聊聊空管自动化系统的各种告警功能

前言:
浏览论坛发现没有人专门提及空管自动化系统中的告警功能。借此机会我想抛砖引玉,由此展开说说实际工作中的一些管制常见的问题。顺便问问大家都想了解哪方面的知识,我是北京区域管制中心的一名管制员,我想为大家介绍一二。
以下空管自动化告警功能是基于THALES系统的介绍,不同空管自动化系统的告警功能应当大同小异。当然这些告警背后涉及到的各种功能模块、FDP、RDP和底层数据处理不在探讨之列。

正文:
1、STCA Warning(Short Term Conflict Alert Warning)——短期冲突告警
这是我们管制员最不想见到的一个告警,俗称“红了”。STCA告警是基于时间和距离探测还有冲突质量的告警系统,可以将其理解为在一个雷达信号的水平和垂直范围给定了一个保护区。产生STCA告警需要满足几个条件,雷达航迹的大于设定的最小速度(比如五边的飞机不与跑道外等待的飞机产生冲突)、不处于告警抑制状态、雷达高度和C模式高度有效、不明航迹信号大于一定周期等等一系列条件。此外不同航迹接近趋势,冲突系数也不同,导致的保护区也不同。因此STCA告警并非只是小于规定的数据就开始产生,其保护区范围是动态变化的,比如相对冲突的STCA告警会比平行飞行的STCA告警出现的时间更早,距离更大。
一般设置为前探90s为短期冲突预警,雷达标牌现实黄色ST标识,带有声光提示管制员注意;在小于设定的某一距离数值时产生红色ST标识,并持续伴有声光提示提醒管制员注意并赶紧进行冲突的识别与解脱。当然具体是分了几个阶段的就不赘述了。
其中需要注意的是,垂直方向上也是有探测距离的,且保护区大小并非固定,是动态变化的。当其上方或下方有一雷达信号上升下降率过大的时候,比如A飞机8100米保持,B飞机从低高度通过7200米而且还在快速上升(上升率通常为2000ft/min以上),此时A飞机也会产生STCA告警。

2、CLAM Warning(Cleared Level Adherence Monitoring Warning)—— 高度一致性告警
这个告警也是十分重要的告警,是飞机的雷达高度与选择的指令高度不一致时产生的告警。高度一致性告警能够提醒管制员该飞机的当前高度由于某些原因与指令高度不一致,但是请注意CLAM告警不等同于PLM告警,之后会提到。CLAM告警通常会有抑制阶段,如35s的抑制时间,因为这是我们通常认为飞行员需要执行的回复时间+反应时间+操作时间+容差等平均需要35秒左右。过了抑制阶段,就要开始计算了,当飞机的指令高度与当前高度差值大于系统预设的数值,自动化系统开始在预设的时间内计算告警,超过这个预设时间,飞机还在保持系统预设的高度数值范围时(高度从0917变到0918也不算离开这一高度),开始产生CLAM告警,直到飞机离开系统预设的高度数值范围。

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3、DAIW Warning(Danger Area Infringement Warning)——危险区侵入告警
顾名思义,这个告警就是为了提醒管制员飞机即将进入划设的危险区而设立的,在自动化系统中的雷达标牌上显示黄色的DA告警(我想如果侵入了应该就是红色的,但是没有人见过,毕竟这意味着凉凉)。危险区的划设包括了危险区开放时间、高度范围和水平边界范围。但是在实际工作中,我们经常应用这个告警用以提示我们注意观察。我举几个例子:
(1)飞机即将进入或离开边界时的DA告警,提醒管制员注意进行接收、移交和脱波,防止遗忘飞行动态。
(2)飞机使用非立交桥高度进入某一指定的区域时产生DA告警提醒管制员注意交叉检查。
(3)其他用户活动占用空域,提醒管制员取消偏置和不要偏航等。

可以注意到,DA告警更多的是用来提醒管制员,毕竟这个告警相对而言不像其他告警那么急迫地、直接地影响安全生产运行。你问我真的进入危险区怎么办?但是我们绝对不会允许这种事发生,连有这种趋势都不可以。

4、MSAW Warning(Minimun Safe Altitude Warning)——最低安全高度告警
最低安全高度告警包括了进近告警区和通用告警区。进近告警区指在起始进近定位点和最后进近定位点之间设定的告警区域,进近告警区以外的区域称为通用告警区。毕竟进近告警区内飞机迟早会突破最低安全高度,因此单独划设。自动化系统综合考虑雷达航迹地高度、高度标识、位置、速度方向MSAW区域,将在预知飞行器违反相应区域的最低安全高度时产生红色告警。因此MSAW告警也是有前探的,且将障碍物划设为圆柱体。这个告警同红色ST和红色DA一样,是管制员最不想遇到的三个空管自动化的告警,因为这意味着彻底凉凉。可以说空管自动化系统里出现的所有红色告警都是最不想遇到的告警了。

5、PLM(Predicated Level Mismatch)——预测高度不匹配
这个英文和翻译应该是这么写的吧…总之PLM告警是建立在二次雷达S模式上的告警,空管自动化系统通过比对S模式下行传来的飞行员的选择高度(Select Level)与指令高度CFL(Cleared Flight Level)高度是否一致。若不一致,则在CFL高度的背景出现黄色高亮提示(说起CFL这又是一个长长的话题,和PFL、XFL、PRL…等等一系列高度都有不同的区别)。但是由于空管自动化系统必须引入二次雷达S模式的信号,同时飞机也需要配有S模式应答机,因此一些老机型和个别机型是不会产生此告警的。同时,我们也可以通过S模式应答机了解到飞机的更多参数,比如飞行员是否偷偷调速等等,咳咳。

6、U告警
这个是装有AIDC(ATS interfacility data cmmunication)系统特有的告警,产生告警时在雷达标牌上产生黄色的U,虽然也很重要但是原理也麻烦,我在这里就介绍一下,如果有想听的我再说。

7、RAM Warning(Route Adherence Monitoring Warning)——航路偏离告警
说到这个RAM告警,需要引入FDR(Flight Data Record)飞行数据记录这个概念,在FDR中我们会了解到这个飞机的许多基本信息,在内容上基本等同于领航计划报。在其中我们就能看到飞机的航路(RTE)是什么样子的,用修改航路(RER)可以更改飞机的计划航路。由此可知,RAM告警的判断标准是计划航路的偏离情况。RAM告警需要考虑多种情况,比如飞机的转弯时和平飞时会有不同的计算方法,其告警计算的具体角度和数值我就不赘述了。总之RAM告警可以帮助管制员判断飞机是否在按照计划航路飞行。

8、MTCD Warning(Medium Term Conflict Detection Warning)——中期冲突告警
在这里我们所有区域管制员都必须赞美MTCD!!!如果说必须让我们选一个空管里最喜欢的东西的话,那么首选MTCD告警。可以说自从有了MT告警,我们就再也没有发生过小于规定间隔的事件。话虽如此,MTCD目前只在AFDP(Area Flight Data Processing)中起作用,而TFDP(Terminal Flight Data Processing)中没有作用,也就是说进近是没有MT告警的,原因自然也是如果有的话那么进近满屏幕全都是MT告警了,当然这是说笑的。
MTCD告警同样需要基于RTE进行计算,也就是说它其实本质上是一种沿着航路的探测预测,而不是两个飞机可能会近就会产生MT告警。这也是在我们终端区内不用MT告警的原因之一,终端区不用RER修改航路。因此,MT告警探测分成两种情况,飞机在机动时的探测和非机动时的探测。原理比较复杂,是四张图,我简单介绍一下,包含了飞机的转弯模型、航向容差和横向容差,由飞机的速度和雷达更新周期决定,进行设定时间的前探,当探测到冲突后产生黄色的MT告警和尖鸣声。这是包括了水平和垂直探测,取决于当前RTE的位置和计算以及P/CFL高度的数值。因此RTE必须要修改的足够精确才能够起作用,否则会产生虚警和误警。

9、DUPE Warning(Coupling Duplicate Warning)——二次代码耦合重码告警
我也不太清楚具体的翻译是什么,我们通常就说Dupe告警,原理很简单,当两架飞机的应答机编码完全相同时产生黄色DU告警。这里需要提及一个知识点,每个地区所分配的二次应答机编码是不同且有限的,其他用户拿走一大头,剩下的我们几个地区局分,上海拿走的代码最多理由是飞机多。由于二次代码数量相当有限,两个管制单位距离很远时,可以用同一批二次代码。但是这也不够,因此大的地区通常也会借走小的分局的二次应答机代码,名义是统一分配。
在FDR中,飞机的应答机编码分为ASSR(Assigned SSR)和PSSR(Present SSR),ASSR就是空管自动化自动分配的SSR代码,而PSSR就是飞机当前的代码。当两架飞机的PSSR一致时,会产生DU告警,我们最好删除掉ASSR和PSSR,让系统自动重新分配一个新的二次代码,并让机组“应答机换xxxx”更换为新的代码,则告警解除。若应答机完全一致可能会导致飞机的计划航迹和雷达航迹解除耦合,也就是俗称的“掉标牌”了。当航班由于天气原因产生大面积延误时的MDRS(Massive Delay Response System),区域内极有可能产生大面积DU告警。简而言之,因为这涉及到空管自动化系统处理的报文,航空公司和机场等部门没有及时发布更改领航计划报、取消报等报文,导致空管自动化系统分配自动派发落地报后,该二次代码再次分配给另一架航空器,出现大面积DU告警。头疼。

10、雷达标牌中航班号提醒,即“黄标牌”和“紫标牌”
(1)黄标牌:飞机的ASSR和PSSR不一致,产生黄标牌。
需要让飞机更换应答机以建立雷达识别(参考我这里的回复【基础课程】雷达和识别 - #22,来自 1681250 )。而且跟上述原因一样,SSR代码是有限的且各地区掌握的二次代码是不同的,飞机从广州区域进入到北京区域,本地FDP分配的二次代码可能也是不同的,但并非全部不同。总之由于AIDC系统正常自动派发报文激活计划航迹,自动耦合相关上的计划航迹与雷达航迹的ASSR和飞机当前的PSSR不同,则需要机组更换应答机以建立识别。

(2)紫标牌:
(a)飞机航班号与计划航班号不符,即ACID与Target ID不符
(b)飞机的24位地址码与FDR中编组18项的24位地址码不符
其中,(a)可能是机组设置错误,让其更改。但是也应当询问清楚目的地和应答机,以保证计划航迹与雷达航迹建立的是正确的相关。否则可能不是同一架飞机,目的地可能完全不同;(b)有两种情况,飞机可能在起飞前临时更换了另一架飞机,这种我们只需要把编组18 OTHERS项中的飞机24位地址码删除或更改即可;还有一种是其他用户的飞机,他们的24位地址码…怎么说呢,不是按照规定起的(瞎起的),我们没办法,就只能这样了。

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还是希望听到大家想要了解什么,比如有什么疑惑和误区,不然一时不知道介绍什么

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