呂超

摘 要：場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)已成為機場區(qū)域航空管制不可或缺的重要系統(tǒng)設(shè)備，目前中南空管區(qū)域除廣州白云機場塔臺具有較長時間的場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)使用經(jīng)驗，其他地區(qū)機場都處于系統(tǒng)新搭建啟用或者計劃啟用階段，同時新品牌場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)也加入選擇行列，文章通過對中南區(qū)現(xiàn)運行使用和即將投入運行的場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)，分別從設(shè)備結(jié)構(gòu)、軟件功能、硬件配置等方面進行了全方位，多角度的對比研究，分析各系統(tǒng)優(yōu)缺點，總結(jié)出場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)理想架構(gòu)。

關(guān)鍵詞：場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)；NOVA9000；HITT；天樞2000

中圖分類號：V355 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2945（2018）23-0069-03

Abstract： Scene monitoring automation system has become an indispensable and important system equipment in airport regional air traffic control. At present， in addition to Guangzhou Baiyun Airport tower， the central and southern air traffic control area has a long time experience in using scene monitoring automation system. Airports in other regions are in the stage of opening or planning new systems， and the new brand scene monitoring automation system has also joined the selection process. This paper makes a comprehensive and multi-angle comparative study on the scene monitoring automation system which is in use and will be put into operation in Central South area from the aspects of equipment structure， software function and hardware configuration， and analyzes the merits and demerits of each system. The ideal architecture of scene monitoring automation system is summarized.

Keywords： scene monitoring automation system； NOVA 9000； HITT； Tianshu 2000

1 系統(tǒng)概述

目前，中南區(qū)使用的場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)主要為以下三套：NOVA9000、HITT A3000、天樞2000場面監(jiān)視處理系統(tǒng)。

1.1 NOVA9000場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)簡介

NOVA9000場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)，由西班牙Indra Navia公司提供， 其中自動化處理程序部分由挪威Navia部門提供。NOVA9000系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主體部分為雙網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)，配置單獨的回放數(shù)據(jù)子網(wǎng)，各數(shù)據(jù)處理服務(wù)器為雙機熱備冗余配置。場面雷達（SMR）數(shù)據(jù)通過雷達數(shù)據(jù)處理接口單元（RANC）處理后，生成數(shù)字視頻片段提供視頻顯示，及點跡數(shù)據(jù)供系統(tǒng)融匯處理使用；核心服務(wù)器為監(jiān)視數(shù)據(jù)處理服務(wù)器（SDS），其接收場面雷達數(shù)據(jù)及其他通過網(wǎng)絡(luò)方式或者接口板接入的外部信號，包括MLAT、ADS-B、GPS、氣象和航班計劃數(shù)據(jù)等，融匯生成系統(tǒng)航跡及航班計劃數(shù)據(jù)，其中RIMACS進程對場面運行態(tài)勢進行沖突告警探測；所有數(shù)據(jù)最終供管制員操作席位（CWP）使用，為管制員提供場面監(jiān)視服務(wù)功能；技術(shù)維護配置席位（TECAMS）完成對系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控、數(shù)據(jù)配置及備份存儲等維護功能；數(shù)據(jù)記錄回放單元（RSP）實現(xiàn)對系統(tǒng)所有監(jiān)視數(shù)據(jù)及操作席位相關(guān)操作進行記錄，并提供數(shù)據(jù)重演等功能。

1.2 HITT A3000場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)簡介

HITT A3000場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)，由荷蘭HITT公司提供。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為雙網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)，各數(shù)據(jù)處理服務(wù)器為雙機冗余熱備配置。核心服務(wù)器為中央運行處理器（COP）通過接收各類監(jiān)視數(shù)據(jù)，包括由雷達數(shù)據(jù)處理器（RDP）接入處理的場面雷達（SMR）數(shù)據(jù)，以及其他通過網(wǎng)絡(luò)方式或者接口板接入的外部信號，包括MLAT、ADS-B、GPS、氣象和航班計劃數(shù)據(jù)等，生產(chǎn)系統(tǒng)使用雷達航跡及航班計劃數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)沖突告警探測，供管制操作席位（DP）使用，為管制員提供場面監(jiān)視服務(wù)；中央數(shù)據(jù)存儲器（CSP）對系統(tǒng)所有監(jiān)視數(shù)據(jù)、席位操作情景和配置數(shù)據(jù)等進行記錄存儲功能，同時，其上運行的系統(tǒng)監(jiān)視服務(wù)端程序，與監(jiān)控維護席位（DPM）上客戶端進程配合，實現(xiàn)對系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控，數(shù)據(jù)的配置及備份存儲等操作，監(jiān)控維護席位的回放程序完成場景重演等功能。

1.3 天樞2000場面監(jiān)視系統(tǒng)簡介

天樞2000場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)，由南京第28研究所下萊斯公司提供。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為三網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)，其中A、B雙網(wǎng)為系統(tǒng)主體數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，C網(wǎng)主要提供回復(fù)數(shù)據(jù)傳輸使用。系統(tǒng)的監(jiān)視數(shù)據(jù)前置處理機（RFP），接收所有監(jiān)視數(shù)據(jù)，包括SMR、ADS-B，MLAT、航管雷達和自動化綜合航跡等，完成監(jiān)視數(shù)據(jù)信號的格式轉(zhuǎn)換和通道質(zhì)量比選，而氣象數(shù)據(jù)及航班計劃數(shù)據(jù)通過NPORT接入系統(tǒng)，GPS數(shù)據(jù)則直接通過網(wǎng)絡(luò)方式接入系統(tǒng)主網(wǎng)絡(luò)；所有接入數(shù)據(jù)需通過數(shù)據(jù)通信處理服務(wù)器（DCP）統(tǒng)一處理分發(fā)，并為數(shù)據(jù)融合處理軟件、計劃處理軟件提供統(tǒng)一的輸入接口。

2 系統(tǒng)對比

2.1 硬件結(jié)構(gòu)配置

（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

三款系統(tǒng)的主體數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為雙網(wǎng)總線型結(jié)構(gòu)。NOVA9000系統(tǒng)中 RANC配置的是單網(wǎng)連接，每個雷達頭的對應(yīng)兩臺RANC以主備模式運作，每臺單機連接不同網(wǎng)絡(luò)。NOVA 9000系統(tǒng)將數(shù)據(jù)回放部分單獨組網(wǎng)，構(gòu)成數(shù)據(jù)回放子網(wǎng)。天樞2000系統(tǒng)主用數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)為A、B雙網(wǎng)，可以進行數(shù)據(jù)回放，為了不與主網(wǎng)數(shù)據(jù)沖突，配置了C網(wǎng)進行回放數(shù)據(jù)傳輸，因此天樞2000系統(tǒng)整體為三網(wǎng)總線型結(jié)構(gòu)。HITT A3000系統(tǒng)為雙網(wǎng)總線型結(jié)構(gòu)，各組成子單元都配置雙網(wǎng)連接。對比三系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，HITT A3000和天樞2000系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對NOVA9000系統(tǒng)較好，能更好的實現(xiàn)設(shè)備安全運行保障，但NOVA9000系統(tǒng)的回放子網(wǎng)比起另兩個系統(tǒng)更加優(yōu)越，雖然天樞2000系統(tǒng)配置C網(wǎng)，但從運行管理及資源利用角度來看，NOVA9000系統(tǒng)的回放子網(wǎng)配置更實際有效。

（2）服務(wù)器部署

系統(tǒng)核心服務(wù)器的集成度，NOVA9000和HITT A3000系統(tǒng)集成度較高，核心服務(wù)器部署集中在SDS與CSP，系統(tǒng)所有關(guān)鍵進程都運行在該單元上，而天樞2000系統(tǒng)則將關(guān)鍵進程在硬件服務(wù)器部署上有所分擔(dān)，分別部署在監(jiān)視數(shù)據(jù)處理服務(wù)器和飛行數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。雖然所有的核心服務(wù)器單元都是雙機冗余熱備，但三款系統(tǒng)相比，天樞2000系統(tǒng)的部署相對來說安全保障能力更強，但考慮場監(jiān)系統(tǒng)目前在現(xiàn)場運行中定位為輔助設(shè)備，以及經(jīng)濟成本角度出發(fā)，NOVA9000和HITT A3000的部署方式更為理想。

（3）硬件配置

NOVA9000系統(tǒng)中所有服務(wù)器主機，由INDRA公司通過第三方組裝提供，而HITT A3000和天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)的服務(wù)器主機都選用了主流的HP工業(yè)機服務(wù)器主機，從可替換性已經(jīng)備件購置來看，HITT A3000和天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)更為理想，同時結(jié)合自動化系統(tǒng)的硬件搭配情況，HITT A3000和天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)的配置更能實現(xiàn)資源的共享，備件儲備更有保障。而NOVA9000的硬件配置則非常不理想，備件儲存選購也因此有所制約。

2.2 軟件功能屬性

（1）用戶權(quán)限配置

NOVA9000系統(tǒng)主要功能控制無明顯權(quán)限區(qū)分，用戶配置更多傾向于界面?zhèn)€性化設(shè)置。HITT A3000和天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)都有主任席位和普通管制席位區(qū)別。HITT A3000系統(tǒng)主任席與普通席位的區(qū)別在于，只有主任席位具備跑道沖突探測告警功能的開啟關(guān)閉權(quán)限，其他操作權(quán)限與普通席位相同；天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)的主任席位則具備更多的操作權(quán)限，包括所有告警功能的開關(guān)權(quán)限，臨時限制區(qū)、全局臨時地圖繪制與開關(guān)權(quán)限等。比較三款場監(jiān)系統(tǒng)，天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)的用戶權(quán)限配置較好，NOVA9000系統(tǒng)在此配置上存在缺陷，從現(xiàn)場運行管理上來看不能很好滿足管制員需求。

（2）告警功能配置

a.告警種類

場面監(jiān)視系統(tǒng)的核心沖突告警探測為跑道區(qū)域沖突告警探測，三款場面監(jiān)視系統(tǒng)關(guān)于跑道區(qū)域的沖突告警探測配置都有各自的運算過程和實現(xiàn)方式，都能有效滿足管制需求。其他種類的告警，相比NOVA9000系統(tǒng)配置較為簡單，天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)種類較多，HITT A3000系統(tǒng)提供多種告警種類但實際配置啟用的種類也與NOVA9000類似。從實際運行角度出發(fā)，NOVA9000和HITT A3000的告警種類配置雖然簡單，但已滿足現(xiàn)場運行需要，而天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)告警種類較多，從客戶需求的角度來看更適合，但實際運行中，過多的告警種類配置，未必能給管制工作帶來便利。

b.告警提示

三款系統(tǒng)在告警發(fā)出時，與告警相關(guān)的系統(tǒng)目標(biāo)，其標(biāo)牌、計劃列表中對應(yīng)條目及進港航班的觸地計時框都會給出顏色提示，而HITT A3000和天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)觸發(fā)告警的系統(tǒng)目標(biāo)關(guān)聯(lián)標(biāo)牌還會給出告警種類提示，NOVA9000系統(tǒng)會將告警種類顯示在席位運行狀態(tài)提示窗口，不太明顯。相比來看，天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)的配置較為理想。

（3）系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)的發(fā)布與生效

系統(tǒng)運行參數(shù)的配置是在維護席完成的，若要生效，必須將修改的內(nèi)容發(fā)送到對應(yīng)的模塊并激活模塊運行新版本參數(shù)內(nèi)容。NOVA9000系統(tǒng)在TECAMS上配置完數(shù)據(jù)參數(shù)后，通過一鍵式操作，系統(tǒng)會將修改的內(nèi)容發(fā)送至對應(yīng)模塊，系統(tǒng)會根據(jù)修改參數(shù)種類，自動重啟需要重啟的模塊完成激活；HITT A3000系統(tǒng)在DPM上進行數(shù)據(jù)參數(shù)配置后，參數(shù)數(shù)據(jù)存儲在CSP上，需要接收新版本參數(shù)的模塊需要通過命令行執(zhí)行同步操作完成數(shù)據(jù)的激活；天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)在維護席上進行數(shù)據(jù)配置后，需執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)布操作，新版本參數(shù)數(shù)據(jù)將發(fā)布到所有模塊，所有模塊重啟以完成數(shù)據(jù)的激活，若維護人員對參數(shù)種類比較了解，也可只重啟對應(yīng)的模塊完成數(shù)據(jù)激活。相比來看，NOVA9000系統(tǒng)的配置最為理想。

（4）操作席位關(guān)于臨時地圖及限制區(qū)域繪制功能

a.臨時地圖繪制

NOVA9000系統(tǒng)CWP提供臨時地圖繪制功能，同時任意席位都可以將其繪制的臨時地圖發(fā)布至其他席位顯示；HITT A3000系統(tǒng)DP提供臨時地圖繪制功能，但此臨時地圖只保存于繪制地圖的當(dāng)前DP上，不能發(fā)布給其他席位，若要進行全局地圖發(fā)布，只能是通過維護席后臺修改地圖文件，各席位在進行同步完成；天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)普通席位只能繪制本機臨時地圖，主任席具備臨時地圖繪制和發(fā)布功能。相比來看，天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)的模式較為理想。

b.臨時限制區(qū)繪制和開啟功能

由于場面環(huán)境多變，尤其場面施工情況，管制員需要靈活運用限制區(qū)，以獲得有效的告警提示，避免沖突。NOVA9000系統(tǒng)CWP不具備臨時限制區(qū)繪制功能，只能選擇開關(guān)已后臺繪制好的限制區(qū)；HITT A3000和天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)管制席位具備臨時限制區(qū)的繪制和開啟功能，但此功能的實現(xiàn)，也是建立在維護席于后臺配置好場面全場會被管制設(shè)立為限制區(qū)域的滑行道和跑道區(qū)域線段元素，需要開啟臨時限制區(qū)，其中天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)，提供管制員可以通過鼠標(biāo)框選區(qū)域操作，實現(xiàn)臨時限制區(qū)設(shè)定。相比來看，天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)的模式更為理想。

場面監(jiān)視系統(tǒng)的軟件功能的優(yōu)劣，要結(jié)合現(xiàn)場管制員使用需求來看，是否能滿足管制員的使用，以及能否滿足維護人員設(shè)備管理的需要來衡量。當(dāng)然軟件功能的配置效果，是各系統(tǒng)風(fēng)格的體現(xiàn)，軟件功能的種類，也需看廠家在新需求提出后能否及時和有效的實現(xiàn)。因此該部分的對比，可以作為場面監(jiān)視系統(tǒng)搭建時的一份用戶需求參考。

2.3 人機界面效果

（1）管制人員界面

對比三款系統(tǒng)的管制操作席位提供的人機交互界面，NOVA9000系統(tǒng)較為便捷，功能的開啟關(guān)閉，航班計劃的關(guān)聯(lián)與顯示，圖形界面的顯示調(diào)整，管制員都無需繁瑣的操作，可通過鼠標(biāo)點選菜單對應(yīng)功能按鈕實現(xiàn)；天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)在管制席位上提供了很多功能操作選項，需要開啟設(shè)置的對話窗口較多，管制員若要開啟某些特定功能時可能會耗費一定時間，同時，航班計劃的關(guān)聯(lián)也是通過菜單選項完成，操作感不直觀簡潔； HITT A3000系統(tǒng)情況介于另兩套系統(tǒng)之間。

（2）維護人員界面

維護人員使用分為系統(tǒng)監(jiān)控和參數(shù)配置兩方面。系統(tǒng)監(jiān)控方面，三款系統(tǒng)維護人員通過系統(tǒng)配置的監(jiān)控工具，都能有效地對全系統(tǒng)各模塊進行狀態(tài)監(jiān)視和遠程操控。而參數(shù)配置方NOVA9000和天樞2000場監(jiān)系統(tǒng)關(guān)于參數(shù)的配置，提供了窗口對話框，維護人員只需更具對話框內(nèi)容，修改相應(yīng)參數(shù)值保存即可，而HITT A3000系統(tǒng)關(guān)于參數(shù)的配置，需要通過指令，修改對應(yīng)腳本內(nèi)容完成，這對維護人員關(guān)于linux指令的熟練使用提出要求。關(guān)于地圖和功能區(qū)的繪制，NOVA9000提供了較為簡單易用的編輯工具，比較容易維護，而天樞2000系統(tǒng)需通過指令調(diào)出繪圖工具來繪制需要的圖形元素，再通過參數(shù)配置對話框?qū)D形元素配置需要實現(xiàn)功能的相關(guān)參數(shù)，維護人員操作起來相對繁瑣，同樣HITT A3000在圖形繪制上的操作也對維護人員提出較高要求，這對于維護人對系統(tǒng)管理帶來很大不便。

綜合管制人員與維護人員的使用情況，NOVA9000系統(tǒng)的配置較為理想。

3 結(jié)束語

以上內(nèi)容就是本報告從硬件結(jié)構(gòu)配置、軟件功能屬性和人機界面效果三個方面對三款場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)的對比情況歸納匯總，并比較出各系統(tǒng)的不同和優(yōu)劣，可為場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)的選購和搭建給出一定指導(dǎo)經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]呂小平.A-SMGCS技術(shù)和應(yīng)用介紹[J].空中交通管理，2006（8）：7-15.

[2]印娟.高級場面監(jiān)視與引導(dǎo)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（22）：41-42.

[3]郭靜.高級場面活動引導(dǎo)和控制系統(tǒng)（A─SMGCS）——航站空側(cè)交通管理的革命[J].民航經(jīng)濟與技術(shù)，1999（8）：53-55.