ADS-B数据站数据中断案例分析

ADS-B数据站数据中断案例分析

张硕

（中国民用航空珠海进近管制中心，广东 珠海 519015）

摘要：广播式自动相关监视（ADS-B）是一种基于卫星定位和地/空数据链通信实现空中交通监视和信息传递的空管新技术，近年来民航局空管局频繁发生ADS-B数据中心/站网口异常下线导致无目标输出的情况，对空管运行存在较大安全隐患。本文在对ADS-B原理及数据站功能有所了解的基础上，分析数据中断的原因，并提出相应的排查思路，降低隐患对安全运行的影响。

关键词：ADS-B；网口下线；空管安全；隐患排查

0引言

广播式自动相关监视（ADS-B）可提供更多的监视目标信息，定位精度高，更新率快，可实现“空-地”协同监视和“空-空”监视。其建设维护成本低，地面站建设简便灵活，各地面站可独立运行[1]。目前民航局空管局为提升民航空管监视保障能力，大力推行ADS-B及 S模式数据等新技术的应用，提高民航空管运行安全和工作效率。

当ADS-B数据站出现数据中断时，不仅降低了飞行效率，还会影响到飞机飞行安全性。本文主要针对ADS-B数据站网口异常告警进行研究分析，并提出可落地实施的排查方案。

1ADS-B原理及数据站功能

ADS-B以导航设备及其他机载设备产生的信息为数据源，以地空数据链 1090MHZ 为通信手段,通过对外自动广播自身的状态参数,实现地面对飞机的实时监视[2]。我国在自动化监视技术应用方面进行了大量研究，在对基于 ADSB 技术的监视系统进行评估、测试和分析后，将其真正运行在空中管理中，促使我国空中交通管制设施能实现自动监视。

原始ADS-B数据更新频率快，数据量大，如果直接将多路ADSB数据接入本地空管自动化系统，将大大增加空管自动化系统处理的负载，风险很大。ADS-B数据中心系统是一套具有融合输出、防伪和抗干扰能力，并且提供融合ADS-B信息服务的数据处理系统。为便于用户随着空管业务的发展进行扩充、升级，系统设计采用分布式、客户/服务器(Client/Server) 架构。系统工作网以双局域网为主，在双网上传输同样的数据信息，在其中一网失效时，能自动无缝切换到另一网，不影响系统的正常工作，同时增设第三局域网用于系统记录、重演功能。ADS-B数据处理中心分为数据站、二级数据处理中心和一级数据处理中心三个级别。数据站应能够根据应用需求引接ADS-B地面站数据，经过处理后为所辖地区的中低空管制中心、终端（进近）管制中心、塔台等空管部门提供 ADS-B实时综合监视信息，同时实现对本区域内 ADS-B地面站的监控。数据站系统主要结构组成框图如图1所示：

图1 数据站系统主要结构组成框图

ADS-B数据站主要由数据交互模块、数据解析模块和融合处理模块等组成，以便对ADS-B地面站输出的标准格式进行解析，对错误数据进行滤除，并提取航班号、24位地址码、位置等信息。ADS-B数据站各服务器主要应用软件配置如表1所示：

表1 数据站主要应用软件配置表

安全是民航永恒的主题，安全底线是民航业的生命线。ADS-B数据中心系统是空管运行的核心系统之一，其稳定性与可用性与空管安全高度关联[3]。

2数据站数据中断原因分析及网口下线排查思路

2022年12月17日，某ADS-B数据站监控界面陆续开始出现RDP2运行子网B网、DDP2运行子网A网等网口异常下线告警。期间发现部分网口告警出现时，伴随有系统ADS-B目标消失，持续时间约1分钟，在1分钟后ADS-B目标恢复正常。对该案例进行原因排查分析，此情况可能是在A、B网冗余消息去重复的处理过程中，CETC_NET进程出现软件处理能力不足造成的。具体表现为CETC_NET进程CPU异常增大，系统消息转发不及时造成延迟无法形成系统ADS-B目标。

针对此问题，通过修改配置文件netConfig.xml中FDP分组号为1（与MDP相同），改善消息转发功能，原配置参数如图2所示；修改了动态库libCETC_zl_msg.so，放开了航迹信息进入网络，实现FDP服务器能收到航迹信息。其目的是将FDP并入MDP服务器同一编组，以满足FDP机器也能收到航迹消息。经测试，在单网（A网或B网）断开后，CETC_NET进程运行正常，系统ADS-B目标更新正常，莱斯自动化系统、二所自动化系统和ADS-B二级数据中心正常接收和处理ADS-B数据站输出的综合ADS-B目标。未再出现1分钟后系统ADS-B目标消失的异常现象。

图2 配置文件参数

目前该隐患主要原因为ADS-B数据站软件版本存在缺陷，当出现网口或单网故障后，CETC_NET进程出现软件处理能力不足问题，导致CPU处理异常，系统消息转发不及时造成无法形成ADS-B目标，最终导致ADS-B数据站无目标输出。

航空安全直接连着“国之大者”，近年来空管系统各级单位和部门都高度重视并积极推进从典型问题、突出风险隐患入手，以点带面、点线结合、举一反三，从一套设备的安全隐患，推广至其他现场[4]。为及时发现ADS-B数据站数据中断隐患，本文提出以下三种排查思路：

2.1系统监控终端告警日志排查

在ADS-B数据站监控席位查看TAB页“系统日志”是否出现网口下线告警，当出现网口下线时，会提示如“MDP Net A Down”。

2.2核心交换机及输入输出交换机日志排查

登录运行子网核心交换机A、B，输入子网交换机A、B，输出子网交换机A、B共6台交换机日志，查询是否出现异常的端口DOWN/UP日志信息。命令如下：

telnet ip（通过交换机ip地址远程登录）

system-view（进入系统视图）

display logbuffer（查看交换机日志）

2.3服务器日志排查

使用dmesg指令排查服务器系统日志，查询是否出现端口DOWN/UP的日志信息。

3结语

安全是空管事业能够发展的关键保证，与社会的稳定发展、国家的长治久安息息相关[5]。本文首先介绍了ADS-B的技术原理和数据站的主要功能，然后对ADS-B数据站数据中断的原因进行研究分析，并顺利解决问题；为了尽早发现该类故障，提出了三种通用的排查方案。本文建议部署了ADS-B数据站的各空管现场平时要做好网络设备日志检查工作，及时发现网络异常并处理跟进；并且持续关注厂家补丁发布进度，厂家发布补丁后，及时开展测试和部署升级，降低风险隐患对运行的影响，保障空管安全运行。

参考文献

[1]刘玉婷.基于ADSB在空中交通管制中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(01):27.

[2]安德伦.ADS-B技术原理及其在空中交通管制中的应用分析[J].中国战略新兴产业,2018(40):130.DOI:10.19474/j.cnki.10-1156/f.006435.

[3]孙莉.关于ADS-B技术在空中交通管制中的应用研究[J].山东工业技术,2018(04):246.DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.225.

[4]郑康晓,曾琳琳.珠海雷达传输方式的改造与应用[J].中国新通信,2018,20(05):94-95.

[5]陈恺. 基于JAVA的空管自动化主备同步监测系统设计[J].工业控制计算机,2020,33(04):4-7.