机载设备数据异常的STCA告警分析

民航宁夏空管分局 马 博 罗祖川

空管自动化系统中STCA（Short Term Conflict Alert)）告警对民航航空器飞行安全起至关重要的作用，STCA告警的及时性和有效性对管制员指挥航空器起到决定性作用，有时因为机载设备数据异常导致自动化系统出现不正常的STCA告警和高度跳变会给管制员带来一定的误导。针对以上问题，文章通过对实例现象不同雷达在同一时间数据进行了详细的对比分析，结论表明机载应答机下发的数据异常导致自动化系统产生STCA告警和高度跳变。

空管自动化系统作为民航空管管制部门实施对空指挥的核心系统，通过处理一/二次雷达信号、ADSB、飞行计划、报文、MLAT、气象数据等，为管制员提供空中飞行态势的显示和各种飞行冲突及各种异常的告警，在确保民航空管对空指挥任务的安全实施中发挥着重要的作用。

短期冲突告警STCA是指当空中航空器之间的水平和垂直间隔同时小于或者在设定的告警时间内将要同时小于自动化系统设置的参数数值时，自动化系统产生的告警，给予管制员实时有效的预告警提示，两航空器有小于安全间隔标准的趋势，及早调整航空器的飞行路径或高度。航空器间隔太小会极大增加安全风险，因此STCA告警是空管自动化系统中最重要的告警之一，同时也是管制员进行冲突调配的主要信息来源之一。文章以某空管单位目标的雷达探测高度与真实高度不一致为实例，分析自动化系统STCA告警产生的原因。

1 实例分析现象

2021年01月25日空管某单位UTC时间04:58:46自动化显示航空器A的目标高度5100m，UTC时间05:01:21自动化系统显示航空器A高度变为1800m，此时航空器高度为修正海压2370m下降，从而触发自动化黄色STCA预警。UTC05:01:25自动化系统显示航空器高度变为5030m，黄色STCA预警解除。

2 实例原因分析

自动化系统所显示的目标高度是由二次雷达通过模式C询问，飞机应答机接收询问后应答下发，最后经雷达接收解码后传输至自动化系统，并非地面雷达设备测出。经过分析，造成自动化系统标高度跳变的原因可能有以下几个方面：雷达原因、自动化系统原因以及飞机原因，具体故障分析如图1所示。

图1 故障分析框图

2.1 自动化系统原因

自动化系统提示STCA冲突告警，说明在自动化系统中两架航空器的水平和垂直间隔同时小于系统设置的安全间隔距离，导致自动化系统上航空器高度跳变的原因可能有两个方面：

（1）自动化系统高度融合处理错误

经过检查告警发生时，自动化系统无软硬件故障，系统各项参数均正常，主备自动化均出现目标高度跳变情况，除了航空器A外，其它航空器均未出现高度跳变现象，排除了空管自动化系统高度融合处理错误的可能性。

（2）引接雷达数据出现高度跳变

通过检查数据源信号，发现三部雷达送出的航空器A高度码均出现了高度跳变。经过对雷达数据分析，空管自动化系统工作正常。

2.2 雷达原因

（1）硬件故障

经检查，在自动化系统三次触发STCA告警期间，吴忠雷达（意大利SELEX雷达，型号为SIR-S）、九洲雷达（四川九洲雷达，型号为JZDAB01）、临河雷达（西班牙INDRA雷达，型号为IRS-20MP/L MODE S 2NA）三部雷达设备硬件工作正常、无任何告警情况，检测主备通道各项参数均正常。因此排除雷达设备硬件故障导致目标高度跳变。

（2）软件故障

经过查看三部雷达的日志文件，未发现雷达软件异常信息。通过对三部雷达告警时间段内的原始数据进行人工解码后发现，经人工译码后的飞机高度与雷达设备译码后的高度一致。三部雷达在告警时间段内，现象基本一致，三部雷达由于是不同国家、不同模式工作，同时发生解码错误的概率极低，相互佐证，可证明三部雷达译码正常。以2021年01月25日目标航空器A为例，对自动化STCA预警期间的雷达数据进行人工解码，结果与雷达探测的目标高度一致。另在航空器A目标高度跳变期间，观察其余航空器方位、高度和距离均显示正常，无高度跳变现象。综上，排除雷达设备软件数据处理及译码错误导致目标高度跳变，雷达设备工作正常，具体雷达数据分析如表1所示。

表1 具体雷达数据分析

2.3 飞机原因

（1）飞机机动

由于出现目标高度跳变的航空器A均为军航飞机，经咨询，在自动化系统出现STCA告警期间，军航飞机未进行大幅度机动飞行，故排除飞机机动飞行因素。

（2）机载设备原因

航空器高度数据是通过机载高度气压表得到高度数据，然后通过机载应答机下发至雷达，目前不掌握军航航空器A机载设备相关情况。

2021年1月25日自动化系统触发STCA冲突告警，未对管制运行造成影响。自动化系统触发STCA告警的直接原因是二航空器A的雷达探测高度与真实高度不一致，雷达接收到目标航空器A机载设备下发的高度数据存在异常与偏差，导致自动化系统出现STCA告警和高度跳变。