空管Eurocat-X自动化系统降级模式详述

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　　摘要：分析空管Eurocat-X系统降级模式的详细信息。基于空管Eurocat-X系统架构采用的分部及处理模块分离的设计，汇总产生降级模式的不同条件，为空管设备维护人员提供一种故障排查的思路参考。通过告警内容和系统提示判定不同功能模块失效情况下的系统运行状态、屏幕显示、功能限制以及恢复方式，提高空中交通管制员应对系统模块功能故障时的处理效率。
　　关键词：空管自动化;降级模式;模块失效;功能限制;恢复方式
　　中图分类号：TP311      文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2020）17-0205-03
　　Abstract： Analyze the details of the downgrade mode of the ATC EUROCAT-X system. Based on the separate design of the division and processing modules adopted by the ATC EUROCAT-X system architecture， it summarizes the different conditions for the degraded mode， which provides a reference for the troubleshooting of ATC equipment maintenance personnel. Through the alarm content and system prompts to determine the system operating status， screen display， function restrictions and recovery methods of different functional modules in the case of failure， improve the efficiency of air traffic controllers to deal with system module functional failures.
　　Key words： ATC Automation; DEGD mode; processing failure; function restrictions; recovery methods
　　1 背景
　　目前，中南空管广州区管中心应用的自动化系统为Eurocat-X系统。它整个庞大的系统功能是由不同的功能模块组合而成，由于每个功能模块都是相对独立的，所以系统运行中每一种可能的功能模块的组合被定义为一种系统运行模式。从一种系统运行模式转换到另一种系统运行模式的过程被称为模式转换（Mode change）。根据功能模块的失效情况不同，系统存在多种模式转换的可能，不同的模式转换造成的工作影响也是不同的。降级模式（Degraded mode）是相对于系统所有处理模块包括硬件的每个部分都处于正常工作模式而言的，目的是在主要功能模块发生故障时仍然保持部分基本功能可用，以维持管制员的正常空中交通指挥。
　　2 降级模式简介
　　空管Eurocat-X自动化系统的运行模式由系统各处理模块的运行状况决定，用户不能人工进行模式转换。系统运行模式有两种：正常（NORM）模式和降级（DEGD）模式。当系统的某个处理模块失效时，系统自动进入降级（DEGD）模式，当处理模块恢复时，系统自动转入正常（NORM）模式。
　　席位运行模式是由系统运行状况和用户选择共同决定。当系统处于DEGD模式时，席位自动转换到DEGD模式。当系统恢复到NORM模式时，席位模式不会自动恢复到NORM模式，而是进入LOW模式，只能由用户人工将席位恢复到NORM模式。此外，在席位处于NORM模式时，部分处理模块允许用户主动选择进入到某种DEGD运行模式。
　　当出现下列功能模块中的一个或多个失效时，系统自动转换到降级模式：
　　FDP （Flight Plan Processing） failure
　　LAN （Operational LAN） failures
　　SNMAP （Safety Nets and Monitoring Aids Processing） failure
　　AGDP （Air ground Data Processing） failure
　　MSTP （Multi-sensor tracking Processing） failure
　　RTP （Radar tracking Processing） failure
　　ADSB （Automatic Dependant Surveillance Broadcast Data Function） failure
　　MTCD （Medium Term Conflict Warning Function） failure
　　3 飛行计划处理FDP功能模块失效
　　对于FDP而言，共有五种状态，分别是激活（主用）ACTIVE、备用STANDBY、未知UNKNOWN、激活中ACTIVATING和停用中DEACTIVATING。其中，ACTIVE表示FDP与系统内其他模块相连，FDP与外部接口相连（如适用），向共享内存发布操作数据和向备用FDP提供同步信息;STANDBY表示从主用FDP接收同步信息并更新内部数据库，不向共享内存发布数据，不跟其他软件模块进行连接;UNKNOWN表示区管与塔台的连接断开;ACTIVATING是一种从备用激活成主用的模式转换;DEACTIVATING状态是一种其他FDP激活成主用的模式转换。当FDP状态变成UNKNOWN时（主备FDP失效或网络不通），系统认为FDP失效。 　　3.1 当系统FDP失效时，通过下列方式通知用户
　　1）告警信息窗口自动打开并显示：“WARNING：FDP processing has failed”;
　　2）格式区显示黄色警示：系统模式告知区显示“DEGD”和席位模式告知区显示“DEGD”（如图1所示）;
　　3）空域显示区的运行显示出现短暫的冻结;
　　4）“系统/席位运行状态窗口”中显示：系统的 FDP 处于单机（LOC） 模式，席位的飞行数据处理处于单机（LOC）模式。
　　3.2 造成系统 FDP 失效的原因主要
　　FDP 的服务器自身故障（主备同时失效）、工作网络故障（A/B网同时失效）和路由器故障等。
　　3.3 FDP失效后，丧失的主要功能
　　1）在FDR状态方面：不能接收FPL、DEP、ARR报文，不能自动获取和生成飞行计划;没有NACT和FIN状态;FDR状态的进程处理只能通过人工的方式，包括手动删除结束的飞行计划。
　　2）在告警功能方面：不会新生成ETO、MPR、RAM、CLAM、DUPE、APM、FPCP、RVSM、SAP、U警告;FDP失效前相关的航迹，能保持及产生新的MTCD告警，不能产生本地MTCD告警;降级前正在发生的告警，则该告警会持续显示在标牌上，但不再更新;STCA、DAIW、MSAW只产生于FDP失效前相关的航迹（基于离线参数的设置）。
　　3）电子进程单各项功能基本失效。
　　4）在主任管制席位上：不能使用跑道的修改;不能重新分配扇区;不能修改军方活动区域时间段;失去Command Line 中与FDP有关的功能。
　　5）不再计算FDR轨迹，没有航路分析、进离港程序的分配、穿越扇区的判断和自动的进程单发送和纸制进程单的自动打印。
　　6）其他方面：系统不分配应答机编码（转为本地分配）;不做系统雷达关联（转为本地关联）;不能自动位置报告APR;AIDC不能自动处理;Traffic Management进程单列表不会更新;位置报告窗口（Position Report Window）失效;计划航迹UPR功能失效;QNH不能更新（可以在领班位输入更改）;LOST窗口失效等。
　　3.4 FDP的单机工作模式
　　当FDP服务器失效时，各席位维持单机飞行计划处理模块运行，保留的功能有：系统航迹SURV TAG、单机的应答机编码管理、单机的雷达自动关联（Local Coupling）和单机的飞行数据处理（Local Flight Plan facilities）。
　　3.5 FDP的恢复方式
　　任意一个FDP从UNKNOWN状态转为STANDBY或ACTIVE状态，系统认为FDP恢复。FDP恢复正常准备升级时，必须先由主任管制席在SPPS窗口中点击“SYNCH”，各席位才能由LOW模式手动升级至NORMAL模式。
　　4 雷达数据处理MST功能模块失效
　　中南空管广州区管中心具备三种运行层面的雷达数据处理模式：正常模式（NORM）、旁路融合处理模式（BYPS MULTI）和旁路单路处理模式（BYPS MONO）。在席位处于NORM模式下，可以手动切成BYPASS MULTI或者BYPASS MONO模式（如图2所示）。如果是BYPASS MULTI模式显示BYPS，如果是降级到BYPASS MONO显示MONO。如果监视源OPS SURV与BYPASS SURV均失效，则系统模式与席位模式均显示为NOPS，此时ASD中没有任何信号源航迹，系统降级。
　　4.1 造成多雷达航迹处理模块（MST）的原因
　　多雷达航迹处理模块（MST） 自身故障、工作网故障（A/B网同时失效）、路由器故障等。
　　4.2 MST失效后，空域显示区的变化
　　空域显示区的运行显示出现短暂的冻结;雷达航迹消失;显示单雷达模式或旁路模式提供的雷达航迹;单雷达或旁路雷达不能覆盖的区域，显示单机模式提供的计划航迹;使用雷达标签的航迹，如果应答机编码不一致，则标签丢失。
　　4.3 MST失效后的影响
　　单机模式的雷达自动相关;无法显示危险区和限制区的地图;席位上雷达覆盖范围缩小; 除了特殊编码告警，系统航迹产生的其他警告功能丧失。
　　4.4 MST的恢复方式
　　系统不会自动升级各席位的运行模式，只是通知用户;用户在“系统/席位运行状态窗口”中进行人工升级;因为升级时会导致其他席位工作屏幕的短时冻结，所以升级前一定要考虑全面、谨慎从事。
　　5 安全网及监控（SNMP）功能模块失效
　　当所有的SNMAP节点都不可用，系统判定SNMAP失效（NOPS）。系统模式和席位模式说明如表1和表2。
　　5.1 SNMP失效时，系统的提示信息
　　包括GIW显示DEGD，WARNING MESSAGE提示和SPPS窗口状态更新，如图3所示。
　　5.2 SNMP失效时，造成的影响
　　1）航迹只进行本地相关;
　　2）失去大部分告警更新（STCA、DAIW、MSAW、CLAM、APMW、RAM、DUPE、NTZ、RVSM ），已经出现的告警保留状态;
　　3）危险区地图保留状态（开/关）并不能更改;
　　4）紧急告警保留（7500/7600/7700）、24位地址码重复告警保留;
　　5）APR失效等;
　　6）SNMAP失效之后，系统不会自动切到BYPASS SNMAP，需要手动切换;
　　7）管制员需要通过切换到BYPASS MULTI来启用BYPASS SNMAP（前提是BYPASS SNMAP是处于NORMAL状态，以及BYPASS MULTI可用）; 　　8）BYPASS SNMAP提供三项告警：STCA、MSAW、DAIW。
　　5.3 SNMP的恢复方式
　　在SPPS窗口中点击NOPS令其升级成NORMAL，则SNAMP升级成功。原来存在的告警消失，新的告警重新计算并显示，并且本地相关被丢弃，代替以系统相关。
　　6 工作网络（LAN）失效
　　LAN A和 LAN B同时失效是上述所有模块降级的总和，是最严重的降级情况，此时系统只能使用LAN S。告警提示如图4所示。
　　6.1 工作网络（LAN）失效时的主要原因
　　工作网自身故障（A 网和 B 网同时失效）、路由器故障。
　　6.2 工作网络（LAN）失效后，空域显示区的主要变化
　　雷达航迹消失;显示旁路模式提供的雷达航迹;旁路雷达不能覆盖的区域，显示单机模式提供的计划航迹;使用雷达标签的航迹，如果应答机编码不一致，则标签丢失。
　　6.3 工作网络（LAN）失效后的影响
　　如果BYPASS MULTI可用则显示旁路融合航迹，如果BYPASS MONO可用则显示旁路雷达航迹;系统只进行本地雷达关联，数据也只是本地处理;如果是在BYPASS SNMAP模式下，则有STCA、DAIW、MSAW告警，否则失去所有告警;无电报处理功能，包括与相邻管制中心的数据交换。
　　6.4 工作网络（LAN）的恢复方式
　　LAN恢复的初始没有变化，因为每一个节点都需要重新启动，需要一定时间;恢复时在Warning Message窗口有相应提示，显示相应功能恢复的通知;逐个按步骤手动升级。
　　7 结束语
　　尽管“欧洲猫-X”系统具备充分的冗余备份，但是一套完善的软件，在应用层面必须具备出现任一处理模块或硬件部分出现故障的准备及相应处理。系统在架构的建设之初采用分部及处理模块分离的模式，主要也是为了降低故障率及对工作造成的风险，做到尽量减少中央节点的出现，避免一个处理模块失效导致整个系统瘫痪的局面发生，为空中交通管制工作提供了更高质量的保障。
　　参考文献：
　　[1] 杨银霞. 关于Skynet-X空管自动化系统降级的案例分析[J]. 科技创新， 2017（3）： 193-194.
　　[2] EUROCAT-X System/Segment Specification[Z]. Thales公司， 2015.
　　【通聯编辑：谢媛媛】
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