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摘 要：民用航空是我国当前交通运输当中的一个十分重要的领域，为人们提供了极大的快捷性和便利性。不过，在民航空中交通管制当中，我国的自动化程度还不够完善，与一些发达国家相比，也存在着一定的差距。因此，在实际工作中，对于民航空中交通管制自动化系统的设计与实现，应当更加的注重，在充分认识到国外和我国在该领域当中发展情况的基础上，对自动化系统进行充分的设计，从而使其在进行空中交通管制的过程中，取得更好的效果，进一步推动我国民航事业的发展。
关键词：民航；空中交通管制；自动化系统；设计与实现
前言：随着我国社会经济的不断增长，民航运输事业的发展也得到了极大的进步。与此同时，空中交通管理压力也有了很大的提升。对此，为了更好的进行空中交通管制，国家已经先后投入了大量资金，致力于空中交通管制自动化系统的研究与开发。但是在实际工作中，自动化系统的性能和水平与先进国家相比，还存在着很大的不足，亟需进行优化设计，才能使其在实际工作中发挥出更好的效果。
一、空中交通管制自动化系统的发展
（一）国外的相关发展
在很多发达国家当中，民航事业的起步时间较早，发展时间较长，空中交通管制的自动化系统也十分先进。例如，目前世界民航运输领域中，美国是一个技术强国。根据相关统计，每天会有超过六千架飞机飞过美国本土上空。因此，民航空中交通管制自动化系统必须具备十分强大的性能和足够高的工作效率，才能够确保这些飞机的秩序和安全。在美国联邦航空航天局当中，拥有二十一个航路管制中心，分布于美国全境。在美国联邦航天局当中，共设置了航路终端联合管制中心八个，普通终端管制中心一百八十四个，同时，还配置了四百七十个管制塔台。在实际工作中，其需要管理超过两千四百万平方英里的海洋空域面积。在二十一世纪初，美国分别建立了安克雷奇、奥克兰、纽约等几个海洋管制中心自动化系统，从而极大的提高了海洋区管制效率。
（二）我国的相关发展
1.第一代自动化系统
我国最早应用的空中交通管制自动化系统是在二十世纪中后期由法国所引进的，在上海虹桥机场和北京国际机场进行了安装使用。最初的自动化系统只具有一些基本的简单功能，其中具备显示雷达目标数据的功能。地空通话设备是当时系统中的关键，不需要对监视设备进行应用。在当时，我国民航的飞行流量也比较少，因而该系统基本能够满足适应需求。不过，随着民航事业的不断发展，该系统早已无法继续发挥应有的效果。
2.第二代自动化系统
在上世纪九十年代，我国引进了雷达终端处理显示系统。在该系统当中，对分布处理的多雷达处理技术与计算机技术进行了融合应用。在各个雷达之间，工作是相互独立的，不会对其它雷达产生影响。通过多雷达的覆盖，使得可靠性得到了加强。对于飞行计划，能够实现自动处理，从而减轻了工作人员的压力。对于飞机的实时飞行状态，也能够进行监控，为实时指挥提供了便利。此外，在该系统中，还添加了网络记录的功能，对管制席位的工作狀态进行记录，从而为事故调查或工作情况查询提供了可能。
3.第三代自动化系统
近年来，随着我国民航事业的进一步发展，对空中交通管制自动化系统的要求也越来越高。在确保空中交通安全的同时，还需要对空中交通管制所产生的整体效益进行兼顾。因此，我国对有效的飞行空域进行了扩增，在满足空中交通流量需求的同时，也实现了更为高效、集中的管理。在最新的自动化系统当中，主要包括了太原阿莱尼亚终端处理显示系统、呼和雷神终端处理显示系统、北京雷神自动化系统等。这些系统都拥有独立的塔台、中低空与高空席位。思维飞行剖面处理技术在系统当中的应用，提高了飞行轨迹的精确性。在系统中，对更多的标准都能支持，对于雷达无法覆盖的大洋、大陆等区域，管制员能够实现节能型指挥飞行情况，从而确保飞机的飞行安全。此外，新系统中增加了应急系统，在主运行系统中，一些管制席位可做备份使用，从而提高了空中交通管制的效果。
二、空中交通管制自动化系统的设计与实现
（一）雷达数据处理
1.前端处理器
在雷达处理系统当中，前端处理器是最为主要的构成部分，其数据处理和接收功能十分强大。同时具备监视周期、数据分配、转换坐标等重要功能。在我国民航的管制中心当中，前端处理器能够对二十四部外部雷达的数据信息进行同时双路接入。在对数据信息进行获取之后，通过卫星线路，向管制中心进行传输，然后向接口控制设备进行传送。这样，既可以确保信号传输的可用性，也能够有效监控外部线路。
2.数据处理系统
在接收和处理数据的过程中，数据处理系统将会形成航迹，然后与飞行数据共同向管制员席位进行传输。在我国当前民航自动化数据处理系统中，能够对三十二部雷达数据进行同时处理。对于雷达气象云图信息，也能够进行显示、存储、处理和接受。同时对于气象雷达报告、异常SSR信息特殊处理、跟踪阶段调整情况、雷达航迹冲突警报处理、气象矢量处理等任务，也能够完成。
3.多雷达跟踪系统
在雷达跟踪系统当中，对于不同雷达发出的气象数据、被跟踪点迹等信息，能够进行处理。同时对雷达数据输入线的状态进行实施的监测。在跟踪多雷达的同时，对其方位进行预测，防止出现误差问题。此外，该系统当中还具有分配气象和航迹数据、控制接收QNH等功能。
4.安全网监测与报警处理
在该系统部分当中，需要集成飞机飞行计划、自动位置报告、雷达警报等能力。同时，还需要良好的融合飞行计划与系统航迹，从而更好的为民航空中交通管制自动化系统的运行提供基础。
5.雷达备份系统
如果多雷达跟踪系统发生故障，在雷达备份系统当中，会对备份雷达进行提供。处理雷达发出的气象数据和跟踪点迹，对数据质量进行检测，对雷达的距离、方位等误差进行预测，同时在适当的时候发出安全警报。
（二）综合数据处理与显示
在该系统当中，主要包括了FTP服务器、远程访问服务器、应用服务器、中心数据库服务器等部分。其中，FTP服务器包含了两台IBM RS/6000e Server B50，在局域网当中，能够传输大文件。应用服务器当中包含了两台IBM RS/6000E Server B50，其结构主要有三层，分别为用户服务、业务服务和数据服务。中心数据库服务器当中包含了两台IBM RS/6000p Series 620企业级服务器。
（三）人机界面
人机界面的功能主要是使用了显示功能操作窗口。通过飞行计划窗口，管制员能够获取的信息要比航迹标牌内容更加详细，同时也能进行相应的操作。在管制过程中，管制员可以对限制区图、危险区图、系统图、专用地图、MSAW网络坐标图等进行应用。同时在管制工作中，管制员还可以利用罗盘指示、方位范围线测量矢、位置指示、经纬度显示、位置比例标尺等工具进行操作，极大的提高了空中交通管制的效率和效果。
结论：民航运输是我国运输领域当中的重要组成部分。在当前社会中，为了更好的应对空中交通流量的增长，提高控制交通管制的效率和效果，就应当加强对自动化系统的研究。通过相应的设计，使其能够实现更为良好的应用，从而为我国民航运输事业的发展提供更大的保障。■
参考文献
[1]杨智. 空中交通管制安全风险预警决策模式及方法研究[D].武汉理工大学，2012.
[2]陈浩. 民航空中交通管理信息系统设计与实现[D].大连理工大学，2014.
[3]许友水. 空管实时运行风险评估研究[D].中国民用航空飞行学院，2014.
[4]谢晓鹏. TCP/IP技术在空中交通管制自动化系统中的应用价值分析[J]. 科技视界，2013，29：294.
[5]王威. 空管设备运行综合管理系统的设计与实现[D].大连理工大学，2012.
关键词：民航；空中交通管制；自动化系统；设计与实现
前言：随着我国社会经济的不断增长，民航运输事业的发展也得到了极大的进步。与此同时，空中交通管理压力也有了很大的提升。对此，为了更好的进行空中交通管制，国家已经先后投入了大量资金，致力于空中交通管制自动化系统的研究与开发。但是在实际工作中，自动化系统的性能和水平与先进国家相比，还存在着很大的不足，亟需进行优化设计，才能使其在实际工作中发挥出更好的效果。
一、空中交通管制自动化系统的发展
（一）国外的相关发展
在很多发达国家当中，民航事业的起步时间较早，发展时间较长，空中交通管制的自动化系统也十分先进。例如，目前世界民航运输领域中，美国是一个技术强国。根据相关统计，每天会有超过六千架飞机飞过美国本土上空。因此，民航空中交通管制自动化系统必须具备十分强大的性能和足够高的工作效率，才能够确保这些飞机的秩序和安全。在美国联邦航空航天局当中，拥有二十一个航路管制中心，分布于美国全境。在美国联邦航天局当中，共设置了航路终端联合管制中心八个，普通终端管制中心一百八十四个，同时，还配置了四百七十个管制塔台。在实际工作中，其需要管理超过两千四百万平方英里的海洋空域面积。在二十一世纪初，美国分别建立了安克雷奇、奥克兰、纽约等几个海洋管制中心自动化系统，从而极大的提高了海洋区管制效率。
（二）我国的相关发展
1.第一代自动化系统
我国最早应用的空中交通管制自动化系统是在二十世纪中后期由法国所引进的，在上海虹桥机场和北京国际机场进行了安装使用。最初的自动化系统只具有一些基本的简单功能，其中具备显示雷达目标数据的功能。地空通话设备是当时系统中的关键，不需要对监视设备进行应用。在当时，我国民航的飞行流量也比较少，因而该系统基本能够满足适应需求。不过，随着民航事业的不断发展，该系统早已无法继续发挥应有的效果。
2.第二代自动化系统
在上世纪九十年代，我国引进了雷达终端处理显示系统。在该系统当中，对分布处理的多雷达处理技术与计算机技术进行了融合应用。在各个雷达之间，工作是相互独立的，不会对其它雷达产生影响。通过多雷达的覆盖，使得可靠性得到了加强。对于飞行计划，能够实现自动处理，从而减轻了工作人员的压力。对于飞机的实时飞行状态，也能够进行监控，为实时指挥提供了便利。此外，在该系统中，还添加了网络记录的功能，对管制席位的工作狀态进行记录，从而为事故调查或工作情况查询提供了可能。
3.第三代自动化系统
近年来，随着我国民航事业的进一步发展，对空中交通管制自动化系统的要求也越来越高。在确保空中交通安全的同时，还需要对空中交通管制所产生的整体效益进行兼顾。因此，我国对有效的飞行空域进行了扩增，在满足空中交通流量需求的同时，也实现了更为高效、集中的管理。在最新的自动化系统当中，主要包括了太原阿莱尼亚终端处理显示系统、呼和雷神终端处理显示系统、北京雷神自动化系统等。这些系统都拥有独立的塔台、中低空与高空席位。思维飞行剖面处理技术在系统当中的应用，提高了飞行轨迹的精确性。在系统中，对更多的标准都能支持，对于雷达无法覆盖的大洋、大陆等区域，管制员能够实现节能型指挥飞行情况，从而确保飞机的飞行安全。此外，新系统中增加了应急系统，在主运行系统中，一些管制席位可做备份使用，从而提高了空中交通管制的效果。
二、空中交通管制自动化系统的设计与实现
（一）雷达数据处理
1.前端处理器
在雷达处理系统当中，前端处理器是最为主要的构成部分，其数据处理和接收功能十分强大。同时具备监视周期、数据分配、转换坐标等重要功能。在我国民航的管制中心当中，前端处理器能够对二十四部外部雷达的数据信息进行同时双路接入。在对数据信息进行获取之后，通过卫星线路，向管制中心进行传输，然后向接口控制设备进行传送。这样，既可以确保信号传输的可用性，也能够有效监控外部线路。
2.数据处理系统
在接收和处理数据的过程中，数据处理系统将会形成航迹，然后与飞行数据共同向管制员席位进行传输。在我国当前民航自动化数据处理系统中，能够对三十二部雷达数据进行同时处理。对于雷达气象云图信息，也能够进行显示、存储、处理和接受。同时对于气象雷达报告、异常SSR信息特殊处理、跟踪阶段调整情况、雷达航迹冲突警报处理、气象矢量处理等任务，也能够完成。
3.多雷达跟踪系统
在雷达跟踪系统当中，对于不同雷达发出的气象数据、被跟踪点迹等信息，能够进行处理。同时对雷达数据输入线的状态进行实施的监测。在跟踪多雷达的同时，对其方位进行预测，防止出现误差问题。此外，该系统当中还具有分配气象和航迹数据、控制接收QNH等功能。
4.安全网监测与报警处理
在该系统部分当中，需要集成飞机飞行计划、自动位置报告、雷达警报等能力。同时，还需要良好的融合飞行计划与系统航迹，从而更好的为民航空中交通管制自动化系统的运行提供基础。
5.雷达备份系统
如果多雷达跟踪系统发生故障，在雷达备份系统当中，会对备份雷达进行提供。处理雷达发出的气象数据和跟踪点迹，对数据质量进行检测，对雷达的距离、方位等误差进行预测，同时在适当的时候发出安全警报。
（二）综合数据处理与显示
在该系统当中，主要包括了FTP服务器、远程访问服务器、应用服务器、中心数据库服务器等部分。其中，FTP服务器包含了两台IBM RS/6000e Server B50，在局域网当中，能够传输大文件。应用服务器当中包含了两台IBM RS/6000E Server B50，其结构主要有三层，分别为用户服务、业务服务和数据服务。中心数据库服务器当中包含了两台IBM RS/6000p Series 620企业级服务器。
（三）人机界面
人机界面的功能主要是使用了显示功能操作窗口。通过飞行计划窗口，管制员能够获取的信息要比航迹标牌内容更加详细，同时也能进行相应的操作。在管制过程中，管制员可以对限制区图、危险区图、系统图、专用地图、MSAW网络坐标图等进行应用。同时在管制工作中，管制员还可以利用罗盘指示、方位范围线测量矢、位置指示、经纬度显示、位置比例标尺等工具进行操作，极大的提高了空中交通管制的效率和效果。
结论：民航运输是我国运输领域当中的重要组成部分。在当前社会中，为了更好的应对空中交通流量的增长，提高控制交通管制的效率和效果，就应当加强对自动化系统的研究。通过相应的设计，使其能够实现更为良好的应用，从而为我国民航运输事业的发展提供更大的保障。■
参考文献
[1]杨智. 空中交通管制安全风险预警决策模式及方法研究[D].武汉理工大学，2012.
[2]陈浩. 民航空中交通管理信息系统设计与实现[D].大连理工大学，2014.
[3]许友水. 空管实时运行风险评估研究[D].中国民用航空飞行学院，2014.
[4]谢晓鹏. TCP/IP技术在空中交通管制自动化系统中的应用价值分析[J]. 科技视界，2013，29：294.
[5]王威. 空管设备运行综合管理系统的设计与实现[D].大连理工大学，2012.