浅谈场监与欧洲猫的飞行计划数据接口

徐晏捷

摘  要：浦东机场现有场面监视雷达于1999年5月开始安装，8月进入调试阶段，10月投入使用。随着场面监视雷达功能的发展和完善，外部信号的引接和融合越发重要。文章主要介绍了浦东机场场监系统从欧洲猫系统获取飞行计划数据的接口，并对接口的配置定义，数据字节结构稍作分析，最后提出总结及展望。

关键词：场面监视雷达;飞行计划;外部接口

中图分类号：V351     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）06-0062-03

随着航空运输业的发展，大型枢纽机场的飞机起降架次迅速增长，大型机场地面环境复杂，飞机起降密度高，又要在全天候的天气条件下保持机场的正常运行。机场运行中不可避免地存在飞机与飞机、飞机与车辆之间的冲突。此外，由于气候、目视条件等因素，在低能见度和视线被遮挡的情况下，塔台和站坪的管制指挥工作仅依靠目视指挥和管理地面交通将十分困难。场面监视雷达及其处理系统作为解决这一问题的一个有效工具，在国内外大型机场的运行中得到了广泛的应用。近年来，场面监视雷达伴随着系统功能的增强，其系统功能的实现越来越依赖于外部信息。本文介绍的飞行计划数据就是场监雷达系统获得的外部信息之一。

1  相关系统概述

1.1  欧洲猫系统概述

空管自动化系统是依托计算机技术为基础，实时接收、处理并显示监视系统数据、报文和其他系统数据，协助管制员实现对航班管制任务的网络化管理系统，是空中交通管理系统的（ATM）的重要组成部分。

欧洲猫自动化系统能够处理和显示雷达监视数据，区域气压数据，飞行计划数据，自动相关监视数据，地空数据链数据。同时系统提供的直观监控手段使得技术人员更加方便地对系统进行维护升级，保证了飞行安全。

欧洲猫自动化系统会将飞行计划信息送到场监系统。

1.2  场监雷达系统概述

场面监视雷达系统是空中交通管制系统的重要组成部分之一，它把计算机、雷达、通信设备等先进的电子设备综合利用到空中交通管制方面的一个复杂的电子系统。该系统以计算机为核心、实现了对雷达、飞行计划、气象、人机对话等信息的自动化处理，为机场提供了安全服务，使机场通航能力增强，同时也有效减少了机场的拥挤，提高效率，从而大大提高了空域的利用率，同时为管制员提供了及时、准确的飞行情报和管制参数，增强了空中飞行安全，减轻了管制人员的工作负担，在国际大型机场中得到了广泛的应用。

2  飞行计划接口分析

2.1  飞行计划作用及场监数据流程

系统有两大主要功能，分别是监视和控制。监视是指x波段雷达扫描地面飞机车辆等地面物体，为系统提供目标信息。控制是指为机场调度提供跑道侵入监视、滑行道冲突监视、穿越禁区监视、进港飞机自动识别等功能。

本系统由雷达头部分和雷达终端处理系统组成。

终端处理系统可引接的外接信号包括空域监视雷达、飞行计划信息、车载应答器系统、停机坪桥位信息系统等，并将收到的信息与目标作统一的融合处理。

系统向管制人员提供跑道、机坪、滑行道、停机桥位等需要监视关心的区域的飞机、车辆等物体的位置、大小、速度等信息。

到港航班的挂牌信息包括飞机机型、速度、航班号、呼号以及将要停靠的机位等。由FDPS提供飞行计划信息;由进近雷达提供飞机的速度、方向、检测的时间等：由机位分配系统提供机位的分配情况。

离港航班的挂牌的完成与到港航班有所不同，盡管离港航班的挂牌信息也应包括飞机的航班号、机型、呼号等信息，但是这些信息的来源与到港航班的不同，它的过程应该是离港系统的航班关闭信息发出后或登机桥撤离后，系统自动地查阅离港动态的航班信息，从而获得机型、航班号及呼号等信息。

场监由外部接口从欧洲猫系统获得飞行计划数据后，经接口处理服务器送至综合航迹处理服务器，由综合航迹处理服务器对系统航迹与系统的外接信息（飞行计划、桥位信息、GPS时钟信息、气象信息）进行融合处理，产生最终可识别的系统航迹，送到管制员人机界面。

2.2  早期马丁系统的飞行计划接入方式

由于当时的Lockheed Martin自动化系统早于场面监视雷达系统签约，并已完成系统定型，自动化系统不具备向外部系统输出飞行计划的端口。虽然马丁公司提出了增加飞行计划输出终端的方案，但由于合同变更引起的资金增加是当时项目实施中无法承受的。在与HITT 公司协商后，最终变更了技术方案，改从塔台管制席位的进程单打印机端口读取文本信息来获取进离场航班的飞行计划信息。

在早期的场面监视雷达系统中，飞行计划信息的获得仅限于飞行进程单中所包含的信息，还要受制于进程单打印机的工作状态。造成场面监视雷达系统的监视、控制等基本功能的不完善。

2.3  现用场监系统的飞行计划接入方式

上海区域管制中心建成后，浦东原有的Lockheed Martin 空管自动化系统的塔台设备随着新设备的启用而退出使用，场面监视雷达系统原来从进程单打印机获取飞行计划信息的方式也无法继续采用。同时，华东地区的飞行计划处理全部改由上海区管中心处理，而浦东塔台作为区管中心的一个远端塔台成为与区管中心Eurocat-X自动化系统紧密相连的一部分。而区管中心自动化系统的远端塔台网络结构也为新的飞行计划信息集成方式提供了便利，并且Eurocat-X自动化系统自身具备较为完善的场面监视雷达的接口支持能力。

为了从区域管制中心自动化系统直接获取飞行计划信息，HITT公司在升级项目中根据Thales公司提供的场面监视雷达接口控制文件Eurocat-X/SMR INTERFACE CONTROL DOC-

UMENT开发了接口飞行计划接入配置文件控制软件。

2.4  自动化系统与场监设备间的传输方式

区管的CDP根据离线数据的预先定义，实时读取主系统数据库中的信息，通过软件模块将选择的信息数据发往路由器，经由光环网发往指定的塔台分区。当目的地路由器收到数据后，通过本地CDP处理收到的数据并向浦东塔台分区的局域网广播发送。

欧洲猫A、B网交换机分别引接至两个CISCO防火墙，两台防火墙分别引mgmt口接线至HUB连入日志服务器，日志服务器采用一台PC机加载虚拟机的模式构成2套日志记录。防火墙数据出口直接接入场监系统两台IP特别设定的网口。

3  飞行计划数据内容分析

3.1  飞行计划文件字节位结构分析

数据帧格式是按照UDP标准定义的，数据区域空白部分用空格即十六进制ASCII码“20”填充。SMR通过默认64位ping命令每十秒最多一次检测CDP的nr0端口。

FDR的内容组成定义如下：

FDR="FDR"++++

DES>++++++

UNWAY>++++

BER>+++

N_STATE>+++++

其中：

"FDR"该字段开头则该数据包的内容是飞行计划。

CALLSIGN=10{X}10——航班呼号，使用10位包含26个大写字母以及0-9十个数字来表示。

SSR_CODE=4{7}4——二次代码，使用一个四位8进制数表示。

ADEP=4{A}4——起飞机场，使用四位大写字母表示。

ADES=4{A}4——目的机场，使用四位大写字母表示。

TYPE=4{A}4——飞机型号，使用四位大写字母或数字来表示。

WTC=1{A}1——尾流，使用一位大写字母表示。

ETD=4{9}4——起飞时间，包含小时和分钟，用四位数字表示，其中前两位为00到23，后两位为00到59。

ETA=4{9}4——落地时间，规则同ETA。

RUNWAY=3{X}3——跑道号，3位大写字母或数字表示，描述起飞以及降落的跑道号。

SID=5{X}5——标准离港程序，五位大写字母或数字表示。

STAR=5{X}5——标准进港航路，五位大写字母或数字表示。

REGISTRATION_NUMBER=10{X}10——航班注册号，十位大写字母或数字表示。

FLIGHT_RULE=X——飞行规则，包括仪表飞行I、目视飞行V、先仪表飞行Y、先目视飞行Z。

FLIGHT_TYPE=X——航班类型，包括定期航班等，以S，N，G，M，X，E，J，B或Q表示。

LABEL_DATA=10{X}10——標签，十位大写字母或数字表示。

GATE=10{X}10——机场桥位信息，十位大写字母或数字表示。

FLIGHT_PLAN_STATE=4{A}4=飞行计划状态，

"PREA"表示预激活状态

"COOR"表示协调状态

"CONT"表示管制状态

"HAND"表示移交状态

"SUSP"表示悬挂状态

"INHB"表示抑制状态

"UNC"表示非管制状态

"FIN"表示结束状态

CFL=3{9}3——指令高度，3位数字，单位为百英尺

RFL=3{9}3——许可高度，3位数字，单位为百英尺

ATA=4{9}4——实际到达时间，规则同ETA

ATD=4{9}4——实际起飞时间，规则同ETA

ROUTE=30{}30——路径点

ROUTE_ELEMENT=

+

+

NAME=11{X}11——路径点，默认为空值

ETO=预计穿越时间，规则同ETA

FL=3{9}——3飞行高度，单位是百英尺

TUID项是唯一标识飞行计划数据的12字节数据，由自动化系统生成，这串数字是产生时间的毫秒级时间戳，FDP在同一个毫秒内不会产生多于一个的飞行计划。为标记无效的飞行计划，该数据传输时只传输TUID部分而其他字节位都为空格。

飞行计划数据的内容是根据字节位置确定的，具体如下：

字节位 内容

1-3 字符串“FDR”

4-13 航班呼号

14-17 二次代码

18-21 起飞机场

22-25 降落机场

26-29 飞机型号

30 尾流

31-34 起飞时间

35-38 到达时间

39-48 标签

49-51 跑道

52-61 桥位

62-66 标准离港

67-71 标准进港

72-81 航班注册号

82 飞行规则

83 飞行类型

84-87 飞行计划状态

88-91 实际起飞时间

92-95 实际到达时间

96-98 指令高度

99-101 许可高度

102-641 路径

642-653 计划唯一标识码

3.2  接口监视工具及场监对飞行计划的处理

场监系统还有用一个Eval-monitor工具，通过建立一个eval-monitor 连接可检查输入系统数据的实时信息。

telnet ip01 eval-plamas

Trying 10.15.1.51...

Connected to ip01.

Escape character is '^]'.

*** Welcome to PLAMAS ***

PLMATC_CVS_TAG：

PLMATC_1_0_0 （build 20071121561），

Nov 16 2007， 17：12：34

> ed input （檢查在PLAMAS上输入的飞行计划）

Received input data：

<！-- ID：2826679-->

NDC303A

2007-11-21

ESSA

EKCH

A

M82

MD82

M

SERDT

... etc ...

3.3  飞行计划处理

系统通过接口处理服务器接收飞行计划数据，然后送至TFP模块。TFP尝试匹配相关数据（包括SSR码、应答机码和应答机名）和系统收到飞机传回的信息。要是他们匹配，那计划的ID与系统航迹相融合。这被称为自动验证。

TFP会把计划送到管制界面，管制也可以手动地为航迹挂上计划。

4  结  语

现用场监系统完全依赖欧洲猫系统送至浦东分区的飞行计划数据，若欧洲猫主系统降级或链路等其他问题导致系统无法更新飞行计划，系统将只能对已有计划的航班进行挂单等处理，在恶劣天气时影响尤为显著。

参考文献：

[1] 甘成愿.场面监视雷达设备监控与状态采集系统的研发[J].电子测试，2013，（16）.

[2] 李斌，张冠杰.场面监视雷达技术发展综述[J].火控雷达技术，2010，（2）.