sector劃分至某固定OPS，管制員對(duì)其OPS所含logic sector具有管制權(quán)而指定XFL操作將影響該航跡離開(kāi)其OPS時(shí)過(guò)扇區(qū)邊界高度。在本例中管制員修改XFL，試圖讓航跡在過(guò)PANKO前下降至7800米，但實(shí)際執(zhí)行結(jié)果影響的是過(guò)ZYG高度（見(jiàn)圖3）。這時(shí)，如要立即使4D軌跡下降至預(yù)期高度，可選的管制操作是修改航跡ECL，則航跡剩余航路檢查點(diǎn)過(guò)點(diǎn)高度將立即全部變?yōu)镋CL高度。

另一個(gè)問(wèn)題與Indra 4D軌跡高度剖面相關(guān)，Indra自動(dòng)化系統(tǒng)軌跡推測(cè)采用的是基于航空器性能模型及航路模型初始建模，使用機(jī)組意圖及大氣環(huán)境數(shù)據(jù)參與調(diào)整的模擬計(jì)算方法，其航空器性能使用Eurocontrol Experimental Center制作的BADA航空器性能數(shù)據(jù)庫(kù)。初始4D軌跡的高度剖面采用最佳燃油經(jīng)濟(jì)性模型，總是按盡早加入巡航高度，最遲離開(kāi)巡航高度的方式進(jìn)行4D軌跡預(yù)測(cè)。這對(duì)于具有高低扇劃分的管制空域，可能面臨的問(wèn)題是：系統(tǒng)推測(cè)的穿越高低扇垂直邊界的軌跡與管制員設(shè)想不一致。如圖4所示，以成都區(qū)域?yàn)槔噜彽腁C11H、AC11L、AC18、AC17四個(gè)扇區(qū)分別為兩組高低扇，且垂直邊界高度不同。在未指定ECL的條件下，系統(tǒng)將使用FPL里的初始巡航高度進(jìn)行4D軌跡計(jì)算，并盡可能晚的考慮下降高度，導(dǎo)致AC11H移交AC11L的推測(cè)時(shí)刻偏晚。除此之外，對(duì)于低扇的最高可用高度層，系統(tǒng)采取扇區(qū)垂直邊界高度（含）下取整1000英尺的方式進(jìn)行實(shí)際計(jì)算，在本例中，雖然11扇高低邊界高度為267HF，但系統(tǒng)認(rèn)定的AC11L扇最高可用高度層為260HF，導(dǎo)致4D軌跡進(jìn)入時(shí)刻進(jìn)一步推遲。通過(guò)驗(yàn)證平臺(tái)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果指定XFL等于267HF，則系統(tǒng)將判定航跡不進(jìn)入AC11L扇區(qū)，管制權(quán)限判定將變?yōu)锳C11H直接移交AC17扇區(qū)。相似問(wèn)題，在成都區(qū)域與貴陽(yáng)區(qū)域邊界也會(huì)發(fā)生，導(dǎo)致個(gè)別航跡未按管制預(yù)期從AC17通過(guò)AIDC移交貴陽(yáng)，而是移交給了AC18扇區(qū)，只不過(guò)4D軌跡高度剖面變?yōu)閺牡蜕却┰竭吔缟细呱取?/p>

3 結(jié)語(yǔ)

2019年2月以來(lái)，成都區(qū)域管制中心多次反映英德拉自動(dòng)化系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)INDRA系統(tǒng)）出現(xiàn)航跡4D軌跡未按照預(yù)期更新導(dǎo)致航跡的后續(xù)管制席位發(fā)生管制權(quán)限提示錯(cuò)誤的異?，F(xiàn)象。主要原因來(lái)自以下幾個(gè)方面：管制分合扇后，OPS管制扇區(qū)變化導(dǎo)致XFL生效位置變化;Indra 4D軌跡計(jì)算模型與扇區(qū)劃分存在微妙關(guān)系，導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)航跡與管制員預(yù)期存在差異。此種現(xiàn)象為個(gè)別航跡出現(xiàn)的偶發(fā)現(xiàn)象，不能定義為系統(tǒng)故障或問(wèn)題，但通過(guò)分析和實(shí)驗(yàn)所掌握的INDRA自動(dòng)化系統(tǒng)4D軌跡與管制權(quán)限更新機(jī)制可以為管制指令、扇區(qū)劃分，管制移交操及航路航線(xiàn)程序設(shè)計(jì)等提供更準(zhǔn)確的系統(tǒng)理論支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] Eurocontrol Standard Document for Surveillance Data Exchange Part 2a： Category 001 Transmission of Monoradar Data Target Reports， Edition 1.2[S].2011，9.

[2] Revised Chengdu Automation System Subsystem Specification， INDRA， Edit/Rev： A/0[S].2012，03：13.

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