浅谈雷神二次雷达监控信号的引接方案

鲁旭虎

引言：本文主要论述了上海浦东雷神二次雷达监控信号的数据采集、数据传输和数据处理的方案。数据采集包括采集原理、采集方式、采集参数、数据格式，数据传输采用民航ATM链路完成不同节点之间的交互访问，数据信号处理采用局域网完成信号格式的转换和处理过程。希望能够对雷神雷达改造有积极的借鉴作用。

一、引言

监视设备是空管系统保障航空安全的重要手段。随着航空事业的发展，航班量不断提高，雷达数量也不断增加，类型多，分布广，位置日趋分散，每个设备有一个或者多个监控终端，包括本场和遥控终端。因而，这占用了更多的值班员监控每个终端提供的设备信息，造成维护成本高，效率低下，存在着较大的安全隐患。针对这种情况，上海两场三地设备集中监控系统将引接上海地区监视和机房环境的状态显示信号，对设备实施统一监控，有利于提高工作效率，由原来的分散式监控，转变为集中监控的新型管理模式，使设备管理团队能够及时、准确、连续地掌握设备的运行动态， 发现可能存在的问题，尽可能提前解决设备隐患，确保设备整体安全稳定运行，具有非常重要的意义，从而协助空中管制人员高质量和高效率地完成空管保障任务。本文以雷神雷达为例浅谈雷神二次雷达监控信号的引接方案，为实施所有雷达状态信号引接进行集中监控管理起到积极的作用。

二、雷神二次雷达信号的引接方案

1、雷神雷达监控终端软件界面

上海浦东机场雷神雷达一、二次雷达信号合成的系统SCDI即现场控制和数据接口，是本场的雷达监控终端软件界面。它的主要功能是进行点迹综合和信息格式化、雷达数据和维护数据的传输、对雷达和现场设备的控制和监视，如下图1所示。该图清晰的显示SCDI对所有子系统进行实时监视、评估和监视控制，这些子系统包括天线[1]、发射机、接收机/激励器（REX）、信号/数据处理器（SDP），同时显示雷达选择的通道，以及远程和本地监控终端连接的状态。绿色表示雷达运行状态正常，故障出现时雷达将根据自检信号异常从而显示红色的故障单元和告警信息。

2、雷神二次雷达信号的引接方案

雷神二次雷达信号的引接方案包括两部分：雷达数据采集系统和雷达数据处理系统，如下图2所示。雷神二次雷达监控信号通过采集和处理后传输到上海虹桥二级监控中心和北京一级监控中心。

3、雷神二次雷达传输结构

雷神二次雷达通常采用光纤将雷达监控数据信号传输至远端的远程监控终端（RCMS），本地监控终端为CMS通常放置在雷达站。雷达监控数据为同步串口信号，通常为两路，分别是通道A路和通道B路。雷神二次雷达传输结构如下图3所示，描述了通信链路和监控终端之间的关系，两路同步串口信号接入同步串口分路器，对两路同步串口信号进行分路，同步串口信号至原雷达监控终端RCMS/CMS，另一路采用网线UDP方式传输至采集设备（RTU）。

4、雷神二次雷达监控信号的引接方案

4.1雷达数据采集系统

雷达数据采集系统[2]包括雷达源信号、同步采集接口分路器和远程数据采集传输单元（RTU）。

同步采集接口分路器是一款专用的通信设备。它提供4 路10/100M自适应以太网口，8 路同步高速串口，支持HDLC协议。它能够实现串口和以太网的互联，串口协议和 TCP/IP 协议的相互转换，支持数据透传、汇聚、分路、监视和转换等多种传输策略。本文采用同步采集接口分路器把同步数据转化为网络数据传输。

RTU是空管设备远程数据采集传输单元的英文简称，西北长天公司生产的一个用于空管设备的监控产品。RTU采用标准化设计，具有良好的通用性、可互换性、可扩展性。该产品具有集数据采集、协议转换、通信传输、数据存储和显示等为一体的功能。本文采用RTU对雷神二次监视雷达的运行状态监控数据进行采集和传输。

雷神二次雷达设备采用串行连接方式如上图2所示：首先将原来连接RCMS的A通道与B通道的对接头分别与CHT1408同步采集分路器S1口和S2口相连接，雷神二次雷达监控信号输入到CHT1408同步采集分路器；然后将雷神二次雷达监控信号，通过CHT1408 同步采集分路器的S3接口和S4接口输出到雷神二次雷达RCMS监控终端。同时，通过CHT1408同步采集分路器E1网络接口，将雷神二次雷达监控信号输出到空管设备远程数据采集传输单元RTU网络接口。同步采集分路器与RCMS的接口对应关系如下图4所示。

4.2 雷达数据处理系统

雷达设备信号处理系统[3，4]硬件结构包括：防火墙、数据库服务器、应用服务器、采集服务器、通讯服务器、智能同异步单元II型扩展部、智能同异步单元II型运算部、智能同异步单元I型、KVM切换器、程控交换机和监控终端。

防火墙是网络安全设备，设置访问局域网的安全策略。数据库服务器安装数据库，其它服务器对数据库进行访问。应用服务器的基本功能是提供安装地图和应用服务的运行环境，软件WEB的部署并对数据库进行操作。采集服务器基本功能是提供安装采集软件的运行环境，接收设备信号采集接入系统传送的数据。通讯服务器提供安装通讯软件的环境，将采集的數据进行分析并对数据库进行操作，以及和其他节点进行通讯。智能同异步单元II型扩展部有16个RS232数据口，用来接收采集方提供的数据。智能同异步单元II型运算部对扩展部传送的的数据协议解析，转化成标准的数据协议，并执行网络隔离。智能同异步单元I型主要功能是局域网到帧中继设备的路由网关。数据库服务器、应用服务器、采集服务器和通讯服务器共用一个屏幕，KVM切换器为这四个服务器提供使用显示屏时执行切换功能。程控交换机基本功能是构建一个局域网，提供一个交换平台。监控终端提供一个各种数据信息显示平台。

雷达监控信号处理系统通过智能同异步单元II型扩展部的RS232数据口接收设备信号采集接入系统空管设备远程数据采集传输单元（RTU）的DB9口传送的设备状态信号。雷达信号处理系统经由智能同异步单元I型采用同步电缆连接到ATM设备，进入民航ATM网，实现数据互通。一级监控节点能够访问所有二级监控节点和三级监控节点，二级监控节点能够访问本地区所有三级监控节点，不同地域的二级监控节点和三级监控节点彼此不能相互访问，二级监控节点和三级监控节点自动采集的设备监控信号和人工填写的日报、故障报告等文档能够反馈上级节点。

三、结束语

本文主要阐述了针对美国雷神公司二次雷达监控信号的引接方案的设计和实施。它通过数据采集和处理后传输到集中监控系统。本文的数据采集方案主要包括适用设备类型、采集原理、采集方式、采集参数、数据格式等说明，数据处理方案通过一台程控交换机构建局域网来完成数据处理，并通过民航ATM网作为传输链路完成信息的交互。通过本文希望能够为雷达监控信号引接和集中监控管理的实施起到一定的积极作用。

参考文献

[1] 张尉.二次雷达原理[M].北京：国防工业出版社，2007.

[2] 陈武广.空管设集中监控系统培训教材[Z].西安.陕西西北长天有限公司，2014-03-05.

[3] 徐光煜.集中空管设备集中监控系统培训：专用硬件培训[R].航管科技，2014.

[4] 徐光煜.AIMS空管设备集中监控系统应用软件培训[Z].北京.航管科技，2014.

（作者单位：华东空管局设备运行监控中心）