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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,民航航路管制的雷達(dá)維護(hù)工作也進(jìn)入一個(gè)新的臺(tái)階。雷達(dá)設(shè)備由單片機(jī)、高速高容量計(jì)算機(jī)替代了之前的晶體管和低速計(jì)算機(jī)。相應(yīng)的,雷達(dá)分析、計(jì)算、處理和展示過(guò)程中的數(shù)據(jù)不再像之前那樣的神秘,圖片、日志文件、數(shù)據(jù)記錄文件、傳輸數(shù)據(jù)鏈路等都成為了有價(jià)值的數(shù)據(jù)源。而現(xiàn)有的雷達(dá)維護(hù)工作中,往往都是直接使用外方給予的軟件工具,在長(zhǎng)期使用后發(fā)現(xiàn)有些工具并不實(shí)用;有些工具由于開(kāi)發(fā)時(shí)間較早,相比現(xiàn)有工作強(qiáng)度,變化后的效率不再高;有些工具當(dāng)初并沒(méi)有開(kāi)發(fā),而現(xiàn)有需要又沒(méi)有等問(wèn)題。需要什么樣的軟件技術(shù)、軟件技術(shù)怎樣應(yīng)用、軟件技術(shù)對(duì)維護(hù)工作有什么幫助,變成了一個(gè)嶄新而又有建設(shè)性的問(wèn)題。
1雷達(dá)維護(hù)工作和軟件技術(shù)的簡(jiǎn)介
雷達(dá)主要是通過(guò)無(wú)線微波原理,將發(fā)出去的電磁波經(jīng)過(guò)反射或?qū)Ψ胶娇掌骰夭ǖ姆绞綄?duì)所有或部分航空器進(jìn)行測(cè)向、測(cè)距和識(shí)別等過(guò)程。在維護(hù)的工作中,主要通過(guò)現(xiàn)有的監(jiān)控軟件,對(duì)雷達(dá)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視,通過(guò)一些測(cè)量工具對(duì)雷達(dá)的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量;當(dāng)雷達(dá)發(fā)生故障時(shí),通過(guò)對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)的觀察判斷雷達(dá)部件的正常與否;當(dāng)雷達(dá)有假目標(biāo)時(shí),通過(guò)對(duì)假目標(biāo)的方位、距離和高度來(lái)判斷假目標(biāo)的性質(zhì)從而找出問(wèn)題的所在;當(dāng)有新的雷達(dá)安裝時(shí),不但需要對(duì)雷達(dá)安裝過(guò)程進(jìn)行參與,還要判讀雷達(dá)的運(yùn)行是否正常、數(shù)據(jù)是否正確;當(dāng)一部雷達(dá)已過(guò)其安全運(yùn)行周期時(shí),還要判斷其是否適合繼續(xù)服務(wù)……軟件是設(shè)計(jì)者使用各種不同的軟件語(yǔ)言編寫(xiě)的程序或程序集以滿足為滿足用戶不同領(lǐng)域、不同問(wèn)題的應(yīng)用需求。軟件開(kāi)發(fā)是根據(jù)用戶要求建造出軟件系統(tǒng)或者系統(tǒng)中的軟件部分的過(guò)程,是一項(xiàng)包括需求捕捉、需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試的系統(tǒng)工程。在雷達(dá)維護(hù)過(guò)程中軟件應(yīng)用就是將一些雷達(dá)維護(hù)的問(wèn)題或需求通過(guò)計(jì)算機(jī)編程的方法,找出一個(gè)合理的解決方案。
2軟件在雷達(dá)維護(hù)工作中的應(yīng)用設(shè)想
如今,雷達(dá)需要的軟件根據(jù)用途可以分為日常監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、管制應(yīng)用等應(yīng)用。那么這些應(yīng)該該如何實(shí)現(xiàn)?如何更好的服務(wù)到實(shí)際的工作中,我們先進(jìn)行大膽的設(shè)想。
2.1日常監(jiān)控
雷達(dá)最常見(jiàn)的工作就是監(jiān)控,而由于設(shè)計(jì)方往往考慮不到用戶的細(xì)節(jié)問(wèn)題,日常的軟件往往沒(méi)有強(qiáng)烈的聲光或者其他通知,更沒(méi)有集成監(jiān)控接口。日常監(jiān)控對(duì)于軟件的主要需求就是對(duì)告警各式各樣的通知,能夠使用戶及時(shí)的獲取信息,另外就是監(jiān)控信號(hào)的集中監(jiān)控,包括各種不同品牌型號(hào)雷達(dá)甚至其他民航空管設(shè)備的監(jiān)控。日常監(jiān)控主要能夠通過(guò)幾種方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn):日志文件、圖像識(shí)別、外方設(shè)計(jì)接口、硬件電平監(jiān)測(cè)等。①日志文件:常用的現(xiàn)代雷達(dá)設(shè)備大多都有自己的日志文件,大多是實(shí)時(shí)或定時(shí)更新的雷達(dá)參數(shù)或雷達(dá)故障記錄數(shù)據(jù)。這些文件被保存在設(shè)備監(jiān)控主機(jī)中,可以通過(guò)一些安裝日志或培訓(xùn)文檔明確文件的具體位置,也可以通過(guò)觀察文件的更新時(shí)間找到相應(yīng)的文件。②圖像識(shí)別:每一個(gè)監(jiān)控主機(jī)都有自己的圖像展示軟件,當(dāng)找不到日志文件的時(shí)候,我們可以通過(guò)直接截取監(jiān)控界面的方法來(lái)判定設(shè)備的狀態(tài)。如果設(shè)備綠色代表設(shè)備正常,當(dāng)截取圖片中的設(shè)備色彩判定為綠色,就能說(shuō)明設(shè)備的正常。③外方設(shè)計(jì)接口:部分外方設(shè)備可能在設(shè)計(jì)之初就留有一些提供監(jiān)控的接口。有些外方公司并不足以獨(dú)立設(shè)計(jì)完成一套成熟的雷達(dá)系統(tǒng),這樣的公司一般留有接口給其他集成軟件公司進(jìn)行集成,這些接口有很多可以作為軟件接口進(jìn)行利用。④硬件電平監(jiān)測(cè):我們可以通過(guò)檢測(cè)設(shè)備狀態(tài)燈的電路電壓值來(lái)判定設(shè)備的狀態(tài);也可以監(jiān)控硬件接口例如RS232、網(wǎng)線等接口來(lái)查看流動(dòng)數(shù)據(jù)的具體信息,通過(guò)對(duì)這些信息的分析和解碼,來(lái)得到需要的信息通過(guò)這些數(shù)據(jù)的監(jiān)控,我們可以得到一部雷達(dá)的日常運(yùn)行數(shù)據(jù),得到這些數(shù)據(jù)后,我們可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和展示,將監(jiān)控到的各種雷達(dá)數(shù)據(jù)集中展示到一個(gè)信息平臺(tái)中,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或者企業(yè)局域網(wǎng)的方式,就能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)隨地的了解設(shè)備的狀態(tài),更能夠根據(jù)這些狀態(tài)進(jìn)行各式各樣的通知,例如聲音、短信或者郵件等。
2.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
根據(jù)監(jiān)控得到的數(shù)據(jù)或者一些雷達(dá)的目標(biāo)輸出數(shù)據(jù),我們可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。我們需要對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行的常見(jiàn)分析有幾種:雷達(dá)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析、雷達(dá)目標(biāo)數(shù)據(jù)分析。這些統(tǒng)計(jì)和分析都能夠幫助維護(hù)人員對(duì)設(shè)備更好的服務(wù)。①雷達(dá)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析:雷達(dá)數(shù)據(jù)分析是雷達(dá)運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀察后得出結(jié)果,通過(guò)對(duì)設(shè)備尋常運(yùn)行數(shù)據(jù)的了解后,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有異?;蛘卟徽_時(shí),可以得到事先的提示;長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)監(jiān)控也可以幫助我們對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)分析,了解數(shù)據(jù)規(guī)律。另外,當(dāng)一部雷達(dá)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)后,有些運(yùn)行數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)過(guò)變化,例如發(fā)射功率會(huì)變差、噪聲系數(shù)會(huì)提高。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析,比如說(shuō)比較故障前后數(shù)據(jù)的差異,我們能夠判定一些老化部件是否合適投入運(yùn)行。②雷達(dá)目標(biāo)數(shù)據(jù)分析:雷達(dá)目標(biāo)是雷達(dá)經(jīng)過(guò)一系列工作后得到的航空器目標(biāo)結(jié)果,這些目標(biāo)信息可以進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)統(tǒng)計(jì)目標(biāo)的數(shù)量,例如極端情況下空域內(nèi)航班數(shù)的雙峰值,可以用來(lái)合理安排空域;通過(guò)統(tǒng)計(jì)目標(biāo)的正確性,例如對(duì)不同雷達(dá)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,分析單部雷達(dá)數(shù)據(jù)的正確性;通過(guò)分析假目標(biāo)的統(tǒng)一規(guī)律,找出假目標(biāo)的原因;通過(guò)對(duì)目標(biāo)的分析找出雷達(dá)的性能數(shù)據(jù),例如通過(guò)航空器經(jīng)過(guò)雷達(dá)上空的最后位置判斷雷達(dá)頂空盲區(qū)的角度,通過(guò)航空器在各個(gè)扇區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度判斷雷達(dá)扇區(qū)信號(hào)覆蓋情況,通過(guò)扇區(qū)的目標(biāo)數(shù)量判斷雷達(dá)的處理能力等。
2.3管制應(yīng)用
雷達(dá)維護(hù)的根本就是更好的服務(wù)于管制,當(dāng)管制對(duì)于現(xiàn)有的設(shè)備系統(tǒng)不滿意的時(shí)候,我們就可以設(shè)計(jì)一些獨(dú)立的應(yīng)用以滿足各種不同的需求。例如有些系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的告警不明確,我們可以進(jìn)行分析后給出;有些系統(tǒng)對(duì)于信息的展示不夠自定義化,我們可以給出自定義的信息展示;有些系統(tǒng)集成度不夠高,管制需要通過(guò)不同主機(jī)的切換來(lái)查看信息,非常不方便,我們就能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行集成展示。我們擁有數(shù)據(jù)源,而數(shù)據(jù)源就是數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),我們需要通過(guò)設(shè)計(jì)智能化的分析工具將數(shù)據(jù)的價(jià)值更好的體現(xiàn)。
3軟件在雷達(dá)維護(hù)工作中的實(shí)際使用案例
根據(jù)設(shè)想,在本人日常的雷達(dá)維護(hù)工作中,對(duì)雷達(dá)進(jìn)行了一些軟件開(kāi)發(fā)工作,完成監(jiān)控軟件、參數(shù)分析軟件和假目標(biāo)分析軟件,現(xiàn)將一些成果進(jìn)行陳述。
3.1雷達(dá)監(jiān)控軟件的應(yīng)用
虹橋THALES雷達(dá)監(jiān)控原本沒(méi)有聲音,造成值班人員有時(shí)無(wú)法立刻知道故障問(wèn)題。于是根據(jù)THALES雷達(dá)的特性和快速開(kāi)發(fā)的本質(zhì),對(duì)THALES自帶的監(jiān)控界面進(jìn)行了采集,通過(guò)比對(duì)模塊的顏色來(lái)判斷設(shè)備正常與否,并發(fā)出聲音告警。利用這個(gè)軟件的成功應(yīng)用,隨后又針對(duì)Terma場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)進(jìn)行了監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),Terma系統(tǒng)由于需要和HITT自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行集成,其本身有各種日志文件和軟件接口,我們發(fā)現(xiàn)其頻繁更新的日志文件,并找出數(shù)據(jù)的意義,從而對(duì)Terma雷達(dá)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行了監(jiān)控,其中包括天線轉(zhuǎn)速、功率、噪聲系數(shù)、電壓峰值、溫度等。我們還通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的挖掘,解析了HITT場(chǎng)監(jiān)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)監(jiān)控,然后將所有的信息集中到內(nèi)網(wǎng)中進(jìn)行信息共享,從而,在內(nèi)網(wǎng)上任一時(shí)刻都能快速地了解虹橋雷達(dá)設(shè)備的即時(shí)狀態(tài)。
3.2參數(shù)分析軟件的應(yīng)用
通過(guò)對(duì)參數(shù)的監(jiān)控,我們得到了雷達(dá)的參數(shù)信息,通過(guò)比較雷達(dá)參數(shù)的數(shù)據(jù),可以了解雷達(dá)的設(shè)備狀況。圖形往往能夠給我們一個(gè)更直觀的數(shù)據(jù)展示,而往往通過(guò)這樣直觀的數(shù)據(jù)展示能夠讓我們了解設(shè)備的狀態(tài)。
3.3假目標(biāo)分析軟件的應(yīng)用
2015年,上海地區(qū)發(fā)現(xiàn)在某一區(qū)域有大量丟點(diǎn)出現(xiàn),由于沒(méi)有合適的工具觀察假目標(biāo)的情況,需要人員長(zhǎng)時(shí)間的盯著屏幕觀察假目標(biāo)。根據(jù)需求開(kāi)發(fā)后,假目標(biāo)軟件能夠針對(duì)一個(gè)錄像文件進(jìn)行分析,分析目標(biāo)在設(shè)定區(qū)域,間隔時(shí)間內(nèi)如果沒(méi)有再次出現(xiàn)目標(biāo)便判斷為丟點(diǎn),隨后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,分析單一航班丟點(diǎn)的位置和總個(gè)數(shù),分析該區(qū)域內(nèi)航班丟點(diǎn)的概率。通過(guò)該軟件,節(jié)省了日常維護(hù)人員的體力勞動(dòng),幫助了無(wú)線電干擾排查確定了大致的掉點(diǎn)位置范圍和頻繁出現(xiàn)的掉點(diǎn)區(qū)域,最后找出干擾源。
4結(jié)語(yǔ)
軟件設(shè)計(jì)對(duì)雷達(dá)維護(hù)工作至關(guān)重要,由于現(xiàn)有的航路逐漸復(fù)雜、航班量巨大,設(shè)備更新?lián)Q代速度加快,通過(guò)軟件監(jiān)控和分析能夠更好的幫助日常雷達(dá)維護(hù)工作的開(kāi)展。通過(guò)軟件來(lái)監(jiān)控和分析的穩(wěn)定性更高、正確率更高,是雷達(dá)維護(hù)工作中較好的輔助工具?,F(xiàn)有的民航空管維護(hù)工作中,軟件開(kāi)發(fā)部分的參與相對(duì)較少,和其他行業(yè)比較起來(lái)相對(duì)落后,作者亦希望通過(guò)本文呼吁更多從業(yè)者對(duì)此的關(guān)注和投入,為科技民航建設(shè)貢獻(xiàn)力量。
作者:俞成 單位:中國(guó)民用航空華東地區(qū)空中交通管理局