哈尔滨机场导航设备无线集中监控系统

黑龙江省哈尔滨太平国际机场管理集团有限公司飞行区管理部 吕广舒

黑龙江省哈尔滨太平国际机场民航黑龙江空管分局 毕丽波

机场的导航设备、设施是引导飞机航路飞行和安全着陆的重要设备，在保证民航飞行安全过程中至关重要。对于机场导航设备的远程遥控，传统的方法是架设专线线缆进行控制，由于受多种因素的影响，这种方式的弊端日益显现。针对哈尔滨机场导航设备远程遥控存在的问题，明确提出无线集中测控的方案，并经多年试用，该系统使用方便直观，工作稳定可靠，系统留有足够的冗余，为增加场内盲降、全向信标设备和集团支线机场导航设备的大数据集中智能管理奠定了坚实的基础。

1 哈尔滨机场导航设备概况

1.1 哈尔滨机场导航设备的特殊性

哈尔滨机场外场有5个导航台，即北远台、北近台、南近台、南远台、水泉台，生产厂家多，结构比较复杂。由于设备种类多，设计安装导航设备远程无线集中测控系统难度较大。

1.2 导航台站地理环境的复杂性

导航设备原控制系统为有线遥控，设备原有监控系统安装在机场导航监控室，最远导航距离监控室十公里，通信效果不好，且大部分都是丘陵地带、地形复杂，原铺设的电缆很容易出现断线或短路故障，城市建设改造频繁，特别是雨雪天气，巡台、维修非常困难，出现问题导航设备在短时间内无法正常使用，给管理工作带来很多不便。

2 无线集中监控系统的设计思路

2015年初经过反复分析论证，提出了选用导航设备通过GPRS DTU远程无线集中测控的方案。在机场设控制中心安装测控主机1台，在场外5个台站各设终端机1台，每个导航台上导航设备数据通过GPRS DTU传送到测控中心，完成对5个导航台设备集中管理、测量、控制、生成报表、告警提示和告警发送短信到相关人员的手机上，进而实现对MB10指点标和sa100型sa200型ndb设备的远程集中监控，到2015年底成功安装此套监控系统，经试用证明总体设计合理，工作稳定可靠，对导航设备的正常运行提供了可靠保障。

3 哈尔滨机场导航设备无线集中监控系统简介

3.1 系统组成

该系统由主控机和5个无线监控终端机组成。主控机部分包括的设备有：监控计算机主机、打印机、显示器、电源等。无线监控终端机包括：计算机主板、GPRS DTU、电源、外围接口电路等。可完成对各类通信设备的模拟量、状态量和开关量的数据采集和控制。该系统采用主从方式，由人工操作主控机发布命令，终端机收到命令后，进行识别并完成主机下达指令的操作，然后回送现场信息；主控机对回送的信息加以处理，根据要求进行存储、显示、统计打印等。终端机平时处于监控状态，一旦发现设备出现异常或故障时，立即向主控机发出告警信号，主控机随即转去处理告警信息，并显示、记录告警内容，发出告警音响，同时发送短信到相关人员的手机上，提醒值班人员。

3.2 系统主要功能

（1）远程控制开关机功能：人工通过操作主控机，可实现对指定导航设备的开启和关闭。

（2）远程监视功能：系统可完成对各远近台导航设备的定时自动检测，也可人工操作主控机对指定设备进行抽测。这样可以随时获取所有台站设备的工作参数，如开关机状态、工作电压等。

（3）设备关闭电源异常等告警功能：当终端机检测到某些参量出现异常时，会立即将发生问题的台站名称、告警时间、告警数据等信息及时显示、存储下来，发出告警音响，同时发送短信到相关人员的手机上，提醒值班员及时做出处理。

（4）终端机可完成对室内市电电压、UPS电源、温度、湿度、空调和进入报警的检测和控制。

（5）报表生成功能：可随时根据需要，由值班员打印输出所需设备工作表、运行时间统计表和告警记录表。

3.3 系统稳定可靠的保障措施

（1）系统中关键设备：主控计算机选用无风扇工业控制计算机全封闭机箱，可屏蔽各种辐射干扰，可连续不停机运行，通信设备采用GPRS DTU，稳定性高、可靠性强。

（2）系统软、硬件设计上采取了多种抗干扰措施，经过软件进行纠错码处理，然后再利用软件调制方式将信号调制成适合GPRS传输的信号，接收端将信息还原。这种软件调制与解调方式具有抗干扰能力强、保密性好等优点。由于导航设备空间电磁辐射和线路耦合干扰信号很强，对此，我们采用了光电隔离和屏蔽等措施，确保计算机正常运行。此系统的终端机模块采用贴片焊接工艺，CPU主板还具有可靠的自动复位电路，任何意外干扰都不会造成终端机锁定。

（3）传输方式选用新型的GPRS数据传输方式，安装天线方便，通信距离远，抗雷击性能好，抗干扰能力强，工作稳定。

（4）系统具有高储备特点。电源供电设备我们选用了冗余大开关电源。

（5）每台测控终端机都配置了一台满足控制系统容量及可靠性要求的UPS不间断电源，自带不少于6h对UPS额定供电容量的电池。

3.4 主要技术指标

（1）主测控机：主测控机可管理255个测控终端，由于传输的数据信息采用了纠错编码、软件调制解调技术，其误码率为零。主监控机可对任意监控终端机实现开关量、状态量模拟量的监控。主监控机能够随时监控端机的运行参数，随时呼叫某一测控终端机。系统软件设置有密码设定与修改，通信端口设置，巡测周期设定功能，各终端的参数、系数和校正值均可设置，主机可在设定周期内，自动监控所有终端，循环把远近台导航设备的运行状态和参数显示在主机显示器上，把远近台导航设备运行状态和参数以符合现场导航设备面板状态的图形方式在主机显示器上显示，可随时接收测控终端机发出的告警信息，包括导航设备和其它设备工作状态异常信息。并对值班人员进行告警提示，同时将告警信息自动存入告警数据库。可根据实际需要随时打印设备告警信息、环境等各种数据，供工作人员对设备及系统运行进行分析和调整。电源：交流220±30V，功耗<200W。主测控机能保证在工作环境温度为-10～+70℃，相对湿度0～95%（无凝结）的环境下长期可靠运行。

（2）测控终端机：测控终端机采用GPRS DTU方式远程传输数据，终端机智能化也可以随时接收主控机命令，完成对导航设备的主机、备机切换和开机、关机等操作。电源：交流220±30V，功耗<50W，直流输出电压+5V+12V和-12V。终端机能保证在-40℃～+70℃、相对湿度95%（无凝结）的环境下长期可靠运行。

4 展望未来

随着民航系统大数据计算机管理网络的延伸，我们安装的这套导航设备集中测控系统冗余量大，为哈尔滨机场增加场内盲降、全向信标和黑龙江各支线机场导航设备的集中管理测控，打下了良好的基础，以实现黑龙江机场管理集团有限公司大航务专业化管理，为飞行安全提供可靠的基础保证。