珠海终端区莱斯空管自动化系统设计与应用

黄宇军

摘   要：珠海终端区主用空管自动化系统将使用南京莱斯生产的NUMEN-3000系统，为进一步了解NUMEN-3000系统，帮助技术维护人员深入掌握系统的原理及其维护。文章从系统总体架构、系统配置、席位配置等方面对系统进行分析。

关键词：空管自动化系统;莱斯NUMEN-3000系统;系统总体架构;配置

美国Telephonics Aerotrac型空管自动化系统自1999年9月在中国民用航空珠海进近管制中心投产运行以来，一直作为主用空管自动化系统沿用至今，随着近年来Telephonic自动化系统设备老化、技术支持严重不足等问题日益突出，未来珠海终端区主用莱斯自动化系统设计、进场安装与投产运行将尤为重要。珠海终端区主用莱斯NUMEN-3000自动化系统预计于2020年正式投产运行，主要满足珠海终端区的管制指挥服务。莱斯NUMEN-3000自动化系统在硬件设计上已考虑了资源利用的冗余因素，服务器、工作站及网络设备，功能和性能强大，足以满足珠海终端区未来业务增长对系统负荷增加的需求。

1    系统总体结构

珠海终端区自动化系统的雷达数据处理（Radar Data Processing，RDP）及飞行数据处理（Flight Data Processing，FDP）功能采用3地共享的系统结构，系统总体结构如图1所示。珠海终端区自动化系统配置为扩容24个管制席位，其中雷达管制席位16个，非雷达管制席位4个，席位维护监控席2个，塔台席位2个;另升级珠海进近2个利旧管制席位以及深圳宝安机场塔台5个利旧管制席位;终端区项目实施完工后最终规模为31个管制席位。系统具备雷达航迹及飞行数据信息共享同步、二次代码统一分配管理、管制扇区间屏幕电子移交等功能，实现珠海进近管制中心、深圳宝安機场塔台、珠海金湾机场塔台之间无缝协调和管制移交，具备双跑道运行功能。

珠海进近管制中心到深圳宝安机场塔台直线距离约48.3 km，珠海进近管制中心到珠海金湾机场塔台直线距离约33.8 km，珠海进近管制中心设备机房服务器到中心管制大厅席位约100 m。NUMEN-3000系统A网将利用多协议标签交换（Multi-Protocol Label Switching，MPLS）设备，提供系统（珠海进近管制中心至深圳宝安机场塔台及珠海金湾机场塔台）运行所需带宽（可提供带宽不少于2 M）;B网将租用两路不同运营商网络（珠海进近管制中心至深圳宝安机场塔台及珠海金湾机场塔台）接入核心交换机，以负载均衡的方式实现两地透传;珠海进近管制中心内部采用1 000 M局域网互联，深圳宝安机场塔台以及珠海金湾机场塔台各自机房内部采用光纤方式实现互联。

2    系统配置

2.1  信息引接子系统

NUMEN-3000自动化系统需要输入或输出的各种雷达数据、飞行动态数据、气象数据、系统航迹、ADS-B监视信息和MLAT等数据都利用珠海终端区传输设备来传输。雷达信号（包含S模式雷达信号）、ADS-B信号、MLAT信号等输入信息将从现场设备大厅用户传输机柜中引接。系统提供监视数据引接分配单元、协议转换器、多协议网关等用于监视信号引接的硬件设备，以及引接飞行数据的异步数据分配器、串口通信设备等用于飞行数据引接的硬件设备。信息引接子系统主要由监视数据前置处理设备和数据通信处理设备等组成[1]，前者主要是用于对雷达，ADS-B，MLAT数据等相关数据的输入/输出，后者主要完成与飞行相关数据及其他数据的引接和预处理，如图2所示。

2.2  监视数据前置处理设备

前置处理设备包括4台雷达数据前置处理机，采用冗余配置，对雷达信号、ADS-B等监视数据进行预处理，并接入系统专用数据引接工作网，将预处理后的监视数据分别送至2套监视数据处理机。

2.3  旁路监视数据前置处理设备

前置处理设备包括4台雷达数据前置处理机，采用冗余配置，对雷达信号、ADS-B等数监视据进行预处理，经过比选/选优处理监视数据，输出到监视数据处理服务器进行监视数据融合处理，再通过专用数据引接工作网，将预处理后的监视数据分别送至2套旁路监视数据处理机[2]。

2.4  数据通信处理设备

数据通信处理设备由2台网络接入路由器、2台数据接入路由器、2台异步端口转换器（N-Port）和2台数据通信处理机组成2套冗余处理设备，主要处理GPS时钟、航空固定电信网（Aeronautical Fixed Telecommunication Network，AFTN）数据、GRIB数据、气象雷达等数据，GPS时钟源通过网络接入DCP，以实现系统的自动对时。

2.5  数据处理子系统

数据处理子系统负责飞行数据处理、监视数据处理、飞行数据与监视数据相关处理和告警处理，均采用互为冗余的热备份处理方式，在任何情况下互为冗余的热备份处理器不会因为其中任何一台的软/硬件故障（包括双机之间内部协调机制的异常）而影响该冗余设备所承载的功能正常运行。只有在线处理器的硬件或软件发生故障或人工发送转换指令时，系统才会发生切换，在主备切换过程中，不会丢失任何数据。

2.6  监视数据处理设备

包括2台监视数据处理机和2台旁路监视数据处理机，用于多源监视数据融合处理。多源监视数据融合是整个系统的信息基础，采用冗余结构设计，切换时不影响系统对该监视数据源的正常处理，不会引起数据的丢失和管制屏幕的闪烁、重影现象。

系统在珠海进近管制中心、深圳宝安机场塔台、珠海金湾机场塔台具有独立的旁路处理功能，配置一个单独的旁路网络，旁路网络能够独立传输并在席位上显示单路监视数据。当珠海进近管制中心雷达数据处理服务器故障或3地自动化网络传输故障时，深圳宝安机场塔台以及珠海金湾机场塔台两地配备的本地雷达数据处理服务器仍能确保其席位终端可以从本地雷达数据处理服务器获取雷达数据。同一监视数据源的两路输入都分别输入到各监视数据处理机进行处理，且监视数据处理功能能对所有的监视数据输入信号主、备路由进行自动比选。

2.7  飞行数据处理设备

飞行数据处理设备由2台双冗配置FDP和1台旁路飞行数据处理机（Bypass Flight Data Processor，BFDP）组成，用于飞行计划数据的综合处理。旁路飞行数据处理机能够保持与飞行数据处理一致的静、动态数据，当2台飞行数据处理机均故障时，能够自动承担飞行数据处理功能;当飞行数据处理机恢复工作时，能够向其输出当前最新的飞行动态。

2.8  地空数据处理机

地空数据处理机由2台处理机组成，用于实现地空通信数据CPDLC、数据控制语言（Data Control Language，DCL）等的处理，同时，可以实现中期冲突探测、飞行计划冲突探测处理等功能。处理机接入系统A，B，C以太局域工作网，与全系统沟通。

2.9  珠海进近管制中心管制席位

珠海终端中心管制席位包括雷达管制席、主任管制席、备份管制席、通报协调席、通用航空席、军民航协调席、香港应急协调席、空中交通管制（Air Traffic Controll，ATC）放行席、流量管理席和计划编辑席等管制席位，用于珠海终端区管制人员监视空中综合态势、对飞行进程进行管理等[3-4]。

2.10  珠海塔台管制席位

珠海塔台管制席位包括雷达管制席和主任管制席等管制席位，用于珠海塔台空管制人员监视空中综合态势、对飞行进程进行管理等。

2.11  深圳塔台管制席位

深圳塔台管制席位包括东塔台管制席、西塔台管制席、备份管制席和主任管制席等，用于塔台管制员监视空中及机场场面综合态势、对飞行进程進行管理等。

3    结语

笔者从整体上把握和理解莱斯NUMEN-3000自动化系统，从系统总体架构、系统配置等方面分析该套系统，希望通过对系统的设计分析，能对技术维护人员深入理解这套自动化系统起到帮助作用。

[参考文献]

[1]公言会.航路网络规划技术研究[D].南京：南京航空航天大学，2015.

[2]王媛丽.莱斯空管自动化系统适应性数据的维护和管理[J].通讯世界，2017（6）：240-241.

[3]黄肖超，周禄华，李国竞.S模式雷达技术在国产NUMEN-3000空管系统中的应用[J].自动化与信息工程，2018（4）：16-19.

[4]林安.空管自动化系统应用与维护技术分析[J].中国新通信，2019（7）：92-93.