北京大兴国际机场A-SMGCS系统中数字放行功能分析

2021-05-16 17:25刘家琛

现代信息科技 2021年22期

摘要：北京大兴国际机场A-SMGCS高级地面监视引导系统是全国塔台范围内较为先进的自动化系统，其与DCL系统协作实现的数字放行功能可以减轻管制员及飞行员的工作负荷，降低人为因素造成不安全事件发生的可能性。文章主要介绍了两套系统之间的交互方式，通过A-SMGCS相关日志分析报文交互流程以及数字放行功能在大兴国际机场实际应用运行过程中遇到的问题。

关键词：A-SMGCS高级地面监视引导系统;DCL系统;数字放行

中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）22-0130-04

Abstract： The A-SMGCS advanced ground monitoring and guidance system of Beijing Daxing International Airport is a relatively advanced automation system in the national tower. The digital release function realized in cooperation with DCL system can reduce the workload of controllers and pilots and reduce the possibility of unsafe events caused by human factors. This paper mainly introduces the interaction mode between the two systems， analyzes the message interaction process through A-SMGCS related logs， and the problems encountered in the practical application and operation of digital release function in Daxing International Airport.

Keywords： A-SMGCS advanced ground monitoring and guidance system; DCL system; digital release

0 引言

北京大興国际机场A-SMGCS 高级地面监视引导系统，用于担负塔台管制任务，保证场面和机场的运行效率和安全。严格遵照ICAO技术规范和中国民航行业标准，采用最先进的技术，引接多种外部信号，以满足北京大兴国际机场的管制需求，确保管制区域内的飞行安全，提升飞行效率[1]。同样为了能够减少管制中人为因素的影响及安全隐患，增强信息传送的安全性，提高起飞前放行许可的执行效率，大兴国际机场建设有一套DCL飞机起飞前放行系统，并与A-SMGCS系统有数据交互。DCL系统是地空数据链在空管领域的应用，通过基于地空数据链的双向通信来实现飞行员与塔台管制员之间的信息交换，实现数字化放行。

1 系统介绍及信号流程

1.1 A-SMGCS系统介绍

A-SMGCS 是对机场范围内，航空器、车辆等目标提供可靠的监视、控制、滑行路径规划及引导服务的综合集成信息处理系统，通过处理机场场面各监视源信息，控制灯光系统，为空管塔台管制与航空器机坪管制提供服务。目前大兴国际机场A-SMGCS 系统实现了ICAO指导手册——《高级地面引导和控制系统（A-SMGCS）手册》中定义的四级功能，即监视、告警、路由规划、灯光引导。此外，系统还具有电子进程单、统计分析、流量管理、气象信息、数字放行等辅助功能。

A-SMGCS 系统引接集成了各类地面信息，例如停机位信息、机场灯光信息、DCL。获得这些信息后，系统就掌握着大量的地面信息资源，将其整合为面向服务的标准信息，实现机场地面信息资源共享，为机场各应用系统间的交互提供可靠的基础设施，为未来信息系统间的互操作和协同打下基础。

A-SMGCS系统主要由A＼B＼C三网、服务器、接口交换机、管制席位组成。系统中主要服务器有DCP数据通信处理服务器、FDP飞行数据处理服务器、SDP监视数据处理服务器、RTP路由规划处理服务器、GCP灯光引导处理服务器，以上服务器均为双机热备份。其中DCP主要负责与外部系统进行数据交互，对接受的数据进行预处理。FDP主要对飞行计划数据信息进行处理、存储及分发，通过解析与飞行计划相关的外部数据，在系统内创建、匹配飞行计划，从而给管制提供完整的飞行数据。

席位方面，塔台范围内主要分为SUP主任管制席、DLV放行席、COOR协调席、GND地面席、TWR塔台席。主任席可进行在线席位开放合并管理，其他各个有管制权限的席位可通过对电子进程单的拖拽、点击或修改电子进程单状态、内容，实现各个席位之间的管制权限移交。其中放行席是离港航班的第一个管制席位。

1.2 DCL系统介绍

民航数字空管集成系统遵循中国民航局发布的基于地空数据链的飞机起飞前放行服务标准，系统包含数字化起飞前放行系统（简称为：数字放行系统、DCL系统）和数字化航站自动情报服务系统（即DATIS系统）两部分。其中，DCL系统主要用于解决人工话音预放行服务中出现的机场甚高频通信频道拥挤、话音歧义性等问题。DCL系统的应用，能大幅降低管制员、飞行员的工作强度和工作压力，减少运行中因人为因素造成的安全隐患，提高机场运行的效率和安全性[2，3]。

数字放行系统需要用到RGS地面站、网控中心、地面传输网络、BGS网关、DCL服务器、防火墙、自动化接口设备[4]。其中BGS网关、DCL服务器、防火墙、自动化接口设备安装于大兴国际机场东塔台辅楼机房，即作者所辖设备，其余部分由数据公司的网控中心和机场进行维护。

1.3 A-SMGCS與DCL交互流程

A-SMGCS 系统通过TCP/IP方式与DCL系统进行数据交互，机组发送的放行申请首先由RGS地面站接收，通过数据公司的网控中心将报文发送给位于大兴东塔机房的BGS网关集群设备，由DCL服务器进行处理形成报文并发送给A-SMGCS系统，然后由A-SMGCS系统DCP服务器上的CETC_MQDCL进程进行接收与预处理该申请放行报文，最后到FDP服务器上的CETC_DCL进程负责处理以及发送相关报文，再通过DCL模块传回给机组，完成数字放行处理过程。

机组在不早于预计撤轮挡时间前20分钟时，申请放行，发送RCD报文给网控中心，随后转发给A-SMGCS系统，通知管制收到机组的放行申请。

2021-10-06T13：00：24.636Z ADCC_ReceiveXMLMsgFromADCC：： [<？xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”？>

<ndFlightID=”CSN6473” Departure=”ZBAD” Destination=”ZUGY” ATIS=”E” GATE=”102” Type=”B738” Rmk=””>30111</nd>

</Receiver>

</ACARS>

] start..

2021-10-06T13：00：24.649Z ADCC_ConvertADCCStatusSendToFDP：： RECEIVE ADCC ACID=CSN6473 flag==1; [PZT_RCD =1 ，PZT_OUTCLD =2 ，PZT_CLDOK =3 ，PZT_CLDFAIL =4 ， PZT_CLDTMOUT =5 ，PZT_CLDDSCD =6 ，PZT_CDA =7 ，PZT_WGSYNTAX =9，PZT_WGFAIL=10].

日志中代码“30111”表示接收到正确的RCD请求报文，“flag==1”“PZT_RCD=1”表明A-SMGCS系统将收到的下行报文转译为内部flag标识，即：flag码1代表收到RCD。

2021-10-06T13：00：24.689Z ADCC_Process FdpPlan：：SEND PLAN TO ADCC ACID=CSN6473 gnd_status=REQ type=FPL depad=ZBAD destad=ZUGY runway=35R sid= ssr=3034 oridepdate=20211006132000 depdate=2021-10-06 13：20：00 deptm=1320 PLANE=B738 atis=D gate=102 cfl= rfl=S0980 remark=.

在A-SMGCS系统收到机组的RCD报文后，会给机组回复一份FSM逻辑确认报，表示正常接收RCD报文。如日志中所写，该计划在A-SMGCS系统中的状态从PRE变为REQ，并将状态变更信息同步给DCL系统。

管制员在A-SMGCS系统终端界面的电子进程单窗口，鼠标中键点击REQ状态的计划进程单的状态栏，弹出DCL编辑窗口，编辑放行信息并发送给机组，此时系统通过网控中心给机组发送CLD报文[5]。

2021-10-06T13：00：32.322Z ADCC_SendCLDMsgToADCC：：flag[1] [1：send cld; 2：del rcd ].ACID=CSN6110 depad=ZBAD destad=ZYTX runway=11L sid=DOT01D ssr=A3023 mmdd=20211006131500 deptm=1315 frequnce=121.875 atis=D cfl=0900 rfl=0890 remark=DEP FREQ 120.6 QNH 1024 .

日志中“flag”后面的1表示发送CLD指令，若为2则表示取消CLD指令。数据公司在接收后进行处理并将结果反馈给A-SMGCS系统。

2021-10-06T13：00：34.626Z ADCC_ReceiveXMLMsgFromADCC：： [<？xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”？>

<ndFlightID=”CSN6110” Departure=”ZBAD” Destination=”ZYTX” DCLStatus=”30”>30211</nd>

</Receiver>

</ACARS>

] start..

2021-10-06T13：00：34.639Z ADCC_ConvertADCCStatusSendToFDP：： RECEIVE ADCC ACID=CSN6110 flag==2; [PZT_RCD =1 ，PZT_OUTCLD =2 ，PZT_CLDOK =3 ，PZT_CLDFAIL =4 ， PZT_CLDTMOUT =5 ，PZT_CLDDSCD =6 ，PZT_CDA =7 ，PZT_WGSYNTAX =9，PZT_WGFAIL=10].

数据公司接收到CLD报文并校验通过后会通知A-SMGCS系统，如日志，报文码“30211”表示“CLD过程处理正常”，“flag==2”代表给机组发出CLD。

2021-10-06T13：00：38.656Z ADCC_ReceiveXMLMsgFromADCC：： [<？xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”？>

<ndFlightID=”CSN6110” Departure=”ZBAD” Destination=”ZYTX” DCLStatus=”32”>30227</nd>

</Receiver>

</ACARS>

] start..

2021-10-06T13：00：38.667Z ADCC_ConvertADCCStatusSendToFDP：： RECEIVE ADCC ACID=CSN6110 flag==3; [PZT_RCD =1 ，PZT_OUTCLD =2 ，PZT_CLDOK =3 ，PZT_CLDFAIL =4 ， PZT_CLDTMOUT =5 ，PZT_CLDDSCD =6 ，PZT_CDA =7 ，PZT_WGSYNTAX =9，PZT_WGFAIL=10].

在数据公司通过地空数据链将CLD报文发给飞机后，也会通知A-SMGCS系统，如日志，报文码“30227”表示“收到MAS更新”，“flag==3”代表成功给机组发出CLD。

在机组接收CLD报文并核对信息无误后，会发确认消息CDA报。A-SMGCS系统发出CLD报以后的3分钟之内，需要收到与CLD匹配CDA报文，此时系统才确认放行成功，计划状态变为PDC，后续管制手动将状态变更为CLD标记为已发放行。

2021-10-06T13：00：52.628Z ADCC_ReceiveXMLMsgFromADCC：： [<？xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”？>

<ndFlightID=”CSN6473” Departure=”ZBAD” Destination=”ZUGY” DCLStatus=”31”>30221</nd>

</Receiver>

</ACARS>

] start..

2021-10-06T13：00：52.646Z ADCC_ConvertADCCStatusSendToFDP：： RECEIVE ADCC ACID=CSN6473 flag==7; [PZT_RCD =1 ，PZT_OUTCLD =2 ，PZT_CLDOK =3 ，PZT_CLDFAIL =4 ， PZT_CLDTMOUT =5 ，PZT_CLDDSCD =6 ，PZT_CDA =7 ，PZT_WGSYNTAX =9，PZT_WGFAIL=10].

日志中报文码“30221”表示“收到正确的CDA报文”“flag==7”代表数字放行成功。

在日志中A-SMGCS系统内部flag标识若为4、5、6、9、10则表示放行失败，其中4为CLD失败，5为CLD超时，6为CLD丢弃，9、10均为网关错误。

2 案例分析

2.1 CDA匹配检查失败

2021年3月28日，管制反映在A-SMGCS系统中某航班在发PDC后计划状态回退至PRE。查询日志，该计划于（UTC）4：5：59收到数据公司发来的代码为30235“CDA匹配检查失败，删除” 的报错信息，如图1所示。

原因分析：数据公司在接到机组发出CDA报后，与数据库中计划进行匹配时，未找到该航班数据，所以返回匹配失败代码。厂家工程师分析怀疑数据库存在问题，建议切换备机运行;备机运行一段时间后仍出现相同问题，后排查怀疑为Redis数据库问题，将Redis版本由3.0.7升级为目前的3.2.9。

2.2 CLD过程RCD匹配异常

2021年7月13日，管制反映在A-SMGCS系统中某航班PDC失效。查询日志，该计划数据公司发来的代码为30142 “CLD过程RCD匹配异常” 的报错信息。

原因分析：A-SMGCS系统同一时刻发出了两条CLD放行确认消息，如图2所示，DCL系统在第一次收到CLD放行确认消息后，便对该航班数据进行操作，在第二次收到CLD放行确认消息后，由于数据已变更状态，所以第二次CLD放行未匹配到相关数据，所以提示CLD匹配异常，但机组已收到CLD消息。

3 结论

本文主要介绍了目前大兴国际机场的数字放行实现原理，以及在投入运行2年多时间中出现的部分问题。回顾这两年来的故障记录，A-SMGCS 系统作为管制员指挥的重要辅助工具，其功能在逐步完善和强大的过程中，我们作为设备维护人员对系统架构及功能的了解也在逐步加深。

参考文献：

[1] 邢晋.北京大兴国际机场A-SMGCS高级地面监视引导系统中监视数据的处理 [J].数字通信世界，2020（5）：85+153.

[2] 李安娜.贵阳数字通播与数字放行系统典型故障案例分析 [J].电脑知识与技术，2018，14（11）：212-213.

[3] 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.

[4] 马凯.DCL与 D-ATIS系统效能提升和应用分析 [J].指挥信息系统与技术，2019，10（4）：43-46.

[5] 庄青.北京大兴国际机场场面运行管理自动化系统建设 [J].航空计算技术，2020，50（2）：82-85+89.

作者簡介：刘家琛（1995.05—），女，汉族，北京人，助理工程师，本科，研究方向：空管自动化。