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摘要：目前，D-ATIS技术已在全世界众多国家和地区的超过两百个机场得到成功应用，结合国际上D-ATIS现行通用标准以及我国空中交通管制的实际需要和操作流程，研制出了数字空管系统。数字空管系统越来越多的安装在全国各地，湛江数字空管系统安装以来，运行比较稳定。该文介绍了湛江数字空管系统的基本结构、信号流程和常见故障处理和一些经验总结。
关键词：数字空管系统；基本结构；信号流程；故障处理
中图分类号：TP393 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）08-0011-02
数字空管系统通过地空数据链的雙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，向飞行员提供起飞和降落阶段所需要的有关机场气象情况和机场状况信息。湛江数字空管系统作为中南地区数字空管系统建设工程中第一批安装的单位，在安装和运行的过程中，许多经验有着重要的借鉴作用。以下将结合数字空管系统的基本结构、信号流程来分享几个常见的故障处理和经验总结。
1 数字空管系统简介
数字空管系统分为数据链起飞前放行（DCL）系统和数字通播（D-ATIS）系统两部分。
数据链起飞前放行（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。在包含所有传统服务信息的基础上，同时增加了如报文服务信息、管制员和飞行员自由信息等其他服务信息，在放行过程中增大了管制员和飞行员的通信自由度，解决了目前人工话音预放行服务中出现的机场话音通信频道拥挤、话音歧义性等问题。
数字化航站自动情报服务（D-ATIS）通过合成语音和数据链两种方式向飞行员提供起飞和降落阶段所需要的有关机场气象情况和机场状况信息。D-ATIS系统的使用能够有效解决繁忙机场因使用话音通播造成的低效率和安全隐患，并能够显著提高大型机场管制服务效率和信息服务水平。
2 系统组成及功能
数字空管系统由网关服务器、DCL服务器、DCL终端、D-ATIS终端、PSTN路由器、ATM路由器和监控终端等组成。
2.1 网关服务器
在网关服务器上部署了AFTN网关和BGS网关。在网关路由集中器（BGS网关和AFTN网关）的后台运行Keepalived服务，负责启动ActiveMQ、Redis、BGS网关程序、AFTN网关程序后生成虚拟IP；监控网络状态、虚拟IP状态、运行的MQ、Redis、BGS网关程序、AFTN网关程序的实时状态，对发生故障的服务进行重启，无法修复时进行主备机切换。
AFTN网关用来接收来自转报机的报文和天气气象报文，对报文格式进行判断筛选，做出初步处理，选出与本场起降航班相关的航班计划和气象报文。
BGS网关开启后即主动连接网控中心。BGS网关负责数据链起飞前放行（DCL）系统服务器与机组的信息传输工作，BGS网关接收来自机组的报文信息，对报文类型和传输目的地址进行判断过滤，将符合条件的报文以约定的文件名称格式发送给数据链起飞前放行（DCL）系统服务器，完成下行报文的传输。数据链起飞前放行（DCL）系统服务器向机组发送的报文信息也通过BGS网关进行传输，上行报文无须进行过滤。
2.2 DCL服务器
依照业务逻辑处理起飞前放行相关信息，并维护与各节点的可靠通信；将接收到的信息写入数据库，并根据数据库中的相关信息，与管制员前端系统进行信息交互，并承担发送上行报文的工作。
2.3 DCL终端
为管制员提供了与服务器系统的交互接口，服务信息在包含所有传统服务信息的基础上，增加了如报文服务信息、管制员与飞行员自由信息等其他服务信息，在放行过程中增大了管制员与飞行员的通信自由度。
2.4 D-ATIS终端
1）接收AFTN报文，自动分解、显示气象报文，自动生成、发送ATIS信息报文到D-ATIS服务器。
2）系统自动形成语音信号实现自动通播插播功能。根据报文拆分结果，组成播放字符串（分中文和英文），通过TTS播放中英文发音。系统支持对播放进行全面控制（暂停、播放、停止、插播）。
3）管制员根据地面情况，随时添加、修改插播内容。系统自动形成语音信号实现插播功能。
4）为管制员提供便捷的人机界面，提供信息修改功能，当气象报文的信息和机场的实地测量信息有较大差距时，管制员可以手动修改气象信息和跑道信息，系统会刷新数据并向D-ATIS服务器发送新的ATIS信息报文。
5）提供AFTN报文原文查询。
6）系统对管制员操作进行记录，方便查询日志。
3 信号流程
3.1 信号流程图
3.2 DCL信号流程
1）上行链路
DCL终端→DCL服务器→网关服务器→北京网控中心→RGS卫星站→RGS电台→机组
2）下行链路
机组→RGS电台→RGS卫星站→北京网控中心→网关服务器→DCL服务器→DCL终端
3.3 D-ATIS信号流程
1）数字通播信号
转报机→网关服务器→D-ATIS终端→网关服务器→北京网控中心D-ATIS服务器→RGS卫星站→RGS电台→机组
2）语音通播信号
转报机→网关服务器→D-ATIS终端→通播接口控制器→PAE发射机→机组
4 常见故障处理和经验总结
4.1 DATIS未更新版本号
4.1.1 故障处理方法
1）检查程序是否处于编辑状态；
2）检查是否收到最新一份报文； 3）检查AFTN网关、串口；
4）检查报文有效时间是否设置为65分钟。
4.1.2 故障经验总结
气象METAR报文的来报间隔一般为60分钟，但我们不能把报文有效时间设置得过于精确，一般预留5分钟报文延迟时间。
4.2 通播无法播放
4.2.1 故障处理方法
1）在记录仪上监听录音，录音正常则检查通播发射机，同时检查传输线路，录音异常则进行下面步骤；
2）重启通播程序，重啟后点击“编辑”，点击“获取最新报文”，点击“修改”，发布新版本号；
3）第二步无法处理故障的，重启主机，再启动通播程序，点击“编辑”，点击“获取最新报文”，点击“修改”，发布新版本号；
4）若重启主机无效，则更换备件。
4.2.2 故障经验总结
有时播放异常没有在监控页面显示出来，在通播终端也没有告警信息，通过监听通播主机的录音来判断是否有音频输出。
4.3 无法与飞机联系
4.3.1 故障处理方法
1）首先观察DCL（HMI）界面上的BGS状态灯是否是红色；
2）观察DCL服务器上BGS-M状态灯是否为红色；
3）观察网关路由集中器上的monitor监控界面BGS-M状态灯是否为红色；
4）重启网关路由集中器主用机器，开启monitor监控程序观察BGS-M网关状态；
5）PING下DCL服务器，查看链路是否正常，PING不通，解决链路故障；
6）给网控中心打电话010-67330459，确认是否基站或者网络公司ATM专线连接出现故障；
7）依次检查链路设备，找到故障点。
4.3.2 故障经验总结
与机组联系不上的原因重点关注链路的通断。检查BGS网关与DCL服务器链路情况；检查到北京网控中心链路情况，正常情况，两个链路可以自动切换。
4.4 网关服务器故障，重启无效
4.4.1 故障处理方法
若网关服务器A机故障：
1）切到B机主用；
2）A机退网检修，维修期间单机工作。
若网关服务器B机故障：
1）利用备件更换故障的B机；
2）以数字空管优盘最新的备份配置参数覆盖usr/local/aftngs下的conf文件夹和usr/local/bgs下的conf文件夹。
4.4.2 故障经验总结
网关服务器A机为常主，B机为常备，网关服务器备件出厂设置为B机使用，不能直接更换为A机使用。 （下转第14页）
（上接第12页）
4.5 BGS MQ和AFTN MQ变红色故障
4.5.1 故障处理方法
1）查看下DCL服务器和AFTN/BGS网关机器网络连接是否正常；
2）查看下网关路由集中器上的monitor监控界面AFTN-M和BGS-M状态灯是否正常；
3）当monitor监控界面AFTN-M和BGS-M状态灯显示红色异常时，需要对网关路由集中器的主机进行重启操作；
4）重启服务器后手动双击桌面“monitor”监控按钮开启监控程序查看网关状态是否恢复，并切换到DCL服务器上查看状态灯是否正常；
5）当监控界面显示正常后DCL服务器仍未能变更状态，需要对DCL服务器进行重启操作并开启桌面程序，观察故障是否恢复。
4.5.2 故障经验总结
监控到BGS和AFTNGS告警通常都是网关机问题，用指令查询相关进程状态。
5 结束语
随着民航事业的快速发展，航班量的不断增大，管制员业务量也越来越大，数字空管系统的使用有效解决因使用话音通播造成的低效率和安全隐患，数字化放行增大了管制员和飞行员的通信自由度，解决了目前人工话音预放行服务中出现的机场话音通信频道拥挤、话音歧义性等问题，显著提高机场管制服务效率和信息服务水平。本文介绍了数字空管系统的基本结构、信号流程，分享了几个常见的故障分析和处理经验。通过本文能够对数字空管系统有初步的了解和认识，有一定基础知识的人也可以借鉴这些故障处理经验，在日常的工作中和排查故障过程中能有所帮助。
参考文献：
[1] 叶林，王杰.D-ATIS系统工作原理及其应用[J].中国西部科技，2011（25）.
[2] 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（1）.
【通联编辑：朱宝贵】
关键词：数字空管系统；基本结构；信号流程；故障处理
中图分类号：TP393 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）08-0011-02
数字空管系统通过地空数据链的雙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，向飞行员提供起飞和降落阶段所需要的有关机场气象情况和机场状况信息。湛江数字空管系统作为中南地区数字空管系统建设工程中第一批安装的单位，在安装和运行的过程中，许多经验有着重要的借鉴作用。以下将结合数字空管系统的基本结构、信号流程来分享几个常见的故障处理和经验总结。
1 数字空管系统简介
数字空管系统分为数据链起飞前放行（DCL）系统和数字通播（D-ATIS）系统两部分。
数据链起飞前放行（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。在包含所有传统服务信息的基础上，同时增加了如报文服务信息、管制员和飞行员自由信息等其他服务信息，在放行过程中增大了管制员和飞行员的通信自由度，解决了目前人工话音预放行服务中出现的机场话音通信频道拥挤、话音歧义性等问题。
数字化航站自动情报服务（D-ATIS）通过合成语音和数据链两种方式向飞行员提供起飞和降落阶段所需要的有关机场气象情况和机场状况信息。D-ATIS系统的使用能够有效解决繁忙机场因使用话音通播造成的低效率和安全隐患，并能够显著提高大型机场管制服务效率和信息服务水平。
2 系统组成及功能
数字空管系统由网关服务器、DCL服务器、DCL终端、D-ATIS终端、PSTN路由器、ATM路由器和监控终端等组成。
2.1 网关服务器
在网关服务器上部署了AFTN网关和BGS网关。在网关路由集中器（BGS网关和AFTN网关）的后台运行Keepalived服务，负责启动ActiveMQ、Redis、BGS网关程序、AFTN网关程序后生成虚拟IP；监控网络状态、虚拟IP状态、运行的MQ、Redis、BGS网关程序、AFTN网关程序的实时状态，对发生故障的服务进行重启，无法修复时进行主备机切换。
AFTN网关用来接收来自转报机的报文和天气气象报文，对报文格式进行判断筛选，做出初步处理，选出与本场起降航班相关的航班计划和气象报文。
BGS网关开启后即主动连接网控中心。BGS网关负责数据链起飞前放行（DCL）系统服务器与机组的信息传输工作，BGS网关接收来自机组的报文信息，对报文类型和传输目的地址进行判断过滤，将符合条件的报文以约定的文件名称格式发送给数据链起飞前放行（DCL）系统服务器，完成下行报文的传输。数据链起飞前放行（DCL）系统服务器向机组发送的报文信息也通过BGS网关进行传输，上行报文无须进行过滤。
2.2 DCL服务器
依照业务逻辑处理起飞前放行相关信息，并维护与各节点的可靠通信；将接收到的信息写入数据库，并根据数据库中的相关信息，与管制员前端系统进行信息交互，并承担发送上行报文的工作。
2.3 DCL终端
为管制员提供了与服务器系统的交互接口，服务信息在包含所有传统服务信息的基础上，增加了如报文服务信息、管制员与飞行员自由信息等其他服务信息，在放行过程中增大了管制员与飞行员的通信自由度。
2.4 D-ATIS终端
1）接收AFTN报文，自动分解、显示气象报文，自动生成、发送ATIS信息报文到D-ATIS服务器。
2）系统自动形成语音信号实现自动通播插播功能。根据报文拆分结果，组成播放字符串（分中文和英文），通过TTS播放中英文发音。系统支持对播放进行全面控制（暂停、播放、停止、插播）。
3）管制员根据地面情况，随时添加、修改插播内容。系统自动形成语音信号实现插播功能。
4）为管制员提供便捷的人机界面，提供信息修改功能，当气象报文的信息和机场的实地测量信息有较大差距时，管制员可以手动修改气象信息和跑道信息，系统会刷新数据并向D-ATIS服务器发送新的ATIS信息报文。
5）提供AFTN报文原文查询。
6）系统对管制员操作进行记录，方便查询日志。
3 信号流程
3.1 信号流程图
3.2 DCL信号流程
1）上行链路
DCL终端→DCL服务器→网关服务器→北京网控中心→RGS卫星站→RGS电台→机组
2）下行链路
机组→RGS电台→RGS卫星站→北京网控中心→网关服务器→DCL服务器→DCL终端
3.3 D-ATIS信号流程
1）数字通播信号
转报机→网关服务器→D-ATIS终端→网关服务器→北京网控中心D-ATIS服务器→RGS卫星站→RGS电台→机组
2）语音通播信号
转报机→网关服务器→D-ATIS终端→通播接口控制器→PAE发射机→机组
4 常见故障处理和经验总结
4.1 DATIS未更新版本号
4.1.1 故障处理方法
1）检查程序是否处于编辑状态；
2）检查是否收到最新一份报文； 3）检查AFTN网关、串口；
4）检查报文有效时间是否设置为65分钟。
4.1.2 故障经验总结
气象METAR报文的来报间隔一般为60分钟，但我们不能把报文有效时间设置得过于精确，一般预留5分钟报文延迟时间。
4.2 通播无法播放
4.2.1 故障处理方法
1）在记录仪上监听录音，录音正常则检查通播发射机，同时检查传输线路，录音异常则进行下面步骤；
2）重启通播程序，重啟后点击“编辑”，点击“获取最新报文”，点击“修改”，发布新版本号；
3）第二步无法处理故障的，重启主机，再启动通播程序，点击“编辑”，点击“获取最新报文”，点击“修改”，发布新版本号；
4）若重启主机无效，则更换备件。
4.2.2 故障经验总结
有时播放异常没有在监控页面显示出来，在通播终端也没有告警信息，通过监听通播主机的录音来判断是否有音频输出。
4.3 无法与飞机联系
4.3.1 故障处理方法
1）首先观察DCL（HMI）界面上的BGS状态灯是否是红色；
2）观察DCL服务器上BGS-M状态灯是否为红色；
3）观察网关路由集中器上的monitor监控界面BGS-M状态灯是否为红色；
4）重启网关路由集中器主用机器，开启monitor监控程序观察BGS-M网关状态；
5）PING下DCL服务器，查看链路是否正常，PING不通，解决链路故障；
6）给网控中心打电话010-67330459，确认是否基站或者网络公司ATM专线连接出现故障；
7）依次检查链路设备，找到故障点。
4.3.2 故障经验总结
与机组联系不上的原因重点关注链路的通断。检查BGS网关与DCL服务器链路情况；检查到北京网控中心链路情况，正常情况，两个链路可以自动切换。
4.4 网关服务器故障，重启无效
4.4.1 故障处理方法
若网关服务器A机故障：
1）切到B机主用；
2）A机退网检修，维修期间单机工作。
若网关服务器B机故障：
1）利用备件更换故障的B机；
2）以数字空管优盘最新的备份配置参数覆盖usr/local/aftngs下的conf文件夹和usr/local/bgs下的conf文件夹。
4.4.2 故障经验总结
网关服务器A机为常主，B机为常备，网关服务器备件出厂设置为B机使用，不能直接更换为A机使用。 （下转第14页）
（上接第12页）
4.5 BGS MQ和AFTN MQ变红色故障
4.5.1 故障处理方法
1）查看下DCL服务器和AFTN/BGS网关机器网络连接是否正常；
2）查看下网关路由集中器上的monitor监控界面AFTN-M和BGS-M状态灯是否正常；
3）当monitor监控界面AFTN-M和BGS-M状态灯显示红色异常时，需要对网关路由集中器的主机进行重启操作；
4）重启服务器后手动双击桌面“monitor”监控按钮开启监控程序查看网关状态是否恢复，并切换到DCL服务器上查看状态灯是否正常；
5）当监控界面显示正常后DCL服务器仍未能变更状态，需要对DCL服务器进行重启操作并开启桌面程序，观察故障是否恢复。
4.5.2 故障经验总结
监控到BGS和AFTNGS告警通常都是网关机问题，用指令查询相关进程状态。
5 结束语
随着民航事业的快速发展，航班量的不断增大，管制员业务量也越来越大，数字空管系统的使用有效解决因使用话音通播造成的低效率和安全隐患，数字化放行增大了管制员和飞行员的通信自由度，解决了目前人工话音预放行服务中出现的机场话音通信频道拥挤、话音歧义性等问题，显著提高机场管制服务效率和信息服务水平。本文介绍了数字空管系统的基本结构、信号流程，分享了几个常见的故障分析和处理经验。通过本文能够对数字空管系统有初步的了解和认识，有一定基础知识的人也可以借鉴这些故障处理经验，在日常的工作中和排查故障过程中能有所帮助。
参考文献：
[1] 叶林，王杰.D-ATIS系统工作原理及其应用[J].中国西部科技，2011（25）.
[2] 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（1）.
【通联编辑：朱宝贵】