民用飞机ACARS数据链应用

摘 要：数据链技术在民航业务系统中的应用，能够有效提高运行效率和质量，为飞机飞行安全提供更为完整的数据。目前，我国多个民航机场已经广泛使用数据链技术，并且取得了一定成果。本文以民用航空领域飞机为对象，对其ACARS数据链应用进行几方面研究。

关键词：民用飞机；ACARS数据链；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.132

0 引言

在通信导航技术不断发展的过程中，越来越多的新技术被应用于空地通信自动化系统中，以此提高管理的效率和自动化程度。近些年，ACARS数据链的应用呈现出增长趋势，它能够克服传统通信系统的缺陷，实现地面管理与飞行机组的数字通信，是空地通讯系统的一大进步。

1 ACARS用于获取飞机状态

传统的ACARS数据链传输速度有限，并且在对数据进行比对和传输过程中，只能将部分信息发回地面。早期数据链按规定周期进行数据信息反馈，然后对不同的信息内容重新校定，比如当前时间、经纬度、高度、剩余油量等等，虽然能够被地面获取，但并不能保证地面完成对飞机的实时监控。因此，多数航空部门希望飞机在出现紧急状况时迅速获取相关数据，采取有效的应急措施。比如：飞机的实时航向、飞机的俯仰角度的。利用ACARS数据链也可以进行飞机系统参数的数据检测和报告，并对故障进行预警。早期的ACARS数据链并不能对这些信息完整传送，只能等到飞机着陆后才能获得飞机在飞行状态下的数据。而在现有的ACARS数据链的基础上，通过对地面AOC应用进行升级，可以提升地面对飞机飞行状态的监控能力，获得全面实时监控飞行状态数据信息的能力。

2 飞机状态监视应用

通过将不同的数据信息进行分类和整理，然后利用ACARS数据链进行信息传递，让被分类以后的完整数据信息快速传递，提高信息传递效率，这种传递方式与普通的应用信息获取方式相比，内容更加丰富，数据更新速度更快。

2.1 在数据链体系中的位置

根据使用功能对ACARS数据链进行层次分类，通常的分类方式为：数据链应用、协议和通讯子网三部分。利用AOC应用程序对飞机的状态进行实时监控，通过软件监管飞机飞行数据，获取最新的数据信息，然后进行储存。

2.2 实现步骤

飞机飞行数据需要实时监控，为了方便传输，需要对实时信息进行处理、封装、压缩和编码。

（1）飞机信息处理。飞机在飞行状态时会产生大量的数据信息，根据数据信息的格式和相应顺序进行分类，然后将不同的数据按格式排成比特数据流，以此作为单个的可被采集的数据信息点。这些信息按照不同阶段分为以下四个部分：飞行参数字段、系统状态字段、告警信息字段和结束标记。飞行参数字段完成了对飞行过程中的飞行参数的记录，比如飞机的实时经纬度、高度、气压、航向、风速、温差变化等，这些数据会根据不同的类型分类存储；系统状态字段获取了在飞行阶段的内部系统的相关数据，通过对数据的实时监控，了解飞机的内部系统运行状况以及工作模式。系统内容包括：电流、液压、电源、起落架等系统的工作状态，发动机运行情况等数据信息；告警码完成的是飞机故障的提示和预警工作，方便地面用户对飞机出现的安全隐患进行监控；结束标记需要避免与告警码数字重复，因此它在比特位置的标记结果填1，这也标记着他完成了飞机状态的数据采样，并可以很好的对不同采样点的数据信息进行区分。（2）信息封装。根据不同的采样周期进行信息获取，然后在不同时间段内建立多个连续的采样数据信息库。之所以对消息进行封装，是为了保证将不同阶段的数据信息有序排序，将最新阶段的数据信息靠前放置，方便进行信息的查询与使用。信息的间隔时间可以根据使用要求进行确定，这也在一定程度上决定了采样间隔时间的跨度。（3）数据压缩。利用多种信息压缩方法，对已经获取的大量数据信息进行压缩处理，方便进行信息的传输和存储，同时可以完成对信息的分类。比较常用的数据压缩算法有：动态马尔可夫压缩算法、DEFLATE算法等。数据的压缩过程可以根据使用要求进行配置，在对不同数据进行等级优化时，也可以根据数据资源的存储状况进行选择。（4）信息编码。数据编码的过程是完成数据的信息流转换过程，将信息从比特流形式转换为字符形式，方便进行信息的获取和阅读。通常选择64个可显字符完成信息编码表，并将比特流从六转换为八，被转化后的信息长度将在原基础上增加1/30。（5）处理流程。通过触发采样计时器获得飞机状态监控数据。飞机征集通电即可获得首次飞机参数、系统报告和告警信息有关的数据内容，然后系统自动识别，将信息按照不同字段进行分类存储，最终完成飞机状态信息的单个采样点存储任务。该过程完成以后，系统会默认将最新的采样点信息靠前排序，完成信息的更新，让最新的数据信息被优先显示和使用。

3 特点

飞机状态监视应用具有如下特点：

（1）既包含实时飞行参数，又涵盖飞机各系统工作模式状态以及故障告警信息，为地面用户实时全面地了解飞机状态提供了便利。

（2）在源端使用的信息都是面向比特的，相比于传统面向字符的ACARS应用，能够承载更多信息；同时在信息编码后仍能通过ACARS数据链网络进行传输，间接提升了ACARS数据链的有效信息传输速率。

（3）數据压缩过程进一步提高了飞机状态消息的数据容量，在采样间隔固定的情况下，能收集更多的采样点，使地面终端能更真实的还原飞行场景。

（4）飞机状态监视报告中具体的飞行参数、系统状态和告警信息，可根据用户需求配置；另外，采样间隔也可配置，体现了客户化应用的灵活性。

4 结束语

本文从三个方面对民用飞机ACARS数据链应用进行了分析，不难发现，我国民用航空通信管理系统在不断完善和进步，其现代化程度与自动化程度越来越高，进一步研究ACARS数据链应用，对我国民航的通讯管理系统创新有着一定的参考价值。

参考文献：

[1]刘庆云.基于地空数据链的飞机起飞前放行在广州白云机场的应用[J].科技信息，2014（12）：169-170+192.

[2]李书明，吕文礼，黄燕晓.ACARS空地数据通信系统及报文解析[J].装备制造技术，2014（02）：54-57.

[3]刘天华.民用飞机数据链通信管理技术[J].电讯技术，2010，50

（05）：84-88.

作者简介：唐进（1983-），男，贵州人，本科，中级工程师。