基于中央服务器的飞行数据处理方法探讨

谢峥

(民航中南空管局，广东广州510405)

1.引言

随着我国民航事业的迅猛发展，飞行流量快速增长，直接导致了民航空域日趋紧张。在保障飞行安全的前提下，如何进一步缩小飞行间隔、提高空域利用效率，并进行流量管理，以满足当前乃至可预期未来飞行流量的需求已成为一项重要的课题。而直接制约空域利用的瓶颈之一就是当前的ATC（空中交通管制自动化）系统按地区的独立分割应用，这一问题的出现不仅是由于长期以来民航空管是以地域化管理为主的体制造成的，也是由于大部分空管ATC系统没有共享资源造成的。

近年来，民航大力开展空管体制改革，打破空管地域分割模式，开始为建立一体化管理机制创造良好的环境；同时深入进行技术和设备改造，为大区域流量管理乃至大空管管理做好了准备。在此大环境下，飞行数据集中处理成为可行性目标，也由此引出了中央FDP（飞行数据处理服务器）的概念。

2.现状及问题的提出

2.1 空中交通空域管理的发展

当前空中交通服务区域划分为以下几种：塔台(TWR)、进近(APP)、终端(TMA)、航路(ACC)、飞行情报区(FIR)。我国随着现代化大型管制中心的建设，一直在逐步调整和优化空域结构，最终将形成五大航路管制中心的格局，建立起安全、高效、顺畅的空管系统运行保障体系。

为了完成新的空域结构调整，现有的空中交通管理系统，尤其是飞行数据处理方式，也需要做同样的调整。因此，大区域中央FDP的概念成为当前切实且紧迫的研究课题。

2.2 飞行数据处理的现状及问题

空管自动化系统，一般由雷达数据处理（RDP）和飞行数据处理（FDP）两大部分组成。其中FDP的主要功能是：飞行计划数据库存储及飞行计划生命周期管理，AFTN数据通信管理，AIDC信息处理，飞行航路分析，二次代码管理和分配，雷达航迹和飞行计划相关、飞行进程单分配、适配数据管理以及飞行计划一致性监视、中期冲突探测等等。

目前Thales公司的Eurocat自动化系统已经覆盖了北京、上海、广州三大ACC，将来还会扩展至整个FIR。然而，几个系统间相互独立，并没有共享飞行数据，尤其在越来越多的小型机场安装了本地的ATC系统后，资源共享问题变得更加明显。

2.3 建立中央FDP的优越性

如果建立一个中央FDP覆盖整个FIR，那么将有一个中心点，来生成并维护所有FIR内的飞行计划和数据。在中心点可以知道FIR内所有飞行数据的实时信息，从而减少FIR内ACC之间飞行计划的不一致，并消除ACC间许多重复性的协调工作。

推而广之，甚至可以在将来建立全国性的中央FDP，进行飞行数据集中处理，从而更大范围地进行流量管理，最大限度地提高空域利用效率。

3.建立中央FDP的两种方法

这里有两个途径来达到中央FDP的概念，也是对于飞行数据集中处理的两个不同思路。

3.1 中央处理飞行数据

中央FDP在FIR范围内产生并维护所有的飞行计划。所有本地的ACC没有自己的独立的FDP。因此，所有涉及到飞行计划维护的管制员指令都必须送往中央FDP进行处理。由于所有下属的ATC系统将不再需要自己的FDP，仅保留RDP，因此所有的适配数据都存储在中央FDP的数据库，所有的飞行数据处理，包括分配SSR二次代码、航路分析、AFTN、AIDC信息等也都由中央FDP来处理。飞行计划与航迹的相关联也由中央FDP完成。

这是一个传统的方法和思路，只适用于ACC以及其进近管制区，不适用于整个FIR。

图1是以中南地区为例的中央处理飞行数据设想示意图：

图1 中南地区中央处理飞行数据示意图

3.2 中央协调飞行数据

所有的本地ACC有其各自的FDP，本地ACC的管制员指令首先由本地ACC处理，然后再送往中央FDP进行同步。所有的适配数据仍是存储在本地FDP的数据库中，当飞行数据由不同的ACC处理完后，中央FDP接收每个ACC已经处理过的飞行计划，然后将实时的飞行计划更新分配给其余的ACC。中央FDP将来自每个ACC的飞行计划轨迹联结，得到一个长远的飞行计划轨迹。然后中央FDP就可以使用这些信息来进行流量管理。航路分析、AFTN、AIDC信息等都由本地FDP来处理，但二次代码由中央FDP统一分配。飞行计划与航迹的相关联也由本地FDP完成。

图2是以中南地区为例的中央协调飞行数据设想示意图：

图2 中南地区中央协调飞行数据示意图

3.3 相应问题

在一个大的FIR区域范围内，只维持一个覆盖了所有ACC和TMA的数据库是并不容易的。整个的FIR区域会因为一个小小的适配数据改动就受到影响。在可靠性方面，如果飞行数据处理完全依赖中央FDP，一旦中央FDP或是通信链路发生故障，整个FIR都会受到影响。这是一个绝对要考虑到的问题。另外，所有的管制员关于飞行数据处理的指令都必须先送往中央FDP进行处理，也会带来响应速度慢的问题。

4.中南地区当前FDP系统以及中央FDP原型

中南地区有4个FIR：广州、武汉、三亚以及香港。广州作为全国三大区管中心之一，使用的是Thales公司的Eurocat自动化系统；中南地区的其它ACC及终端，均使用的是Telephonics公司的Aerotrac自动化系统。

由于中南地区主要有两种不同的ATC系统，所以无论使用哪一种作为中央FDP，并将其它所有的ATC系统集成到其中并不容易。反而，我们自己可以建立一个原型，将现有的Eurocat的FDP和Aerotrac的FDP（例如，广州ACC、珠海TMA）集成，以达到“中央FDP”的概念。

目前在广州区域管制中心已经搭建了测试平台，进行了广州、珠海和香港的飞行数据集中处理的初步测试。测试平台接入来自广州区管设施的飞行计划，以及实时的雷达信号。飞行计划先由本地FDP进行更新，然后本地的FDP通过中央FDP，以不同的通信协议，将最新更新信息“通知”给相邻的管制区设备。每个收到更新信息的FDP，根据飞行计划的内容和状态，决定是否需要更新当前FDP中的飞行计划。

图3是在广州测试平台搭建的中南地区飞行数据集中处理测试模型框架图：

图3 中南地区飞行数据集中处理测试模型框架图

5.结论和实现中央FDP的建议

切实可行的方案是建立一个中央FDP来提供中国民航特有的ATC运作需求，而不仅仅是把每个ACC的飞行计划集成到一起，全部由中央FDP来处理。中央FDP起分配飞行计划和协调的功能，而不是在FIR范围内维护所有的飞行计划。每个ACC继续使用他们各自独立的FDP，当然，每个FDP应与本地的飞行信息处理系统集成，并与中央FDP有传送当前飞行计划的接口。

6.结束语

展望未来，从我国民航的发展和计划需求来看，飞行数据集中管理是大势所趋，并将产生深远影响。本文主要介绍并探讨了基于中央服务器进行飞行数据集中处理的不同方法，意在开阔思路，希望能够为研究新技术提供参考。

[1]潘卫军.空中交通管理基础[M].成都：西南交通大学出版社，2005.

[2]宋福臣，郑树人.空中交通管制系统与计算机网络[M].北京：中国民航出版社，1996.