民航空管系统七篇

民航空管系统 篇1

一、我国民航空管系统安全管理现状分析

(一) 空管体制

目前状况下, 我国的空管体制主要是由国家统一控制的, 国家对境内的飞机实行统一的飞行管制, 飞行管制工作是由国务院、中央军事委员会空中交通管制委员会共同领导。这一空管体制最早形成于上世纪五六十年代, 在那个时期, 我国的民航发展由于受到诸多方面的限制及影响, 发展十分困难, 技术水平相对落后。而采用这种空管体制, 符合当时的中国国情, 能够在一定程度上显示出主权的原则性。随着时代的发展以及经济的进步, 我国对这一空管进行了一定程度上的改革, 如今, 全国实行“统一管制、分别指挥”的空管体制, 这种体制只是对原先体制的进一步发展, 并没有改变其本质。在这种空管体制之下, 首先保证国家空管委的统一领导的前提, 然后由空军组织实施全国的飞行管制。对于民用飞机来说, 主要是由民航空管部门进行指挥。

(二) 安全管理机构的发展

到1995年, 经济高速发展, 新科学、新技术层出不穷的, 在这个时代里, 我国的民航事业已经取得了很大程度上的进步。首先, 由民航总局率先成立了航空安全办公室, 然后从中央到地区, 各个省、地区的管理局也响应中央号召, 分别成立了地区的航空安全办公室以及安全监察处。在1998年, 中央成立了民航总局空管局安全监察处。安全管理机构的发展在很大程度上推动了我国民航事业的发展, 它有效的促进了航空安全的检查以及家督, 并且促使了机构之间的安全信息能够得到有效的沟通。除此之外, 各项指标也能够被落实到实处, 我国的民航安全管理取得了不小的成绩。

二、我国民航空管安全管理以及对策研究

(一) 对组织结构进行进一步完善, 有效理顺职能关系

1. 形成有效的纵向控制链

空管系统的有效改革为民航发展注入了新的活力, 而且在改革结束之后, 已经初步形成了系统的总体架构。目前状况下, 从地区的空管局到各个空管中心的管理关系已经确定。但是, 就总局空管局与地区空管局的关系来看, 还存在着一定程度上的缺陷, 两者仍然存在着脱节部位。地区空管局与航站中的空管部门之间的关系仍然没有发生变化, 仍保持着原先的行业管理关系。我们应该清楚, 改革不可能一步到位, 从改革开始到取得成效需要经历一个过渡与发展时期。因此, 对于管理模式以及管理机制来说, 它们仍然处于发展时期, 在其发展的过程当中, 肯定会遇到一定程度的组织结构惯性阻力, 因此要想进一步促进其发展, 必须对这一阻力进行有效的克服, 并形成一套具有一定系统性、垂直性、自主性且针对性较强的安全管理模式。

在空管系统之中, 应该建立起一个责、权、利协调良好、命令相对统一且信息的沟通交流具有一定顺畅性的纵向管理控制链。在这一连续性较强的控制链之中, 应当以安全主管部门作为相应的纽带, 通过这一纽带有效的建立起安全管理网络。安全管理网络的建立对民航事业安全程度的提高具有十分重要的意义, 它可以进一步促使空管系统垂直化的发展, 同时, 它还可以形成有效的约束机制, 并对信息的交流与沟通也有一定的积极意义。

2. 构成整合的横向协调环

对于民航空管系统来说, 它在民用航空事业当中有着十分重要的地位与作用, 只有逐步完善民航空管系统, 才能对飞机飞行安全进行有效的保障。同时, 作为民航空管系统, 其组织目标主要是对飞行安全进行有效的保障, 它完全不同于以盈利为目的组织, 它所做的一切工作, 诸如资本资源以及人力资源的调配、相关信息的有效利用、组织文化建设等, 最终目的都是为了对飞行安全进行进一步的保障, 而其它的目标都是次要的。因此, 对于安全管理来说, 它比其它各项管理都重要, 是其它各项管理的核心, 除此之外, 只有首先做好安全管理, 才能继续完成其它项目的管理。

综上所述, 安全管理工作涉及到的方面以及机构较为广泛, 它并不仅仅是主管安全以及分管安全领导的职责, 而应该是不同级别安全网络中的各个职能部分共同完成的任务。因此, 各个部门进行有效的合力十分重要, 只有这样, 才能将安全管理工作做好, 并将之落实到实处。各级机关都应该首先对相关的管理法规及标准进行进一步的完善, 然后在此基础之上, 建立起一套具有一定合理性、有效性且针对性较强的监督安全机制。本文作者对目前状况下所实行的组织结构进行了一定的研究, 然后对最新的安全管理思路进行有效的运用, 梳理了空管系统各部门在安全管理之上的职能分工, 主要如下图所示:

(二) 对安全管理机制进行有效的建立

1. 注重事先控制

从一定角度上来看, 安全管理工作其实也是一种对系统的有效控制, 即对相关的人力、物力、财力等进行有效的调动, 以此来保证组织能够正常、有效且安全的运行。对于系统控制来说, 它主要分为三个阶段, 分别是事先控制、现场控制以及事后控制。事先控制在整个系统控制工作中发挥了基础性、根本性的作用, 而现场控制在系统控制之中更多的是表现为一种手段;而对于事后控制来说, 它进行的是扫尾工作, 对之前两项控制之中出现的错误进行一定程度的补救, 同时也为事先控制提供相应的实践依据。比较三个阶段的控制, 虽然都十分重要, 但在实际工作当中一定要抓住重点, 将事先控制放在首要位置, 现场控制以及事后控制也只是对事先控制进行一定程度上的辅助, 帮助其有效的完成。事先控制的内容较为广泛, 主要包含了人、保障手段、管理环境三个因素方面的内容。具体内容如下表所示:

由此可知, 对于安全管理来说, 其实质主要是事先控制, 而事先控制的内容涉及方面十分广泛, 包含了各个职能部门的工作职责。

2. 由监督机制向监督协调机制过渡

在空管系统之中, 它所建立起的监察机制隶属于企业的内部, 它以自我控制以及问题解决为基础。同时, 监察机制应当重点突出“协调”, 只有有效的协调各个方面的工作, 才能进一步做好空管系统的安全管理工作, 并使其更具秩序性、深入性。其着眼点就是对相关的隐患进行及时发现并且能迅速做出反应, 做出弥补工作。在这一监察机制当中, 监督者与被监督者之间应当持有和睦的关系, 两者具有一致的目标, 然后在此基础之上进行有效的互动, 这样一来, 就可以促进安全保障任务的有效完成。值得注意的是, 在这一点上它与航空安全办公室的监督是不一样的, 两者之间有着十分明显的区别, 下表显示的是民航局航安办安全监督与空管局安监处安全监督的主要区别:

空管系统要想对这种互动关系进行有效的建立, 并达成目标的一致性。应该从监督机制向监督协调机制进行有效的过渡。监督协调机制除了包含有原来监督机制的内容以外, 还应该包含一定的协调性。如对基层单位运行状况的了解调查对一线人员思想状况的了解掌握如发现的问题并非操作者个体所产生的某些有可能是管理上的漏洞。因此, 对于安全主管部门来说, 它不仅要有相应的知情权、评价权以及奖惩权, 还应当拥有对资源投入的建议权利。只有这样, 才能够对相关责任进行进一步的落实, 并有效的解决相应的问题。

3. 完善安全激励机制

一般情况下, 激励主要分为两种类型, 分别是“正激励”与“负激励”。前者主要是指对与组织目标相符合的行为进行一定程度上的奖励, 使得更多的人参与到这一行为当中去;后者主要指的是对于组织目标相违背的行为进行惩罚, 对这种行为进行有效的削弱与抑制。这两种激励存在着一个共同点, 那就是激励着与被激励着两者之间都存在着一定程度的双向性以及互动性, 如果不能做到双向性一级级互动性, 那么激励所取得了效果将会大打折扣。

目前状况下, 在空管系统的安全管理之中, 最为常用的激励机制就是安全奖惩机制, 这种激励机制较为死板, 它在安全管理之中的力度已经逐渐减弱。如:在安全工作之中, 对为其做出重要贡献的人进行重奖, 而对那些在工作之中出现安全问题的人员进行重罚。这样一来, 即使所取得效果十分直接, 但这种机制所维持的时间较短, 不能长期使用, 同时, 一般情况下, 重奖与重罚都是涉及到了经济问题, 这很有可能产生一定程度的负面影响, 对员工的激励起到反作用。

实际情况是, 如今空管系统人员的层次结构已经发生一定程度上的变化, 应当优化选择一个更为先进、更具针对性的管理方式, 将它与高层次的教育背景进行有效的结合。这样一来, 就可以对员工的抵触心理进行一定程度上的削弱。因此, 要想对自成体系安全激励机制进行有效的建立并将之逐渐完善, 就必须让激励者与被激励者之间形成一种互动关系, 然后了解员工的需求, 对其需求进行进一步的划分, 形成一个可以为各层次的空管人员提供发展方向的管理方案使人力资源管理整合在安全管理的平台上。因此, 在对突发的事件进行一定程度上的奖惩以外, 还应当对以行政职务提升为导向和以技术水平相适应的职称提升为导向的激励机制进行有效的构建。

(三) 营造以安全为核心的组织文化

在前文的分析中, 我们已经知道了空管系统的组织目标主要是对飞行安全进行有效的保障, 为了促使这一组织具有自身的特点, 并与其他的组织明显区分开来, 应当营造以安全为核心的组织文化, 这也与组织的战略目标保持一致性。对于安全文化来说, 它可以对空管系统的工作特性进行有效的体现, 表达了空管系统的成员对自己本行业的一种认同感与自豪感。除此之外, 它还促使成员更具有团体意识, 在注重个人利益、实现自我价值的同时又关注了行业的利益并实现了团体价值。这种文化渗透式的体现较之于单向的安全教育更具有引导功能, 通过安全文化的有效引导, 员工可以对自身的态度以及行为进行进一步的塑造。综上所述, 对于营造安全文化来说, 它可以有效的带来可预测性、秩序性和行为的一致性。只要建立起以人为本的安全文化, 空管系统的管理措施就可以为员工提供一系列的经历, 这样一来, 就在一定程度上对文化的维系起到积极作用。同时, 在人员的甄选过程绩效评估标准奖酬措施培训和职业开发活动及晋升过程当中, 可以对空管系统的员工与空管组织以及安全文化的适应性进行有效的保证。而对于管理者来说, 他们有义务在进行决策的同时对空管系统的核心价值以及安全文化进行深层次的考虑。这样一来, 就可以对员工进行积极的引导。否则, 员工就会根据自己的认知来了解组织的相关情况, 这对组织凝聚力的产生与提高是不利的。

三、结语

本文主要针对民航空管安全系统管理进行研究与分析。首先, 从空管体制以及安全管理机构的发展两个方面介绍了当前状况下我国民航空管系统安全管理现状。然后重点分析了我国民航空管安全管理以及对策研究, 主要从对组织结构进行进一步完善, 有效理顺职能关系、对安全管理机制进行有效的建立以及营造以安全为核心的组织文化三个方面展开论述。希望我们的研究能够给读者提供参考并带来帮助。

摘要：随着经济的发展以及科学技术水平的不断提高, 我国的民航取得了很大程度上的进步, 极大的促进了国民经济的发展以及人民生活水平的提高。然而, 从全球角度来看, 即使世界航空业已经十分发达, 但仍然会出现两机空中相撞的严重事故, 因此, 人们对于航空器飞行安全问题的关注从来不会减少。而从我国的角度来看, 我国仍然处于发展中国家, 虽然航空业在近年来取得一定程度上的进步, 但在技术上与发达国家仍然存在着差距, 在航空器飞行安全以及管理上存在着较大的难度。正是如此, 我们更应当关注这一问题。本文主要针对民航空管安全系统管理进行一定的研究。

关键词：空管系统,人为因素,系统安全安全管理,安全文化

参考文献

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[2]金占涛.我国民航空中交通管制员在职培训研究[D].武汉理工大学, 2006.

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[4]卢智文.空中交通管理系统安全化研究[D].西南交通大学, 2005.

[5]石荣.空中交通管理风险分析系统[D].中国民航大学, 2007.

[6]凌晓熙.人为因素对航空安全影响的研究[D].西南交通大学, 2007.

[7]卜晓敏.航空人为因素事故/事件分析模型研究[D].中国民航大学, 2008.

民航空管系统 篇2

一、民航空管安全文化建设的必要性

1. 有必要践行空管持续安全理念

空管是民航运行体系中的核心要素, 是实现建设民航空管安全文化的重要组成部分, 起着举足轻重的作用。安全是始终如一的坚守, 是民航的命脉。如何使我国民航事业又快又好的发展, 实现民航强国的伟大目标, 就不得不强化空管安全文化的建设。这样不仅能激发空管人员的工作积极性、提高团队合作力、强化责任意识, 使空管人员更好的为人民服务, 还能把持续安全理念落到实处, 保障民航安全操作和运行。

2. 有必要减少空管人为失误

所谓空管, 指的就是维持空中交通, 防止一切飞行器或障碍物的相撞, 使飞机有序安全的抵达目的地的管理机制。随着科技的进步, 航空设备也越来越科技化和先进化, 使得飞机的安全性有了更大的保障。除了一些非人为因素造成的安全事故 (如天气、自然灾害等原因) , 人为因素造成的飞行事故发生概率高达65%以上, 其中飞行员与管制员为主要责任人。由此可见, 空管人员面临的压力仍是非常之大的, 减少空管人员人为失误的概率在加强空管安全文化建设中显得尤为重要。

二、民航空管安全文化建设的途径分析

1. 塑造良好的民航空管单位文化

民航安全文化的建设首先有赖于民航空管单位的文化建设, 这是让所有工作人员处于良好的工作环境与氛围中, 加强团队乃至整体单位的凝聚力的基础。首先, 民航空管单位要意识到文化建设的重要性, 在平时的组织工作中要充分体现出这一点, 可以多安排组织一些员工的联谊或者交流活动, 促进员工间的相互了解, 这会有助于员工间良好关系的建立。同时, 要提升员工的单位文化认同感, 让他们对于自己的工作岗位有更强烈的归属感。这些都是单位文化构建中重要的基石, 也是让平时的各项工作更好的落实的一个基础。

2. 强化民航空管人员的安全理念

对于民航空管工作的展开过程而言, 安全是毫无疑问的核心, 这也是民航空管在执行各项工作时需要首先考虑与落实的一个要素。在文化建设的过程中, 要进一步加强所有空管人员的安全意识, 提升他们的责任心, 让他们在执行各项具体工作任务时能够有更合理的判断。普遍来说, 民航空管人员都有着极高的安全意识, 也有着较好的专业素养, 但是, 鉴于民航空管工作有时候具备一定的复杂性, 尤其是受到各种突发状况或者外来因素的影响时, 这就给空管人员的工作过程带来了极大的挑战。重要的是, 在这种特殊时刻乃至一些紧急甚至危机的时刻, 空管人员仍然能够将安全作为第一要素, 能够清晰合理的对于实际状况作出准确判断, 并且高质量的完成自己的工作。这才是空管人员工作能力和素养的体现。

3. 完善运行管理措施

在民航空管安全文化的建立中, 需要有一套系统完善的运行管理措施和体系作为依托, 这不仅能够让每一个工作人员明确自己的工作职责、工作流程, 在遇到具体的问题时也能够找到处理与应对的参照。随着我国航空事业的不断发展壮大, 在各个领域、各个方面的运管管理的流程与措施也在不断完善, 民航空管安全领域的相关管理措施也不例外。但是, 客观来说在工作体系的建立和管理措施的设计上, 仍然存在一些可以完善和更为细致的地方。在制定运行管理措施时要结合我国航空运营的实际情况进行合理考虑, 要结合多方面因素来辅助管理运行措施的制定, 这样更加有助于民航空管安全文化的良好建立。

4. 建立有效的信息沟通机制

民航空管想要保障其安全性和实效性, 高效的进行信息沟通与信息资源共享, 这是重要的前提与基石。在建立民航空管安全文化体系时, 很有必要加强信息沟通机制的建设, 这对于各项具体工作的有效展开影响非常直接。从过往的很多事故中我们看到, 各种大型的安全事故之所以会产生, 其后一个很重要的造成原因就是空管人员沟通的不及时、信息的缺位或者是沟通不畅通所导致的沟通障碍。如果能够在沟通机制上不断完善, 完全消除空管人员在信息共享和交流时可能产生的阻碍, 不仅会使得民航空管工作的实效性大大增强, 各种安全事故产生的几率也会直接降低。

5. 加强民航空管单位员工培训力度

民航空管安全文化建设的过程中, 加强对于空管员工的培训也很重要。空管人员的工作能力、专业化程度会直接影响到工作执行与落实的效率, 甚至会决定整个民航空管的安全性与稳定性。民航空管单位应当加强对于员工的培养力度, 可以定期组织培训课程, 牢固空管人员的基础知识和专业化背景, 让他们的理论根基更为扎实。同时, 培训过程也需要关注于各种突发问题或者状况的处理能力的培养上, 可以模拟一些具体场景, 考察空管人员的处理与应对能力, 这也是一种很好的训练方式。还可以定期对于空管人员进行考核测试, 这能够帮助空管单位了解空管人员的能力水平, 也可以为后续的培训确立更加清晰的方向。

参考文献

[1]霍志勤.中国民航事故调查的客观公正探讨[J].中国安全生产科学技术.2011 (08)

[2]李婷.民航空管企业安全文化建设浅析[J].空中交通管理.2010 (11)

[3]徐慧.建设空管安全文化促进民航强国发展[J].空中交通管理.2010 (10)

民航空管系统 篇3

关键词：民航空管系统；飞行冲突；警告；改进

1 民航空管系统的现状

伴随着我国经济社会的飞速发展，交通运输产业日益发达，尤其是更加体现一个国家交通现代化发展水平的航空运输业。近年来，随着航空交通的发展，我国空中交通流量逐渐加大，单位面积的空中飞行区域中的飞机间距越来越小，密度也大大增加，导致了空中飞行的流量压力。而一旦有大面积飞机同时航行，如何在航空运输中控制好合理的飞行密度和保证飞行安全就成了至关重要的问题。由此可见，为了保持航空运输业的可持续发展，航空运输安全规范的加强不容忽视。一个拥有完善的安全警告机制的空中交通管制系统可以高效地确保航空运输的安全，因为它可以稳定地运行，并科学而准确地反映出实时的航空监控数据，比如飞机的空间位置和飞机与其他飞行物之间的距离。通过这些信息和分析数据的帮助，航空管制员可以更加全面地指挥好空中交通，保持空中飞行的安全间隔，避免发生不安全事故，保证人民的生命财产安全。下面，本文将具体介绍民航空管系统的相关背景知识和目前遇到的现实问题，重点探讨和分析推进民航空管系统冲突警告改进的措施。

2 民航空管系统背景技术介绍

2.1 民航空管系统的工作机制 民航空管系统一般包括两类输入内容和格式，分别为：雷达数据信息和飞行报文信息。当雷达的数据信息输入到雷达的数据处理单元后，数据处理单元便开始运算和分析雷达数据，之后将完成这部分信息的通信协议或格式上的转换处理操作。经过这一操作之后，进入民航空管系统的不同类型雷达数据，就会轻松被多雷达融合单元所识别，随后该单元会负责进行分析、检测、分类等融合工作。

2.2 民航空管系统冲突检测 民航空管系统中的核心可以说就是其中的飞行冲突检测模块。飞行冲突，即两个正在空中飞行的飞机之间的空间位置距离因为超出安全范围而可能发生危险事故的情况。为了能科学地提出冲突警告，必须做好准确无误的飞行冲突检测，最好能够预估安全的飞行轨迹，尽量避免飞行冲突；或者在发现飞行冲突时系统会立即响应，调整和改变正在飞行的飞机航向和速度，合理地化解飞行冲突，引导飞机驶向目标地点。另外，如果飞行中飞机的空间位置、飞行模式等参数出现偏离时系统也应该立即发送警告给管制员，并为管制员提出一些处理措施建议。而这些系统操作都是基于飞机发出的雷达数据信息。

3 民航空管系统冲突警告的原理分析

3.1 空管系统飞行冲突警告分类 飞行冲突警告根据紧急程度分为两种类型：一种为CA警告，当一架飞机的圆柱体范围飞入其他飞机时系统发出CA警告，管制员应该首先处理。第二种警告为短期冲突警告（PCA）。从当前时间开始计算的周期内，如果两架飞机处于冲突状态则系统发出PCA警告。

3.2 空管系统飞行冲突警告原理 对于民航空管系统冲突警告的改进，首先应对空管系统中飞行冲突警告模块的原理进行重点研究。本文中提出的思路是：民航空管系统应准确记录实时的对飞机飞行过程中的空间位置、飞行方向、飞行模式等飞行参数，基于这些信息的记录，我们就能够在以整数为单位的雷达周期内，通过分析和科学的算法，定位到两架飞机在该周期内具体分别位于何处，最后进行全面的飞行冲突检查。

如果系统定位到飞机的位置，并计算出经过某个特定的时间段后，某一架飞机的可能位置范围会与另一架飞机的圆柱体区域覆盖，那么说明这两架飞机有极大的可能性会在系统预测的时刻进入一个即将重合的危险区域，此时系统会根据预测时刻距当前系统时间的紧急程度和重合区域的范围大小发出相应等级的警告，管制员接到警告提醒后调整两架飞机的飞行参数，系统会等待直到它检测到的所有参数恢复正常后才能自动关闭。

4 民航空管系统冲突警告的改进措施

4.1 为空管系统加入确认机制 航空运输的管理任务十分艰巨，我们只有在每个环节都把好关，才能确保所有环节完美实现。因此，本文的建议是民航空管系统应该明确规定管理规范，出现警告应尽快确认问题是否真实。整个空管系统应该确保稳定的运行，检测和预算的数据也应该具有高精确度，避免数据错误引发虚假警告所带来的损失。由于飞机飞行所处的高空环境包括了来自于大气压、气流等自然因素的影响，飞行环境容易波动多变，这使得空管系统在记录和监控飞机的飞行参数面临巨大挑战。针对这一问题，我们加入了新的飞行冲突警告的判断机制，即确认机制。加入它之后，当系统检测到危险信号时，飞行冲突检测单元会先进行预先判断，如果时间已经超过了确认机制中提前设置好的报警次数，且飞机若还是有遇到飞行冲突的危险，系统才会达到触发警告的值。这个方法有效地降低了系统的虚假警告频率，但存在使系统实时性下降的缺点。

4.2 采用提前警告的改进算法 为了满足冲突警告的准确性和实时性要求，空管系统还可以采用一种提前警告的改进算法。提前警告的算法即，用两架飞机之间的相对飞行距离加危险距离的总和替换掉最初计算出的危险距离。具体来讲，就是从两架飞机之间的距离小于危险距离开始，如果确认周期计时完毕的时刻两架飞机之间的距离达到新设定的危险距离，监控终端上会显示飞机之间的距离开始小于危险距离时，系统就会发出提前警告。要准确计算出达到提前警告的距离条件，必须算出该算法中新增的那部分附加距离，两架飞机在确认周期时间内相对飞行多远这个值就有多大。

综上所述，提高空中交通管制系统的冲突警告的准确性和实时性对于这一空管系统冲突警告的改进至关重要。本文综合分析了民航空管系统的现狀、技术背景及其原理和存在的问题，通过对改进方法的不断探究和完善，对推进民航空管系统冲突警告的改进措施做出了具体的分析。

只有做好空管系统冲突警告机制的改进工作，才能更加有效地确保整个民航空管系统的运行效率和航空运输的安全。

参考文献：

[1]许红军，孙继湖，马慧涛.中国民航运输系统性测度研究[J].中国民航大学学报，2012（21）.

[2]万辉.前航空公司面临的成本压力及其对策[J].中国乡镇企业，2011（04）.

民航空管系统安全信息管理办法 篇4

（征求意见稿）

第一章 总则

第一条 为规范民航空管系统安全信息的报告、收集、分析和应用，实现安全信息共享，控制风险、消除隐患、预防民用航空事故的发生，制定本办法。

第二条 本办法依据《民用航空安全信息管理规定》（CCAR-396-R2）、《中国民用航空空中交通管理规则》（CCAR-93TM-R4）、《民用航空空中交通运行单位安全管理规则》（CCAR-83）、《民用航空器事故征候》（MH/T2001-2011）和《民用航空其他不安全事件样例》（AC-396-AS-2010-05）等规章、标准和规范性文件。

第三条 本办法适用于空管系统各单位和个人的空管安全信息管理。本办法所称的空管系统是指民航局空管局、各地区空管局、空管分局（站）以及各直属单位的统称。

第四条 空管安全信息管理工作实施统一管理、分级负责；逐级上报、应用共享的原则。

民航局空管局安全管理部门负责统一管理空管系统的安全信息管理工作，负责组织建立用于空管安全信息报告、存储、分析和发布的空管安全信息系统。

各地区空管局和空管分局（站）应当制定空管安全信息管理程序，负责本辖区的空管安全信息管理工作，并应当定期利用民航局空管局空管安全信息系统存储、分析、发布和上报本辖区内的空管安全信息。

第二章 空管安全信息分类

第五条 本办法所称的空管安全信息包括强制报告信息、自愿报告信息和日常报告信息。

第六条 本办法所称的强制报告信息主要包括：民用航空器事故（以下简称事故）、民用航空器事故征候（以下简称事故征候）及其他不安全事件。

（一）本办法所称事故按照《民用航空安全信息管理规定》（CCAR-396-R2）的定义和标准执行；

（二）本办法所称事故征候按照《民用航空器事故征候》（MH/T2001-2011）的定义和标准执行；严重事故征候是指《民用航空器事故征候》中的运输航空严重事故征候；一般事故征候是指《民用航空事故器征候》中的运输航空一般事故征候、通用航空事故征候和航空器地面事故征候。

（三）本办法所称其他不安全事件按照《中国民用航空空中交通管理规则》（CCAR-93TM-R4）中的“严重差错标准”和《民用航空其他不安全事件样例》（AC-396-AS-2010-05）中的“空管保障”样例执行。

（四）以上标准若被修改、代替，以最新版本为准。第七条 本办法所称自愿报告信息包括空管系统各单位或工作人员在日常工作中发现的安全隐患和缺陷，以及没有造成明显后果的事件或违章行为的情况。

第八条 本办法所称的日常报告信息包括：

（一）安全工作总结；

（二）安全信息月报；

（三）安全评估、安全检查、风险管理等情况；

（四）安全管理会议的有关记录；

（五）安全教育和培训及其考核档案；

（六）安全奖励和处罚情况；

（七）其他安全管理内容。

第三章 空管安全信息报告

第九条 本办法所称事发相关空管单位是指与所发生事件有关的空管系统单位；本办法所称事发空管单位是指主要由于空管原因导致事件发生的空管系统单位。

第十条 事故和严重事故征候信息的报告按照以下规定进行：

（一）事故和严重事故征候发生后，事发相关空管单位应立即向事发地监管局和所属地区空管局运行管理部门报告；地区空管局运行管理部门接到报告后，应立即向民航局空管局运行管理部门报告；民航局空管局运行管理部门接到报告后，应立即向局领导、安全管理部门报告。

（二）在事故和严重事故征候发生后12小时内，事发空管单位应当向事发地监管局填报“民用航空安全信息初始报告表”，并且抄报事发地民航地区管理局、事发相关单位所在地民航地区管理局以及民航局安全信息主管部门。

（三）在事故和严重事故征候发生后12小时内，事发空管单位应将初始报告内容通过民航局空管局空管安全信息系统上报至所属地区空管局安全管理部门；地区空管局安全管理部门应当在事发后24小时内将审核后的报告内容上报至民航局空管局安全管理部门；民航局空管局安全管理部门将内容审核后尽快报告局领导。

第十一条 一般事故征候、其他不安全事件的报告按照以下规定进行：

（一）一般事故征候和其他不安全事件发生后，事发相关空管单位立即向事发地监管局和所属地区空管局运行管理部门（或设备监控部门）报告；地区空管局运行管理部门（或设备监控部门）接到事件信息后，应立即向民航局空管局运行管理部门（或设备监控部门）报告；民航局空管局运行管理部门（或设备监控部门）接到事件信息后，应尽快向局领导、安全管理部门报告。

（二）在一般事故征候和其他不安全事件发生后24小时内，事发空管单位应当向事发地监管局填报“民用航空安全信息初始报告表”，并将报告内容通过民航局空管局空管安全信息系统上报至所属地区空管局安全管理部门；地区空管局安全管理部门应当在事发后48小时内将审核后的报告内容上报至民航局空管局安全管理部门；民航局空管局安全管理部门将内容审核后尽快报告局领导。

（三）需要空管系统负责调查的事件，负责调查的单位应当在事发后7日内以正式文件形式，将事件经过、调查情况、原因分析、采取的措施、以及处理建议或决定报民航局空管局。同时将事件经过、调查情况、原因分析通过空管安全信息系统逐级上报。

第十二条 向空管系统举报与空管安全有关的事件按照以下规定进行处理：

（一）举报事件由受理举报信息单位负责调查。

（二）如果举报事件经调查为强制报告信息范畴，负责调查的单位应当在接受到举报3日内，向民航局空管局安全管理部门上报事件相关信息。

（三）举报人的合法权益应受法律保护。

第十三条 任何单位和个人不得瞒报、缓报或者谎报空管安全信息；不得因信息不全而推迟上报，在上报后若获得新的信息，应当及时补充报告。

当空管安全信息系统不可用时，可以使用其他方式上报；空管安全信息系统恢复后，应当使用该系统补报。第十四条 自愿报告信息应遵照民航局、民航局空管局的相关规定执行。

第十五条 日常报告信息的报告按照以下规定进行：

（一）安全工作总结。各地区空管局应在每年12月25日前将安全工作管理目标、指标、计划及完成情况上报民航局空管局。

（二）安全信息月报。各地区空管局应在每月10日前将本辖区的运行保障情况、不正常事件、安全形势分析等信息上报民航局空管局。

（三）各地区空管局安全管理部门根据日常空管安全工作，将安全管理会议、安全教育培训、风险管理、安全评估、安全检查、安全形势分析、安全奖惩等安全管理活动情况上报民航局空管局。

（四）相关安全管理信息应根据分类通过民航局空管局空管安全信息系统上报。

第四章 空管安全信息分析和处理

第十六条 民航局空管局安全管理部门负责对空管系统安全信息的分析和处理；地区空管局安全管理部门负责对本地区、本单位空管安全信息的分析和处理。

第十七条 各级安全管理部门应定期分析空管安全信息，识别安全风险，把握安全形势，并为安全决策提供可靠依据，适时启动风险管理机制。

第十八条 对与空管安全工作关系重大的空管安全信息，各级安全管理部门应当及时召开专题会议分析情况，研究对策。

第十九条 各级安全管理部门发现需要进行事件调查的安全信息，应及时启动不安全事件调查程序。

第五章 空管安全信息发布和归档

第二十条

民航局空管局安全管理部门负责对空管系统内部发布空管安全信息；地区空管局安全管理部门负责对本地区内部发布空管安全信息。

第二十一条

空管安全信息发布分为定期信息发布和不定期信息发布。

（一）定期信息发布内容包括：日常报告信息中空管安全形势分析报告、季度空管安全信息和安全工作月报。

（二）不定期信息发布内容包括：强制报告信息、自愿报告信息，以及日常报告信息中安全培训、安全管理会议、安全奖惩、风险管理、安全评估、安全检查及整改情况。

第二十二条 空管系统各单位应妥善保存空管安全信息的有关文本、影音、数据及其他资料，不得擅自修改相关数据和文档记录。

第六章 空管安全信息工作人员的岗位要求 第二十三条 空管系统各级安全管理部门分别指定专人负责安全信息管理工作，并配臵安全信息管理设备，保证安全信息管理所必须的资金投入。

第二十四条 负责安全信息管理工作的人员应具备以下条件：

（一）应有较强的事业心和工作责任感，遵纪守法，恪守职业道德，坚持原则，实事求是；

（二）掌握民航局、民航局空管局关于安全信息管理方面的规定；

（三）掌握民航局空管局空管安全信息系统的基本操作，了解信息分析的原理、步骤和方法，具有较强的信息分析和处理能力；

（四）熟悉空管相关业务或有两年以上空管从业经验；

（五）通过局方组织的行业基础与安全培训，考核合格。

第七章 责任追究

第二十五条 空管系统单位违反本办法第十条、第十一条、第十二条、第十三条，根据事件的性质、级别、造成的后果和影响等，由民航局空管局或所在地区空管局对直属相关单位的主要领导、分管领导进行安全问责，对相关责任人进行处罚。第二十六条 空管系统单位或个人违反第二十二条、第二十三条，民航局空管局或所在地区空管局责令其改正，对相关责任人进行处罚。

第八章 附则

民航空管系统 篇5

近年来,随着空管通信导航监视设施设备更新改造,大批新建的设施设备投入运行,对提升空管运行品质起到了关键基础作用。随着飞行流量不断增长, 管制指挥对空管设备设施依赖程度在不断提升,一旦设备因雷击引起故障, 将对管制指挥造成很大影响, 甚至引起不安全事件的发生,将会威胁飞行安全。为了确保通信导航监视设施设备的安全运行,如何做好设备设施的防雷工作,切实做好风险防控,确保飞行安全,具有重要的现实意义。本文通过对防雷工作的探讨,结合实际工作,提出在防雷工程实践中应该重点关注的环节。

1空管设施设备防雷工作的必要性

1.1保障民航飞行安全是空管工作的生命线

空管通信导航监视设施设备(以下简称空管设施设备) 的安全运行直接与管制运行和飞行安全相关, 它在保障飞行安全的整个安全链条中是最重要的一环,保障空管设备安全运行,也是技术保障人员最重要的职责,安全责任重大。空管系统是民航运行的枢纽,保障安全是空管工作永恒的主题,空管设备为民航安全飞行的全过程(从起飞、空中飞行到着陆)提供连续稳定可靠的通信、导航、监视保障服务,它为飞行安全发挥着无可替代的重要技术支撑作用。空管设备一旦遭受雷击损坏无法及时修复,将会对管制指挥和飞行安全带来安全风险,甚至引发不安全事件的发生,将会威胁飞行安全,造成的损失和后果很严重,其间接损失将不可估量。因此做好防雷工作,最大程度地降低雷电对空管设施设备安全运行的危害,具有重要的现实意义。

1.2空管设备自身的特点、安装的地理环境等因素,容易遭受雷击损害

空管设备大量采用微电子器件,耐压低,容易遭受雷击损害。空管设备大多采用了现代数字通信技术和计算机网络技术、微电子技术,其核心部件和器件采用大规模集成电路等微电子器件,它集成化程度高、体积小、耐压低、通流量只有微安级,对电压(电流)的冲击更加敏感,极易感应雷电过电压造成损害。 并且空管设备大多是进口设备,自身价值昂贵,有的单套设备高达上千万元,一旦遭受雷击损坏,更换受损器件和板件及维修费用等都较高,直接经济损失会比较大。因此,防雷击对高、精、尖的空管实施设备就显得尤为重要。

1.3地理环境恶劣,容易遭受雷击

空管通信导航监视设施设备根据发挥的作用和功能不同,安装地点不同,通常架设地势较高的地点和空旷地带。例如:甚高频设备、雷达设备大多安装在机场地势比较高的地点或高山上,导航设备安装在机场平坦开阔地带或有的导航设备安装在高山上,安装的地点孤立,地势高,一般高于周围建筑物。在雷暴日相对较高的多雷区,极易遭受雷暴天气影响,室外天线单元和室内设备容易成为雷电袭击的对象,遭受的雷击损害的概率会比较高。

2防雷理论分析

2.1雷击分类

雷电是一种大气自然现象,它是雷云之间或雷云对地之间的放电,由雷电引起的雷击灾害,是十分严重的自然灾害,根据雷电灾害理论,雷击一般分为直接雷击和感应雷击。

直击雷击是指雷电直接击在建筑物、构架、树木、 动植物上,由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用,直接摧毁建筑物、构筑物以及引起人员伤亡等, 由于直击雷的电效应,有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。

感应雷击是指雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导上产生感应电压,该电压通过传导体传送至设备,间接摧毁微电子设备。感应雷击对微电子设备,特别是通讯设备和电子通信网络系统的危害最大,据资料显示,微电子设备遭雷击损坏,80%以上是由感应雷引起的。

2.2雷电防护区划分

根据相关国标和行业标准中有关防雷规范相关理论,应将需要保护的空间由外到内划分为不同的雷电防护区(LPZ),以确定各LPZ部分空间的雷击电磁脉冲(LEMP)的强度、严重程度和应采取相应的防护措施,雷电防护区分为以下几种。

2.2.1直击雷非防护区(LPZOA)

本区内的各类物体完全暴露在外部防雷装置的保护范围之外,都可能遭到直接雷击;本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减,属完全暴露的不设防区。

2.2.2直击雷防护区(LPZOB)

本区内的各类物体处于外部防雷装置的保护范围之内,应不可能遭到大于所选滚球半径相对应的雷电流的直接雷击,但本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减,属充分暴露的直击雷防护区。

2.2.3第一屏蔽防护区(LPZ1)

本区内的各类物体不可能遭受直接雷击,流经各类导体的雷电流已经分流,比LPZOB区进一步减小; 由于建筑物的屏蔽措施,本区内的电磁场强度已得到初步的衰减。

2.2.4第二、三、…屏蔽防护区(LPZ2,LPZ3,…)

为进一步减小所导引的雷电流及电磁场强度进而引入后续防护区,一般指建筑物内专设的屏蔽室和设备屏蔽外壳等。

2.3雷电防护原则

(1)雷电防护应尽可能地减少雷电对通信导航监视设施的危害,保证设备正常运行及工作人员的人身安全。

(2)空管设施设备防雷建设,应对当地雷电环境、 土壤、气象、地形、地质条件进行认真的调查和评估, 确定雷电防护等级。应结合建筑物外形与结构、设备类型及性能参数、天线和馈线的类型与架设方式、传输线路特性与布局、设备抗过压及抗电磁干扰能力、 设备的重要性与价值等情况,采取直击雷防护、供配电系统的保护、信号传输系统的保护、天线馈线系统的保护、屏蔽与等电位连接和接地系统等综合防雷措施。

(3)通信导航监视设施的雷电防护应采取分区保护的措施,所有通信导航监视设备的天线应放在LPZOB区内,即应安装防直击雷防护装置。一般机房及设备宜置于LPZ1区或更高防护区内,重要机房及设备宜置于LPZ2区或更高防护区内。

(4)通信导航监视设备供应商应提供该设备耐冲击过电压额定值等基本参数,以及已经采取的防电涌的措施与相关参数,进行防雷设计时应分析上述情况,并结合台站实际环境条件,采取综合防雷措施。

2.4雷电保护等级

雷电保护等级根据所处地区雷暴环境、地形地势、建(构)筑物高度,通信导航监视设施的雷电保护等级分为特级、甲级、乙级。

2.5综合防雷措施

通信导航监视设施设备应采用综合防雷措施进行防护,综合防雷包含外部防雷(防直击雷)和内部防雷(防雷击电磁脉冲),分别是以下方面:

(1)外部防雷由接闪器(针、网、带、线)、引下线、 接地装置等组成,主要用于直击雷的防护。

(2)内部防雷由等电位连接、共用接地系统、屏蔽及隔离、合理布线、安装浪涌保护器等组成,用于减少和防止雷电流在需要防护空间内所产生的雷击电磁效应。

综上所述,科学综合采用以上措施并使用分区分级的方法进行防雷阻击,可以逐级降低雷电流,最终控制在设备承受的电压范围内。

3空管设施设备的防雷工作现状及存在的问题

在目前空管设施设备防雷工作中,一般都比较重视防雷工作,特备是在新建空管工程建设中把防雷工程纳入整个工程建设当中,提前做好方案和设计,经有资质的防雷公司进行施工,防雷设施在保护空管设施设备当中发挥了重要作用。尽管取得一些成效,但是在具体实践中也存在一些问题。

(1)在方案设计阶段,考虑不细致,不全面,对防雷规范不熟悉,导致个别防雷因素未考虑到。

(2)在施工阶段,对防雷施工是否按照设计要求规范施工,监督检查不到位,导致施工完成后出现遗漏问题,没有采取符合设计规范的材料,对后期运行产生潜在的安全隐患。

(3)重建设,轻维护。对日常运行维护管理不够重视和规范,平时疏于对防雷器件和防雷装置的维护管理,导致防雷工作离要求有差距,对运行安全构成不安全因素。

(4)对照规范要求,在内部防雷措施中,存在室外天线同轴电缆金属外护层没有严格按照三点节点要求去做的情况,在室外天线同轴电缆金属外护层从天线铁塔顶到离开铁塔没有进行接地,当同轴电缆金属外护层感应到强大的电磁感应浪涌过电压时,由于前端没有接地,对产生的浪涌过电压没有提前进行下泄到大地进行衰减,很高的浪涌电压会直接沿后级同轴电缆往机房设备端口方向传送,就有可能造成机房设备损坏。

(5)在室外防雷措施中,加装的天线安装高度和位置,一定要在接闪器滚球保护半径内,才能起到保护效果,并且对于支撑杆如果影响天线电磁场波形, 进而影响对信号的处理,建议采用玻璃钢材质的支撑杆或玻璃钢材质天线罩,不要采用金属杆,并且离天线不要太近,要保持一定的水平安全距离。

(6)对照规范要求,在外部防雷措施中,用于安装室外天线的铁塔,在地面地质是沙岩结构、土壤电阻率较高的地方,避雷针没有专用从塔侧面引下的避雷针引下线、接地装置,而是直接利用铁塔自身当作接地,有的铁塔电气底座没有做接地线,周围没有设置人工接地网,这样一旦避雷针遭受雷击,由于铁塔接地不好,雷击产生的强大雷电流不能迅速下泄到大地,就会在铁塔周围产生很强的雷击电磁感应,在靠近铁塔天线馈线就会感应很高的浪涌过电压、电流, 沿天线馈线往机房设备方向传送,就有可能造成设备损坏。

(7)对照规范要求,在内部防雷措施中,对防止感应雷方面,如对防止信号系统的避雷防护措施存在隐患,防护等级不够。存在对承接传输信号的光缆(内部有金属防护网和金属加强筋) 没有采取接地防雷措施,特别是由室外进入机房时金属防护网和金属加强筋也会感应雷电压,传到后级设备导致设备损坏。

在加装浪涌避雷器不会对设备正常工作或发射信号的相位产生影响的情况下,部分设备没有加装信号浪涌避雷器、天馈浪涌避雷器或电源浪涌避雷器, 也容易引起设备遭受雷击。

对信号线电缆特别是从室外进入机房没有做好屏蔽接地,应该加而没有加装封闭屏蔽盒或穿金属管进行防护,容易引起设备遭受雷击。

(8)存在防雷接地线连接不好,如接地电阻增大, 接地连接处出现松动或锈蚀。有的辅助设备接地与机房铜排连接,接地线直接绕在接地排上,并在连接部位的地方直接把多余的接地线进行盘绕等情况。

4做好空管防雷工作的几点思考

通过对以上防雷工作分析,为做好防雷工作,应把握、关注好以下几个重点环节。

4.1直击雷防护措施

在安装避雷针时需要注意应根据天线类型、设备类型、性能参数等综合因素,要考虑选择避雷针安装数量、位置、避雷针(线)支撑杆材质等,以最大限度地减少遮蔽,减少对天线波束的影响。室外天线安装的高度和位置应完全处在接闪器(避雷针、避雷带(线)、 避雷带网) 滚球半径保护范围内(即在LPZ0B区以内),这样才能收到保护效果,使天线等设施免遭直击雷的损害。

目前用于安装甚高频设备、一次/二次雷达设备、 导航无方向信标NDB设备、场监雷达设备等室外天线,大都专门单独建造天线塔,一般采用钢结构形式塔或钢筋混凝土结构建筑物天线塔,天线安装在相应塔顶上面。要注意除了天线安装必须在避雷接闪器滚球半径保护范围内,同时还要保持天线距离避雷接闪器的水平安全距离。如果使用金属支撑杆作为接闪器的支撑杆对天线电磁场波束产生重要影响,造成遮蔽,就应采用非金属支撑杆,例如采用玻璃钢材质支撑杆。目前一次/二次雷达和场监雷达避雷针支撑杆大多采用玻璃钢材料,二次雷达天线罩也采用玻璃钢材料。

例如,在铁塔上,安装场监雷达天线避雷针需要注意以下环节要求:

(1)场监雷达天线安装在单独的铁塔上,铁塔上安装4根避雷针,支撑杆采用玻璃钢管,沿着塔四周均匀分布,避雷针引下线(采用截面积70mm2的铜线)穿玻璃钢管从杆底部引出,用40×4的扁铜带沿塔体钢柱外侧直接接入地面接地体,塔体自上而下每隔5m安装均压环(材质同上)。 特别注意,避雷针引下线与室外雷达信号线、电源线桥架距离不要过近,至少大于1m,以有效保证两线之间的空间隔离。

(2)保障天线自由视界(角度)。如果在天线塔的附近必须安装另外的杆子(如避雷针),应该将其安装在雷达不辐射的方位上(如天线塔背向跑道区域),并且杆子的直径必须尽可能小。

如果另外安装的杆子必须紧靠天线塔 (在10m以内),并且在辐射角之内,它的直径必须小于80mm。 否则,在这个方位上由于孔径堵塞导致天线的方位旁瓣将会增加。但是Terma场监雷达的收发机不会由于这种堵塞受到损坏。

(3)避雷针应安装在天线圆扫区域外,并且离天线尽可能地近,但要保持一定的安全距离,具体如图1所示。避雷针的目的是吸引雷电,保护天线。

图1显示了根据经验设计的避雷针的例子。在图1中,R表示雷达天线半径,L1表示天线水平方向末端离开避雷针的水平距离,L2表示避雷针顶端离开天线水平面顶端的垂直距离。

L1应在0.2~5m范围内选择,L2应大于L1+0.5×R, 才是避雷针安装最佳的水平距离和高度。

在采用避雷线作仪表着陆系统航向天线阵直击雷防护时,要特别注意架设避雷线要按照滚球法计算的保护半径和架设高度,既能保护天线阵,又不能影响天线阵波形。目前采用在天线阵中心线上方,水平方向架设一根避雷线,使用 φ25mm2连续的铜缆,架设高度3.1m,为减少对天线波形的影响,采用玻璃钢支撑杆,设置独立的避雷引下线下地 (用70mm2铜缆),下地点处舒缓引入人工接地网。目前选择架空避雷线高度 (3.1m) 与天线阵高度 (2.4m) 高度相差0.7m,建议两者最好高度相差不要低于0.3m,并且整体避雷线要保持水平,架设牢靠。避雷线中间部分不能出现低垂靠近天线阵或因大风等因素直接触碰到天线阵的情况,一旦出现该情况,将会影响天线波形, 引起仪表着陆系统监控参数发生变化,甚至导致出现告警设备关机的情况,这将对正在依照仪表着陆系统精密就近和着陆的飞机构成安全风险,甚至将会影响飞行安全。

4.2天馈系统的浪涌保护措施

对波导、同轴电缆金属外护层接地采取措施应特别注意以下环节:

铁塔上架设的波导、同轴电缆金属外护层应注意分别在铁塔上端就近接地;在波导、同轴电缆离开天线塔下端的位置就近接地;在波导、同轴电缆进入设备机房入口处外侧就近接地(即三点接地法)。当波导、同轴电缆长度大于40m时,宜在铁塔的中间部位增加一个接地连接点,室外电缆走线桥架首尾两端均应做接地连接。通过采取以上接地措施,可以把波导、 同轴电缆金属外护层感应到的强大的雷电流通过各接地点迅速泄放到大地,阻止并减少强大雷电流强度冲击后级机房内的设备,再通过各级SPD浪涌避雷器防护,以避免设备受到雷击损害,这样接地能够最有效地保护设备安全。

在天馈系统的馈线、信号线、电源线引入机房入口处,应分别加装相应功能适配的SPD浪涌避雷器, 有效抑制雷击浪涌的冲击。特别注意,选择的SPD特性参数要与被保护设备工作要求相适配。需注意,天馈线路SPD接地线长度不宜大于0.5m,并且尽可能短而直,多余的线缆应截断,严禁盘绕, 就近接地,以减少分布电感对雷击电磁脉冲能力泄放的影响。应根据被保护设备的工作频率、输出功率、接口类型、馈线特性阻抗、插入损耗、驻波比等要求,选用适配的天馈SPD,既能起到雷电保护的作用,又不影响设备正常功能。

例1:无方向信标导航设备(NDB)宜采用电压开关型避雷器SPD,不会产生相移。由于NDB天线工作频率处于中长波段,负载电容小,一般情况下,将任何避雷元件串联到馈线中后,将会造成频率转移,使工作频率处的功率陡然下降,导致NDB不能正常工作, 因此,目前导航NDB设备普遍仍采用针形火花放电间隙并联在馈线上来防雷,例如采用高能量间隙型防雷器SPD(当无电涌出现时为高阻抗,当出现电压电涌时突变为低阻抗),它是一种间隙型防雷器件,采用尖端放电方式,两个尖端之间的放电间隙可以调整, 建议放电间隙选择2cm比较合适,如间隙太小,当导航设备发射信号时,容易使电离产生火花,影响正常设备发射信号;如果间隙太大,则起不到雷电防护的作用。

例2:当Alenia二次雷达设备天馈系统信号线电缆(传输编码器信号、控制信号、油位告警信号等) 从室外雷达天线塔连接到雷达机房内,应在其信号电缆两端各安装一组信号避雷器SPD,SPD串接在电缆之间。需要特别注意,如果选择的信号SPD避雷器特性参数中特性阻抗、阻尼电阻偏高,将会造成信号线电缆内信号衰减,送到设备端口时,信号电压降低,导致雷达出现告警信号增多,影响正常工作。因此今后要选择的信号SPD避雷器,特性参数中特性阻抗、阻尼电阻与设备信号要求相适配,既起到雷电防护的作用,又不影响设备正常工作。信号线SPD最好采用在线插拔的避雷模块,当在线插拔时不影响雷达设备信号正常输出,在今后维护更换避雷模块时既方便,又不需要申请雷达设备停机,最大程度地降低对设备运行的影响。

另外注意,GPS接收信号电缆从室外接入到室内各设备端口处,应加装信号线避雷器,防止雷击损害与GPS设备连接的后级重要设备如雷达设备、自动化系统、通信设备等。

另外需注意,所有SPD两端连接线要短而直,如果连接线转弯时弯度应大于90度,弯曲半径应大于导线直径的10倍,并且SPD各连接头要牢固无松动。如果二次雷达编码器避雷器SPD连接线接头处松动、马达电源避雷器SPD连接线接头处松动都会造成雷达设备告警,影响雷达设备正常运行。波导接地需要特制的接地套件,并进行可靠接地,所有室外接地点涂上防锈油起到保护作用,避免生锈,引起接触不良,影响防雷效果。

4.3信号传输系统和电源的电涌保护措施

做好通讯及信号线、电源浪涌冲击的防护。在各类线缆进线处、雷电分区界面穿越处加装多级适配合格的信号避雷器或电源避雷器SPD,并做好接地线连接,能有效抑制雷击浪涌的冲击。信号避雷器SPD特性参数应满足空管设施设备对信号传输速率、宽带、 插入损耗、特性阻抗的要求。

在航管业务楼机房内,特别注意,当甚高频共用系统收发信号通信缆线接入到机房内话通信系统总配线架时,需要在总配线架每个信道甚高频收发线输入端安装信号浪涌保护器SPD。

由于光纤具通信具有传输信号通信容量大、可靠性高、损耗小、传输距离远、抗干扰和抗腐蚀能力强、 性价比高等优点得到广泛应用,目前在民航空管地面通信中,光纤通信逐步取代铜缆通信,占据了主导地位。目前空管系统机场内的地面信号传输系统大多已采用SDH光环网,室外主干地面通信均使用单模光纤传输接到空管各个地点的机房内,如航管业务楼、 塔台、一/二次雷达站、场监雷达、各导航台等设备设施之间的信号传输连接均采用SDH光环网,用于传输甚高频语音信号、雷达信号、导航监控及遥控信号、 视频及环境监控信号等信息。对于设备机房离机场比较远又孤立的地方,信号传输系统主要租用当地电信或联通等部门的数字电路,通过光端机点对点接入航管业务楼等机房内的相关通信设备、导航设备或自动化设备等。因此做好对光缆及光传输设备的雷电防护十分重要。

光缆内传输的信号本身是不受雷电干扰的,但是带金属加强芯或金属外护层本身受雷电电磁场影响大,易感应较强的雷电压及雷电流,当带有金属加强芯或金属外护层的光缆从室外引入室内机房时就会成为雷电风险源。因此做好对有带金属加强筋或金属外护层的光缆及后级光传输设备的雷电防护,需要注意以下环节:

(1)带有金属加强芯或金属外护层的光缆应在进入建筑物或机房的界面入户端将金属芯或金属外护层就近接地。将进线端金属芯或金属外护层直接连接于室外接地体,将机房两端的金属芯或金属外护层分别就近接地,光纤电缆机架或光传输设备机柜要做好接地连接。

(2)在进入建筑物或机房的界面改为尾纤引入到设备端。

(3)在雷电严重地段,也可采用尼龙加强芯的光缆或无金属构件的光缆。

(4)光缆连接到光传输设备时,对使用光端机进行点对点传输信号,应做好光端机通信接口的防雷保护。可在光导纤维接收器或发送器设备入口分别加装一组信号避雷器SPD(可采用三级保护措施),并等电位连接至机箱;在光端机电源输入端加装电源浪涌避雷器SPD,做好电源过压和过流保护。

(5)在与光端机相连接的复用设备PCM,数据接口加装信号避雷器SPD,同时在PCM设备电源输入端加装电源浪涌避雷器SPD。

对电源电涌保护参照国标和行标的要求,要选择多级SPD进行保护,使用相应规格且符合要求的SPD,并且多级SPD应实现能量配合。SPD的两端连接导线应短而直,长度之和宜小于0.5m。雷电保护等级为特级的通信导航监视设施宜安装四级SPD,甲级设施宜安装三级SPD,乙级设施宜安装两级SPD。第一级SPD(SPD1)安装于LPZ0与LPZ1的交界处,以后各级宜安装在后续防雷区交界处。末级SPD尽可能地靠近设备处。在变压器、低压总进线处、低压配电柜、油机、UPS、机房各配电盘、工艺设备的进线端等应加装电源浪涌保护器SPD。

特别注意做好室外天线单元工作电源的保护。例如为二次雷达、场监雷达的室外天线马达提供电源, 为KU卫星和C波段卫星的室外单元ODU提供电源,应在电源线两端加装电源避雷器SPD,并就近做好接地连接,进行保护。

注意:场监雷达天线塔上和一/二次雷达站天线塔的航空障碍灯建议应采用太阳能障碍灯,就近接地即可,不需要加装电源避雷器SPD,这样可以避免雷电与强磁场通过障碍灯供电线引入机房室内,去除一个危险源。如果考虑太阳能障碍灯不稳定,仍可采用传统常规障碍灯,从室内机房引接供电线到室外天线塔障碍灯,但要求必须加装两级电源避雷器SPD进行保护。

所有不用的管道、电缆应拆除或做接地处理。电缆空余线对应进行接地处理。严禁缆线系挂在避雷网 (带、线)、接闪器引下线上铺设。

4.4屏蔽与等电位连接

通过各种屏蔽措施和等电位连接,对被保护设备处在防雷区的格栅形空间屏蔽内,且满足设备的耐磁场干扰水平,穿入这类屏蔽的导电金属物应就近与其做等电位连接,使设备系统各部位连接之间处在同一电位,不会形成地电位差,在雷电发生的瞬间,不会因雷击产生的地电位差反击对设备设施产生损害。

(1)做好屏蔽,可防止雷电电磁感应干扰。宜联合使用屏蔽措施:在建筑物和房间外部设置屏蔽层,合理敷设线缆路径、线缆屏蔽等。要为空管设备各单元提供一个空间屏蔽体,屏蔽体对电磁场应有显著的衰减,进入空间屏蔽体的各种线路应施加屏蔽措施,对使用的所有类型电缆(信号线、电源线、天馈线),一定要采用屏蔽电缆(或加装在封闭屏蔽盒内,或穿金属管内),并且尽可能做到360度屏蔽。另外,电缆的屏蔽层(封闭屏蔽盒、金属管)应在两端,并宜在防雷区交界处做等电位连接。如果电缆进入封闭的空间(如机房内设备机箱等),必须确保电缆屏蔽层接地。线路屏蔽层与空间屏蔽体的屏蔽层应导电连续电气上无缝对接。

(2)做好等电位连接,避免地电位反击。按规范实施等电位连接和联合接地形成法拉第笼式结构,形成对空间磁场的屏蔽作用,以有效避免地电位反击造成的设备损坏。等电位连接分为星型(S型)和网型(M型)两种连接方法。在同一层的设备都应等电位连接成网络,以减小各设备间的电位差,这包括与屏蔽体、 线路屏蔽层的等电位连接。浪涌保护器SPD是对带电线路的一种准等电位连接方式,应安装在各个防护区的界面处并应使SPD之间达到能量匹配,当防护区模糊时,建议在靠近设备处加装集成的SPD。机房的设备机柜、天线窗口、电源地线、空调冷凝管、消防管、屏蔽网、金属门窗等均就近接至机房内等电位接地铜排上。注意:机房内的走线架及各类金属构件必须接地处理,机房内各段走线架之间必须电气连通; 室内走线架不得与室外馈线走线架直接连通。室外馈线走线架应在塔的上端及机房入口处外侧就近作接地连接。注意:机房内的接地引下线与地网的连接点宜避开避雷针的雷电引下线及铁塔塔角。

例如,采用钢结构的方舱(长6.3m×宽3.6m×高3.2m)作为空管设备机房使用,为设备各单元提供一个自然的空间屏蔽体,对空间磁场的屏蔽作用效果较好,安装省时。使用方面,不需要为室内设备另外再建造钢筋混凝土结构的机房。目前在南京机场内的2个场监雷达机房、导航设备机房(二跑道仪表着陆系统航向台和下滑台等4个机房、1个全向信标台/测距仪机房、1个无方向信标台NDB西南近台机房)均采用钢结构的方舱作为机房。作为发展的趋势,建议今后对于机房面积要求小、安装设备体积小、机柜少的情况下,采用钢结构的方舱作为设备机房比较好,也可满足对机房防雷屏蔽的要求。

4.5接地系统保护防护措施

4.5.1接地原则

通信导航监视设施的防雷接地系统宜采用共用接地方式,即保护接地、工作接地、防雷接地等共用接地装置(接地体),采用共用接地网系统时,接地装置的接地电阻值应按防雷接地、交流工作接地、安全保护接地、设备要求的工作接地等最小值确定。一般情况下,接地电阻不应大于4Ω。设备机房所有工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地、屏蔽接地等与地网就近引出的接地线妥善电气连通。

4.5.2完善的低阻抗地网

接地网设计应根据建(构)筑物的形式、结构、周边环境、土壤组成、土壤电阻率、地形以及地网的雷电有效冲击半径等因素,确定地网的边界和形状。降阻剂、化学接地极、铜带(或镀锌扁钢及角钢)应配合使用,并做好接地连接处的防腐,连接处要牢靠且电气连通,可获得更低的冲击接地电阻,使雷电能量能迅速泄放至大地。一个好的低阻抗接地网设计,通过科学合理的设计,能够保证系统中的防雷设备发挥良好效果,在雷电流到来时,经指定路径通过共用接地网系统,能够使雷击感应电流更快地流散消失,且能有效均衡整个系统内各部位电压,防止地电位差对线路及设备的干扰,同时也可有效避免地电位反击对设备的损害。

一般而言,接地电阻越小泄流效果越好。防雷接地电阻的大小还与接地极的布局形式、材料、结构以及埋地的深度、焊接及连接处理方式相关。对于某些土壤电阻率高的地方,降低接地电阻可以考虑在土壤中加入无毒、无腐蚀及环保的降阻剂、换土、采用多支线外引接地体及外引长度不应大于有效长度、电解离子接地极、将垂直接地体埋于较深的低电阻率土壤中等方法,从而降低接地电阻。

例1:在南京机场内一次/二次雷达站,地面土壤地质特征为岩石结构、沙砾沉积等类型,土壤电阻率高,接地系统的接地电阻很难做得较低,这对雷电流的通畅泄放不利。针对土壤电阻率高的问题,在一次对雷达站防雷工程改造中,对接地体进行深埋,采取在雷达天线塔两侧地面下钻35m深井,做两处深置接地极并在地下加入长效中性降阻剂,两处深井相距5m,深置地极与原地网以相同材料导体相焊接,经过改造,接地电阻大大降低,并符合接地电阻要求。

注意,如位于空旷地面上、土壤为岩石、沙砾沉积类型的铁塔,用于安装场监雷达、甚高频共用系统室外天线的铁塔金属构件电气连续性连接不可靠,并且达不到接地电阻的要求时,应为天线铁塔避雷针设置专门的雷电接地引下线,引下线应与地面人工接地体可靠电气连接。并且围绕铁塔增设一个环形闭合的人工接地体,其等效半径应大于5m。人工接地体应与铁塔4个塔角地基内的金属构件可靠焊接连通。当铁塔位于机房旁边时,应采用40mm×4mm的热镀锌扁钢, 在地下将铁塔地网与机房外环形接地体焊接连通,且连接点不少于2点。

例2:二次雷达站采用联合接地,接地电阻应符合要求。应采取以下措施:

(1)雷达塔避雷接地:应单独设置,对于采用钢筋混凝土结构的二次雷达天线塔,安装4根避雷针,用玻璃钢支撑杆支撑,避雷针四周及对角共拉6根避雷线(用截面积50mm2的多股铜线),避雷针引下线(用截面积70mm2的铜线)穿玻璃钢从杆底部引出,沿着塔体外墙直接引入接地体,避雷接地极采用IEA电解离子接地极。塔体外墙自上而下每隔5m安装均压环(Φ14的单股连铸铜包钢线),并与引下线电气连接,雷达塔避雷接地体与雷达机房的接地体独立设置后接入综合接地网内。在雷达塔的屋顶、楼层、基础设均压网。

(2)雷达塔平台接地:天线罩接地与天线基座接地、信号避雷器和电源避雷器接地均接至雷达塔上的接地铜排上,并远离避雷针引下线。

(3)雷达机房设备接地:所有工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地、屏蔽接地等均就近接至机房内的工艺接地汇接铜排上。

注意:以上3个接地(雷达塔避雷接地、雷达塔平台接地、雷达机房设备接地)应分别通过不同的接地点连接到雷达站综合接地网(共用接地系统),必须可靠电气相连通。

4.6加强防雷的规范化和精细化管理,加强对技术人员防雷业务培训,提高整体防雷工作水平

(1)每年加强对值班岗位和现场技术人员的防雷知识培训,使他们熟悉掌握防雷基本理论知识、国家及行业防雷标准规范,熟悉掌握避雷接地系统电阻的测试、接地线检查、避雷器件SPD检查维护和检测, 熟悉掌握防雷应急处置程序,进一步提高防雷工作能力。只有熟悉防雷标准和标准规范,才能在防雷设计方案把关审核环节、施工环节上及时发现问题,提前修改完善和整改。在管理运行维护方面认真细致,按照标准程序,规范实施检查和操作,及时发现和排除安全隐患,防范安全风险,才能进一步提高设备的安全运行和可靠性。

(2)在防雷方案设计阶段,要把需防护的空管设施设备具体的要求、施工现场环境与防雷规范要求相结合,考虑要细致全面,不要忽略设施设备的特殊要求和细小环节,科学做好外部防雷和内部防雷的设计方案与施工工艺环节。在防雷施工工艺阶段,技术保障人员要对防雷施工人员是否按照设计要求规范施工,要全程进行严格的监督检查,严把安全关和质量关,防止出现遗漏项目问题,并确保采取符合设计规范的材料,防止后期运行产生潜在的安全隐患。

(3)在防雷设施建成投入运行后,技术保障单位要重视对防雷设施的日常运行维护管理,做到规范化和精细化管理。加强对防雷器件和防雷装置的维护检查,把防雷纳入QSMS管理体系,实施安全评估,危险源辨识,排查安全隐患,及时采取措施消除隐患,提前进行安全风险防控,保障防雷设施能发挥良好作用。

5结语

民航空管系统 篇6

目前民航空管业务以光纤等地面线路为主用传输线路, 以民航C波段TES、KU波段卫星链路为空侧应急传输线路, 民航C波段TES网络使用年限已久, 同时TES和KU卫星地面站设备昂贵, 设备体积庞大, 建站难度大, 维护成本高, 以及中继转发器带宽资源有限, 故卫星地面站站点布局比率远小于空管业务站点, 只能为关键空管业务站点提供应急传输通道, 另外卫星链路容易受天气影响和干扰, 故民航空管业务的空侧传输保障一直较为薄弱。

4G/3G无线VPN专网是依托运营商的4G或3G网络构建的虚拟专用网, 无需进行拉线、埋线等工作, 设备价格低廉, 组网方便便捷, 并只在传输数据时才占用信道才计费, 支持丰富的接入协议, 可与各种数据网的无缝连接, 本文以下研究无线VPN专网为空管业务提供空侧传输通道的可行性, 评估其能否用于弥补民航空管业务空侧传输保障的不足。

1 4G无线VPN技术介绍

4G无线VPN也即4G VPDN (Virtual Private Dial-up Network, 虚拟私有拨号网) , 是指远端用户用4G无线接入终端通过拨号功能接入Internet公网, 以公用网络 (Internet) 作为传输媒体, 通过加密、封装、认证等技术在公网上开辟一条安全的隧道, 而进行安全通信的技术。在虚拟专用网中, 任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路, 而是利用某种公众网的资源动态组成的, 是通过私有的隧道技术在公共数据网络上仿真一条点到点的专线技术。所谓虚拟, 是指用户不再需要拥有实际的长途数据线路, 而是使用Internet公众数据网络的长途数据线路。所谓专用网络, 是指用户可以为自己制定一个最符合自己需求的网络。

电信4G无线VPN采用L2TP隧道协议构建专网, L2TP (Layer Two Tunneling Protocol, 第二层通道协议) 是VPDN (虚拟专用拨号网络) 技术的一种, 专门用来进行第二层数据的通道传送, 即将第二层数据单元, 如点到点协议 (PPP) 数据单元, 封装在IP或UDP载荷内, 以顺利通过包交换网络 (如internet) , 抵达目的地。

其网络模型如图一:

其中无线接入终端通过4G网络拨号入网后与LAC建立PPP连接。

LAC是附属在交换网络上的具有PPP端系统和L2TP协议处理能力的设备, 主要负责至LNS的L2TP隧道的发起和建立。

LNS设备是负责无线宽带VPDN客户接入的网络设备 (如路由器) , 和LAC一起完成L2TP隧道的建立。LNS设备可部署在电信机房中, 也可部署在客户网络中。

第一层AAA radius主要完成业务终端的VPDN业务接入认证、授权、计费。第二层AAA radius主要完成业务终端访问客户网络的认证、授权。

L2TP隧道建立过程如下:

(1) 无线接入终端发起与LAC之间的PPP连接;

(2) LAC通过Radius对用户进行第一层Radius认证, 对域名进行认证;

(3) Radius根据域名返回对应的隧道属性, 包括LNS IP、隧道类型、隧道密码等;

(4) LAC根据隧道属性向LNS发起建立隧道请求;

(5) LAC与LNS间建立L2TP隧道;

(6) 在隧道中为用户建立Session, LAC把和用户协商得到的LCP选项和验证信息送给LNS;

(7) LNS向二层Radius发起对用户帐号/密码的认证, 并为用户分配IP地址;

(8) Radius认证通过返回相关信息给LNS;

(9) LNS为用户反馈IP地址及相关信息

电信4G无线VPN专网示意图如图2:

有线接入终端通过有线方式接入公网, 无线终端通过无线4G接入公网, 与专线服务器平台建立链路连接, 链路两端逻辑上分为Server端和Client端, 其中Client端部署在无线/有线终端侧, Server端部署在专线服务器平台侧, 它们运行相同的软件, 仅有模式配置的不同, 由Client主动通过IP协议寻找Server申请建立连接, 而Server平常处于守护IP服务端口等待连接请求的状态。多个Client可以连接到同一个Server, 形成逻辑上的星形连接, 并完成点对多点的业务汇聚, 而完成这些功能Server仅需要占用一个IP服务端口。在同一个物理服务器上, 可以通过运行多个SERVER实例实现多个交换汇聚组, 每个SERVER实例需要占用一个IP服务端口。可以通过对服务器上SERVER实例进行配置选择采用全通模式还是点对点互通模式。如果配置一个SERVER实例, 并使该SERVER实例为直接互通使能的情况下, 此SERVER实例下的所有无线/有线终端设备通过4G无线VPN专网形成了一个虚拟的二层交换机, 从而实现各地业务的直通, 即全通模式。如果关闭直接互通, SERVER实例内的远端设备的业务数据可以汇聚到有线终端侧的指定的LAN口, 如果实例内只有一个无线终端对应有线终端侧的一个LAN口, 则形成一条无线端到有线端的点对点通道, 如果配置多个SERVER实例, 则可以形成多条无线端到有线端的点对点独立通道, 即点对点互通模式。

2 电信4G无线VPN专网传输性能测试

2.1 测试项目

目前空管业务主要为VHF、雷达、电报、话音、IP类业务, 带宽从数K至数M, 对传输误码、时延、抖动率有一定的要求。

故需做如下几方面的测试:

(1) 无线VPN专网基本性能测试, 测试内容包括传输误码率、传输带宽、传输时延、传输抖动率四项内容。其中传输带宽通过Iperf软件来测量, 另外三项内容通过PING的方法来统计和测量。

测算方法:

平均传输带宽=传输文件大小 (M) /传输时间 (SEC) ;

误码率=丢包数量/PING包总数量;

平均时延=所有PING包时延之和/PING包总数量;

抖动率= (每个PING包时延—所有包平均时延) 的绝对值之和/ PING包总数量;

(2) 全通模式与点对点互通模式测试, 配置为全通模式时, 所有无线终端和有线接入终端设备能够全部互通, 实现虚拟的二层交换机功能。配置为点对点互通模式时, 无线终端之间不能够互通, 每个无线终端对应有线接入终端其中一个LAN口能够互通。

(3) 无线VNP承转实际业务测试, 即通过接入设备承转实际业务, 再通过仪器仪表分析业务质量。

(4) 网络安全性评估, 评估业务数据信息在传输过程中的网络安全性。

2.2 测试设备和仪表工具

所需硬件测试设备和仪表工具如表1:

2.3 无线VPN专网基本性能测试结果

无线VPN专网基本性能测试设备连接如图3:

测试结果:测试地 (区管、航管楼) 4G信号强度级别大于3格 (满格为5 格) 时, 误码率为0;AB和AC之间的平均时延64ms;传输带宽1.6Mbits/sec (注:上传方向带宽小于下传方向, 此为上传方向带宽) ;抖动率为31ms。

2.4 全通模式与点对点互通模式测试

服务器SERVER实例配置为直接互通, 笔记本A、B、C、D设置为同网段IP可以互通, 所有无线终端和有线接入交换机能够全部互通, 实现虚拟的二层交换机功能, 全通模式正常。

服务器SERVER实例配置为不能互通, 每个无线终端对应有线接入终端其中一个LAN口配置为互通, 无线终端之间不互通时, AB之间、CD之间能通, AB与CD之间不通, 点对点互通模式正常。

以上任何一种模式私网IP和公网IP都不会互通。

2.5 无线VPN承转实际业务测试结果

无线VPN承转实际业务测试设备连接如图4:

测试结果:当测试地 (区管、航管楼) 4G信号强度级别大于3 格时, 误码率为0;AB之间的平均时延100ms;传输带宽1.4Mbits/sec (注:上传方向带宽小于下传方向, 此为上传方向带宽) ;无线VPN专线支持高速网上的MPLS L2/L3VPN业务透传, 笔记本AB之间IP业务正常;FA36 设备之间能够正常ping通;FA36 设备上承载的雷达、电报业务, 用数据分析仪测试正常, 误码率0;FA36 承载的电话业务通话正常;FA36 承载的甚高频业务用音频表和示波器测试正常。

当测试地 (雷达站) 4G信号强度级别小于2 时, 无线VPN能建链, 但FA36 承载的甚高频业务无需经过仪表检测, 人直接耳听即可听到甚高频话音延时大, 杂音大, 无法正常使用。

测试地4G信号强度级别小于1 时, 无线VPN无法建链。

2.6 网络安全性评估

电信无线VPN专线的无线终端自带的128 位加密封装用户的账号及密码信息登录L2TP私有网络。电信核心机房专线服务器平台可以对账号密码进行管理及根据账号分配固定IP地址功能, 专线服务器平台根据储存的账号、密码以及IP地址清单判断识别是否提供连接服务, 从而防止非法终端的连接。专线服务器平台和无线终端都有严格的防火墙配置, 仅允许必要的业务端口通过, 其它服务端口全部禁止。

L2TP本质上是一种隧道传输协议, 它使用两种类型的消息:控制消息和数据隧道消息。控制消息负责创建、维护及终止L2TP隧道, 而数据隧道消息则负责用户数据的真正传输。L2TP支持标准的安全特性CHAP和PAP, 可以进行用户身份认证, 具备PPP的所有安全特性。

但L2TP仅定义了控制消息的加密传输方式, 对传输中的数据并不加密。如需进一步加强数据传输过程中的安全, L2TP常和IPsec结合使用, 先使用L2TP封装第二层数据, 再使用IPsec封装对数据进行加密和提供完整性保护, 由此保证通信数据安全传送到目的地。

IPsec封装的是IP层数据, 或是IP上层协议载荷, 因此可以认为是一种构建L3VPN (第三层VPN) 的技术。其最大的特点是为数据传输过程提供了机密性、完整性保护和数据源验证, 从而确保承载于公共网络的VPN的安全性和可靠性。但同时由于对数据进行了层层封装, 这样难免影响效率, 导致性能不高。

2.7 存在问题及原因分析

从测试结果看4G无线VPN存在两个问题, 一是传输带宽只有约1.5M, 二是雷达站测试VHF业务传输质量差。

电信4G传输速率理论值为上行40Mbits/sec下行100Mbits/sec, 城域网中LAC和LNC之间的传输带宽也应远大于1.5M, 无线VPN实际端到端传输带宽只有1.5M, 原因主要是终端和服务器需要处理多个封装、解封以及数据包交换等协议, 导致数据包传输效率降低, 同时无线信号强度和周围手机上网人数也会对传输带宽有影响。L2TP报文封装结构图如图5:

雷达站测试VHF业务杂音大、延时大, 杂音大原因是雷达站4G信号弱 (级别不到2 格) , 延时大原因是由于无线VPN造成的时延约100ms, FA36 接入设备也是基于IP技术, 其数据封装解封也会对VHF业务造成约400ms的时延, VHF业务时延问题可通过在FA36 的VHF端口增加华为音频静噪设备解决。

2.8 电信4G无线VPN测试结论汇总

测试地4G信号强度良好的情况下 (强度级别大于3) , 电信4G无线VPN在误码率、传输时延、抖动率方面可以提供较为良好的传输质量, 能够承转空管业务。

当强度级别小于2 时, 影响承转业务特别是VHF业务受影响大。

受限于采用的隧道、封装技术, 传输带宽不到2M, 承转宽带业务受到制约。

3 民航中南地区空管通信传输网络的现状和空管业务的分布情况

目前中南地区空管业务分为窄带业务和宽带业务。

窄带业务为VHF、雷达、电报、话音业务, 窄带业务分布在各地雷达站、甚高频台、航管楼, 中南窄带业务的接入网主要有FA16 网和FA36 网, 接入设备分别采用华为HONET FA16设备和H3C FA36 设备, FA16 只支持SDH E1 2M中继链路, FA36 支持E1 2M和TCP/IP通道等各种中继链路。

宽带业务为各种IP类业务, 主要分布在各地航管楼, 中南宽带业务承载网有ATM网和中南宽带数据网, ATM接入设备采用MGX8850 和8830, 中南宽带数据网接入设备采用H3C75 系列交换机。

4 电信4G无线VPN在中南空管业务保障的应用建议

从测试结果看, 需在4G信号强度3 以上的地方才适合使用无线VPN承载空管业务, 依据电信提供的信息建议, 各地航管楼都在候机楼楼附近, 处于人流密集的地方, 4G基站布局多, 4G信号强度预计都可达到3 以上, 各地雷达站、甚高频台大多处于人流不密集的地方, 4G基站布局少, 4G信号强度预计大多为2 以下。

故雷达站点和甚高频台目前无法大面积应用4G无线VPN, 但不排除有些站点信号强度能达到3 以上, 这些站点通过FA36 接入设备和音频静噪设备, 可以单独实施应用。

各地航管楼4G信号良好, 具备大面积应用4G无线VPN的条件, 目前IP类业务分布在ATM和中南宽带数据网两张网, 后续会把中南地区的IP类业务逐步迁移到中南宽带数据网。

目前中南宽带数据网以广州为核心的星型拓扑结构, 采用联通MSTP单中继链路, 中继链路无冗余, 可以利用电信4G无线VPN提供应急中继链路, 支持目前中南宽带数据网的MPLS L2/L3 VPN业务, 电信4G无线VPN的两种模式都可以提供应用, 点对点互通模式具有更好的隔离性, 故采用点对点互通模式, 有线接入终端每一个端口对应一个无线接入终端, 提供一条二层透传通道, 有线接入终端安装在广州, 无线接入终端安装在各地分局站, 每条二层透传通道作为广州和一个分局站的应急链路。以广州至其中一个中南分局站为例, 连接图如图6:

当广州至中南各地空管分局 (站) 的联通MSTP干线正常时, 电信无线VPN专线作为备份干线, 不进行业务数据的传输, 仅进行链路状态的检测;当广州至中南各地空管分局 (站) 的联通MSTP干线中断时, 电信无线VPN专线能够及时承载广州至中南各地空管分局 (站) 的重要业务, 保障重要业务不会因联通MSTP干线中断的影响。

考虑到无线VPN目前传输带宽的局限, 仅能作为中南宽带数据网上部分重要业务的应急路由。可通过在中南宽带数据网上配置访问控制列表 (ACL) 的方式来确保应急情况下只有指定的重要业务可以绕转到无线VPN上。

参考文献

[1]H3C L2TP操作手册-VPN分册

[2]HUWEI中低端路由器终端接入特性用户手册VRP3.4RT-0106 extened for Sync RTC (ATC)

[3]基于L2TP的隧道协议技术在VPN中的应用研究-邵然

[4]联通无线VPN组网技术和方法研究_胡方浩

民航空管系统 篇7

民航空管ATM数据通信网络主要承载的业务有民航自动转报、气象信息、雷达引接、行政办公、视频会议、IP电话等。在众多的空管业务中对于计算机通信网络的需求呈现出不同的要求，具体呈现在宽带时速、流量、保密性以及可靠性等方面。结合对民航空管具体业务的分析，空管ATM数据通信网络的业务主要包括:一是自动转报业务，由于机场每天接受的信息数据比较大，根据不完全统计，机场每天的发报数量在十万份以上，虽然每天收发报的数据量比较大，但是发报的内容比较短，属于很短的ASCII码文件，因此相对而言，其对于网络通信设备的要求性能比较低，尤其是对宽带的速度要求不高，因此可以选择低速链路传输;二是雷达信息传输业务。雷达传输业务在飞机管控业务中占据重要的作用，如果雷达信息传输速度不高，就会影响空管业务质量，例如雷达传输速度不高就会造成飞机的实时信息传入到管控部门的信息存在滞后，进而会发生严重的安全事故。另外雷达信息传输网络系统对于网络信息的丢包率要求也比较高，例如在出现较多的信息传入时，如果出现网络拥塞就会出现没有及时处理的雷达信息可能会被系统丢弃，这样就会影响到雷达信息的可靠性。例如当系统出现丢包现象之后，因为雷达数据融合所产生的点迹分裂，从而在数据中心显示出不准确的飞行信息，干扰管控工作人员的判断;三是行政办公。行政办公需要依赖于网络通信系统，例如在信息化办公环境下，通过网络可以提高办公效率。例如航空企业实行的电子邮箱就是利用网络的显著特征;四是视频会议。在强调网络办公的环境下，实现视频会议对于提高民航空管业务能力具有重要的意义，由于视频会议对实时性要求比较强，为保障高效的信息传输，视频会议所需要的数据通信网络宽带需要达到2M，这样才能保障视频会议的正常运行。