NUMEN2000空管自动化系统航迹与计划相关错误的分析与改进

摘要：空管自动化系统是目前实施空中交通管制指挥的重要系统之一，而飞行计划与雷达航迹相关则是系统实现正常功能的基础。本文基于浙江本场NUMEN2000自动化系统的工作原理，针对相关过程中各个影响因素，结合日常工作中出现的案例进行分析，提出相应的安全建议。

关键词：空管自动化系统；飞行计划；雷达航迹；相关；安全建议

引言 

随着国内航班量的快速增长，空中交通管制流量的不断加大，空管自动化系统在空中交通管制中占据着越来越重要的地位[1]。系统实现功能的重要过程基于飞行计划与雷达航迹的正确相关，而该过程往往存在不确定因素导致错误。本文依托浙江空管分局NUMEN2000自动化系统来探究飞行计划与航迹相关的基本原理，并结合案例分析相关过程，在明确影响因素后给出过程优化的安全建议。

一、工作原理

经过多雷达融合处理过的系统航迹需要和飞行计划进行相关配对。所谓相关配对就是要在预先建立的飞行计划库中寻找描述该飞行航迹的飞行计划。根据计划内容对飞行航迹作出显示内容补充，提供对飞行航迹进行状态控制的数据过程 [2]。 在NUMEN2000系统中，对于地址码、二次代码和航班号三项要素，系统将会按照设置的权重优先级从高到低依次进行一致性检查。当前可用的权重最高的因素具有决定性作用，只有当权重较高的因素不能进行检查时，才会对权重次高的因素进行检查。

二、实例分析

（一）案例一

2022年5月9日，塔台管制员反映CSC8529航班从本场起飞后，未自动挂上标牌，且塔台电子进程单系统中无法看到该航班相关信息。

CSC8529原计划05:45（北京时）起飞，于03:58（北京时）收到FPL报。但查看该时间乃至起飞时刻的ALLlog日志均未找到该航班的计划，FPIO日志也未显示向外系统输送该航班计划信息。由此可见该航班并未自动生成计划。

（二）案例二

CES5212（二次代码4524）落地过程中，跑道附近出现了个二次代码3137的目标，之后CES5212去相关，该目标挂上了CCA1732标牌。

查看回放，目标A4524落地后突然消失，并立刻出现了A3137目标，当时两者正处于跑道上；查看日志，发现A3137目标因满足CCA1732计划的状态相关条件，所以和CCA1732相关。

（三）案例三

 TUP6543在起飞过程中，标牌显示为TUP6542。考虑到两个航班号呈现高度关联性，可能为联程航班。查看报文发现：TUP6543与TUP6542的航空器24位地址码完全一致；TUP6542为昨日圣彼得堡飞往杭州，系TUP6543的前序航班，为同一航空器执飞。查看两者日志发现两航班二次代码一致，导致昨日计划相关到今日航迹上。

三、过程分析

针对以上案例及日常遇到的问题，产生问题的原因可以分为两类——系统原因和人为原因；而系统原因又可以根据相关过程中产生错误的环节大致分为航迹因素和飞行计划因素。

（一）航迹因素

 空管自动化系统接收多个监视源传回的航迹，经过计算得出综合航迹，并参与相关。常见的问题总结如下：

1) 综合航迹计算错误。由于监视源精度有限，在识别到一些距离接近的目标时，可能将两个目标错误地融合为一个，或者将其他目标错认为真实目标。如案例二中，因将地面目标航迹与空中目标航迹错误融合而导致挂上错误标牌。其中最大的不合理之处在于ADS-B地面目标不应参与综合航迹计算。

2) 由于特殊原因航空器出现偏航。当航空器为了躲避恶劣天气出现的区域而严重偏航，导致飞行计划与雷达航迹不符合预设的偏航因子出现，从而相关失败。

（二）飞行计划因素

雷达航迹与飞行计划自动相关的前提是FDP系统能对报文进行正确处理，从而赋予飞行计划正确的状态。常见问题总结如下：

1) 飞行计划未生成。如案例一中，飞行计划在进行次日转当日时，系统算法默认在北京时间03:58将次日计划库中有效的飞行数据提取到当日计划库。而实际会出现该时间点收到的计划未转换成功的现象，即收到报文之前已经开始转换，导致该飞行计划没有实际生成。

2) 飞行计划状态错误。每个飞行计划都有一个生命周期，每一个生命周期内定义了五种基本状态，只有飞行计划状态与航迹状态对应，才能正确进行相关计算。而目前系统预设为所有状态的飞行计划均可参与相关，这是不合逻辑的。

3) 二次代码问题。当出现未获得SSR代码信息、航空器的SSR代码与DEP报中的SSR代码不一致、SSR码重复等问题时，均有可能导致相关错误。

（三）人为原因

 除了系统本身存在的漏洞，相当一部分相关问题由人为原因造成。如案例三中，部分机组在执飞航班号不同的后序航班时，未及时改变机载应答机上的编码，导致“新航迹”仍与“旧计划”因二次代码一致而相关成功。类似地，还有一些发报单位未按规定时间、格式拍发电报，导致飞行计划状态异常或航路解析失败等等。

四、优化建议

 综上所述，在自动化系统航迹与计划的相关过程中，人、机、环、管四大因素均可能影响结果。笔者从短期和中长期两个时间维度，给出安全建议。

（一）短期可行的改进措施

1) 优化现有算法。事实上，由于NUMEN2000属于较早时期建成的系统，目前已有部分算法、参数不再适配如今的飞行环境。典型的优化措施包括：第一，针对飞行计划转换时间的问题，我们可以将转换时间推迟两分钟，至04:00（北京时）便可完全覆盖；第二，针对所有状态的飞行计划参与相关计算问题，设置只有计划状态为ACT、COOR、PREA时，该飞行计划才会分配到二次代码并参与相关计算；第三，由于目前系统使用权重排序法相关，而二次代码和地址码被设置为最高权重3，也就是它们的一致性具有“一言堂”的效果，案例三中的错误相关便来自于此。可以根据实际情况修改三个关键项的权数：例如将航班号权数也上升为3，使用3,3,2（24位地址码=3，航班号=3，二次代码=2）的权数配比，就可以避免联程航班相关错误的问题。

2) 设置合理的相关区域。根据实际情况规划好管制外扩区域，并设置为相关区域，即仅对该区域内的航迹进行相关计算。

3) 对数据库进行定期维护。对于临时增加的航班计划、航路点、机场等信息应及时补充；对于未能相关的航迹，应立即更改计划的动态数据；对于重复性飞行计划数据中有变动的内容应及时修改；对于新接入的监视源，须增设合理的目标屏蔽区等。

4) 推进S模式二次雷达、ADS-B、地空数据链等新型监视技术接入自动化系统，进一步提高航迹位置的准确度和精度，合理利用地空数据链消息。

5) 加强人员培训。利用定期培训考核等手段，进一步规范各单位拍发电报过程，包括正确的格式、时间等；同时敦促机组规范使用机载设备拨码。

6) 改善转报系统与自动化系统传输链路的传输质量，进而减少传输延迟或误码率。

（二）中长期展望

 长远看来，随着中国民航业的蓬勃发展，各类管制手段和设备系统都将迎来更新换代；随之自动化系统的相关过程也将大大改善。

1) 彻底优化系统底层飞行计划与航迹的相关算法。目前使用的NUMEN2000系统采用按照若干个相关因子的优先级法来匹配目标。这个算法的优点在于“简单粗暴”，计算效率高；但随着航班量上升和机场运行情况的日益复杂，缺点也逐渐暴露——即过度简化导致可靠性存疑。未来我们考虑可以将几个相关判断的重点信息赋予权重，以是否符合一致性为标准，进行得分计算，防止因其中一个因素符合或不符合导致相关错误。

2) 全面推进数字化转型，提升关键环节的智能辅助支持能力。如在机载设备上自动导入二次代码、智能提醒报文拍发及检测内容正确、简化设备日志的查询步骤等。充分利用数字化优势，以业务和管理的数字化变革催生新的发展动能，为智慧空管建设提供有力支撑。

五、结束语

 空管自动化系统实中，飞行计划与雷达航迹正确相关至关重要。而这一过程往往存在系统差错及人为疏忽，对空管安全运行造成隐患威胁。本文从分析几个具体的案例着手，列举典型问题所在，并给出相应的短期安全建议——如及时更新VSP参数、发现漏洞及时修正；以及中长期优化展望——如完善系统本身算法、应用数字化转型优化关键环节等。本文仅为空管事业的持续安全发展给出拙见。

参考文献:

[1] 李平. 空管自动化系统概述[J]. 科技广场,2011,(06):72-74

[2] 王骞. 空管自动化系统飞行计划航迹相关问题研究[J]. 中国新通信, 2018, 20(15):

220-221.