浅谈DCL和D-ATIS在民航空管中的应用
让空管系统更“聪明”
让空管系统更“聪明”作者：赖懿来源：《大飞机》2019年第01期智慧民航建设是新时期民航业高质量发展的大课题，而在智慧民航建设中，智慧空管的建设又是重中之重。
近年来，随着航空运输量的持续增长和飞行活动的日趋多元化，空域运行态势也日渐复杂多变，过去传统的陆基、区域分立式、运行粗放式的空管系统已无法满足行业发展的需要，以信息技术为基础，融合多种类型的信息收集、互联互通、智能化的智慧空中交通管理系统，成为行业未来发展的主要方向。
智慧空管设想空中交通管理系统（ATMS），是指利用多种管理工具，通过对多架次飞机的起降与航行进行管理，维护和促进空中交通安全，保障空中交通秩序与空中交通顺畅的管理系统。
“十二五”期间，我国空管共保障航班起降3391万架次，比前一个五年增长了61.7%。
预计到2020年，我国运输飞机数量将达到4600架，每年航班起降1300万架次，年人均出行0.5次。
这使得传统空管系统在大密度航班的管理环境下无法积极有效地应对，严重威胁到空中交通的安全性和效率。
在此背景下，如何将互联网、大数据、人工智能等技术创新成果与新一代航空技术相融合，推动传统空管向智慧空管过渡是行业亟须解决的问题。
放眼国外，欧美航空发达国家已经利用新技术开发了不少新的空中交通管理系统和解决方案，其中一些正处于试验阶段，一些已处于推广和使用阶段。
例如，美国空管利用大数据技术建立了国家飞行数据中心和流量系统数据库，法国泰雷兹公司利用语言识别、触摸屏等人工智能技术，实现了管制服务的智能化。
在我国，空中交通管制目前主要以雷达管制为主，空中交通管理系统的主要特征之一是数字化，即利用各类地空数据链，实现飞机与地面空管系统之间的数字化管理与指挥。
十几年前，空管局就开始实施民航数字空管工程，数字化起飞前放行技术（DCL）和数字化航站自动情报服务技术（D-ATIS）是其中的两类代表性技术。
DCL主要解决人工话音预放行服务中出现的通信频道拥挤、话音歧义等问题，可以大幅降低管理员、飞行员的工作强度和工作压力，提高安全性。
对民航管制综合信息系统功能及故障浅析
对民航管制综合信息系统功能及故障浅析摘要管制综合信息系统，作为现代化雷达管制中不可或缺的重要系统之一，影响着飞行电报的拍发、塔台管理系统的电子进程单投递等，使用DELLM1000E与M820/830型刀片服务器和刀框组合作为物理载体，将各个子系统放入虚拟机运行。
主要子系统分为：FIPS、TOMS、CDM、ATCOMS四大子系统。
使用刀框存储和控制器控制共享存储池和外置存储，数据库架构部署采用服务器“故障转移群集+数据库高可用性组”的模式。
本文针对系统基本架构、功能、故障处理、缺陷优化等进行剖析。
关键词：管制综合信息系统；虚拟化；存储；数据库；故障；1.系统介绍1.1组成与架构系统使用DELLM1000E与M820和M830组合，并且每台刀框服务器均配置两套EqualLogic存储阵列，管综系统核心业务采用VMware虚拟化技术，将各个子系统放入虚拟机运行。
管制综合信息系统由四大子系统组成：FIPS、TOMS、CDM、ATCOMS。
FIPS系统：航班信息处理系统。
向空中交通管制部门提供更完善、自动化程度更高的电报及航班信息处理、航路分析、统计等功能，减轻管制人员负担，提高管制部门安全保障能力。
CDM系统：信息共享与协同决策平台。
CDM提升民航有关参与单位、人员的共同情景意识，采取协同决策，提高整体运行效率。
ATCOMS系统：指纹打卡系统。
系统采用指纹打卡方式对空管系统一线管制员执勤时间进行采集与统计，并将数据提供给人劳作为管制津贴发放的依据。
TOMS系统：塔台运行管理系统。
负责电子进程单的推送以及飞机状态改变的监控。
1.2功能及业务FIPS系统：飞行计划处理：飞行计划制作与管理、飞行动态显示及操作、自动进程单打印、自动应答机代码分配；飞行电报处理：电报接收及处理、电报自动生成及拍发、自动化前置处理；轨迹管理：初始4D轨迹计算、自动拍发起落报、修正落地、过点时间；告警及统计：精细化、规范化的告警功能、丰富的统计功能；基础数据维护：航路、班机航线信息、发报地址、机场、机型、公司；飞行数据交换：内部系统数据交换（IFPS、TOMS、CDM、SIPDS）、外部系统数据交换（ATC、SMR、停机位、信息发布）。
浅谈空中交通管理大数据
浅谈空中交通管理大数据摘要】近几年，我国的计算机技术实现了飞速的发展，尤其是人工智能、云计算、大数据的兴起应用，为各领域的发展提供了非常重要的支。
大数据应用在各个行业中得到了高度的重视，同时大数据的运用为企业带来了巨大的经济效益。
随着我国航天航空事业的发展，如何将大数据技术运用到航空的空管系统中，成为了当今空中交通管理研究的一个大方向。
【关键词】大数据；空中交通管理；应用随着全球化的深入，世界各地每天产生的信息是海量的，如果没有高效的处理技术，必然会影响到经济的快速发展。
而大数据是信息爆炸时代产生的海量数据，并与它相关的技术发展与创新数据正在迅速膨胀，庞大的数据资源决定着企业的未来。
随着民航业快速发展，特别是空管行业信息量的急剧膨胀，各种空管数据不断更新，传统的数据存储和分析技术难以实现和处理超大容量的空管结构化数据，于是人们为了更好地实现空管海量数据的综合应用，空管大数据的概念应运而生。
一、大数据处理流程（一）数据采集如果要进行大数据分析，必须要采集到庞大的信息群，利用多个数据库来接收数据，这些数据是没有经过处理的数据，用户可以直接在数据中调用和处理。
大数据在采集数据时，最明显的特点就是并发数高，会用上千万的用户同时对网站进行访问，如何同时采集到所有的数据，就必须要在采集端部署多个数据库，对数据进行存储。
（二）导出和预处理采集端部署的多个数据里面存储了上一条的数据，如何对这些数据进行有效的分析，这是大数据分析的关键点。
将这些数据集中的导入进一个集中的大型分布式的数据库当中，在导入之前在端口设置好一定的公式，对数据进行初步的筛选和预处理，导入和预处理这个环节的难点在于，如何将上亿条数据短时间内导入到数据库集群中。
（三）统计与分析将海量的数据同时存储在分布式数据库或者是计算机集群中，在这样的数据库或者是集群中对传输过来的数据进行分析和统计处理。
通过设定特殊的公式对数据进行分类和汇总，用来满足客户常见的数据需求。
D—ATIS系统在浦东机场的应用现状及前景展望
D—ATIS系统在浦东机场的应用现状及前景展望作者：杜月玖来源：《电子技术与软件工程》2016年第03期摘要通过对D-ATIS的系统结构，工作原理以及服务流程的介绍，阐述D-ATIS系统在浦东机场的运行现状，并结合浦东机场运行及未来规划展望D-ATIS系统的应用前景。
【关键词】数字化空管系统 D-ATIS随着近两年航班流量的增长，同时又由于空域资源的限制，造成民航空中交通流量急剧增加，在终端管制区有限的甚高频资源已经饱和，在高峰时段，常会出现多个航班争抢放行频率，既浪费时间，又增加管制员与飞行员的工作负荷，影响航班正常、正点运行。
在无法有效增加频段的前提下，提高现有频段的使用效率是必然趋势。
数字化空管服务系统的应用，依靠数据链通信技术将飞行员与管制员直接联系起来，在提高航班放行效率的同时，大幅减轻了管制员和飞行员的工作量。
1 D-ATIS系统概述数字化航站自动情报服务（D-ATIS）通过合成语音（Text-to-Voice）和数据链两种方式向飞行员提供起飞和降落阶段所需要的有关机场气象情况和机场状况信息。
D-ATIS系统的使用能够有效解决繁忙机场因使用话音通播造成的低效率和安全隐患，并能够显著提高大型机场管制服务效率和信息服务水平。
各个机场终端通过AFTN网络引入气象报文并分解，结合本场跑道等信息生成ATIS信息，汇总到ATIS服务器，由ATIS服务器统一应答飞机请求。
D-ATIS服务流程：D-ATIS系统服务流程以传统自动话音情报服务流程为基础，系统从AFTN报文中提取气象信息，由管制员根据机场气象采集和监测系统校验气象信息并输入跑道和其他机场运行信息，通过TTS技术合成通播话音信号覆盖传统自动话音情报服务，并生成播报信息报文，发往系统部署在北京网控中心的服务器，服务器存储各个机场实时的航站自动情报服务信息，等待航空器通过地空数据链进行申请。
飞行员通过地空数据链发送请求报文，系统服务器接到请求后根据请求类型应答对应的信息报文，以报文的方式回传至飞行员。
上海数字空管系统运行风险分析
上海数字空管系统运行风险分析一．系统基本信息数字化起飞前放行DCL（Departure Clearance Delivery）系统和数字化航站自动情报服务D-ATIS（Data link-Automatic Terminal Information Service）系统构成民航数字空管系统。
DCL系统通过基于地空数据链的双向通信实现飞行员与塔台管制员间的信息交换，和电子进程单系统相结合，实现数字化放行。
DCL系统自动接收来自自动化系统的应答机编码等信息，并且和飞行计划系统的飞行计划信息进行比对，减少了管制工作量，解决了机场话音通信频道拥挤、话音歧义性问题，能减少管制中人为因素的影响，大幅增强了信息传送的安全性，提高了效率。
D-ATIS系统通过合成语音 (Text-to-Voice)和数据链两种方式向飞行员提供起飞和降落阶段所需要的有关机场气象情况和机场状况信息,能够有效解决繁忙机场因使用人工话音放行造成的低效率和安全隐患，并能够显著提高大型机场管制服务效率和信息服务水平。
二．典型不正常保障案例（一）典型不正常保障案例一表 1 典型不正常保障案例一2020年6月13日16：50，上海浦东大终端无法获取最新的虹桥DATIS 情报通播，未影响管制运行。
技保中心虹桥无线值班员检查多频服务器状态正常，DATIS 通播正常更新。
从虹桥DATIS 多频服务器可以正常PING 通至浦东，浦东DATIS 正常，浦东可以PING 通至虹桥，确认链路正常。
联系北京数据公司，核对通播号一致，确认设备正常。
网络中心确认该业务的传输网，网络相关设备、中继、IP 均正常，业务端口有数据且无异常。
虹桥值班员尝试重启多频服务器，重启后19：30大终端反馈设备恢复正常更新。
（二）典型不正常保障案例二表 2 典型不正常保障案例二2020年7月16日，虹桥塔台DCL电子进程单中的20：00的通播版本号未更新，值班员查看AFTN网关及多频服务器状态正常，虹桥塔台DATIS正常更新，网关的网络信息服务日志无报错，联系大终端无线询问通播状态也正常。
D-ATIS系统工作原理及其应用
民 航 总 局 空 管 局 委 托 民 航 数 据 通 信 公 司 （ＡＤＣＣ）从 ２００３开始 跟踪 和研制Ｄ—ＡＴＩｓ系统 ， 由民航 总局和 民航总 局
一 ］ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ ｌ
图２ Ｄ—ＡＴＩＳ系统 结构 图 ３ Ｄ一盯ＩＳ系统构 成
Ｄ－ＡＴＩＳ系统是 由机场 终端 、Ｄ－ＡＴＩＳ￣务器、ＶＨＦ电台、 ＲＧＳ数据链 ，地面或卫星链路传输系统几部分构 成的。其中 机场 终端ＶＨＦ电台 、ＲＧＳ数据链 是分散 部署于机 场与航 路上
中 国西 部科 技 ２０１ １年Ｏ９月 （上旬 ）第 １ ０卷第２５期总 第２５８期
叶 林 王 杰
（１．民航 湖北 空管分局技 术保 障部 ，湖 北 武汉 ４３０３０２；２．民航 河 南空管分局技 术保障部 ，河 南 郑州 ４５００００）
摘 要： 本文通过 对Ｄ—ＡＴＩＳ的工作原 理 、 系统构成 及其 工作流程 的介 绍 ，以及ＶＨＦ数据 通信 在 民航 中的应 用 ，阐明 了Ｄ～ ＡＴＩＳ系统在 民航 管制体 系中的应 用前景。 关键词 ：Ｄ－ＡＴＩＳ；ＡＣＡ￣Ｓ；Ｉ￣ＧＳ；ＴＴＳ；ＡＦＴＮ网 ＤＯＩ： １ Ｏ．５９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１ ６７１－６５９６．２０１ １．２５．００５
（１）提 高 空 中交 通 管 理 现 代 化 水 平 ， 加速 塔 台 管 制 的 自动 化进程 ，大大提 高对 飞机起 降管制 的效率 ，降低 管制 成 本 ，提 高 已有 跑道 的 飞机起 降架 次 ，具 有显 著 经济 效 益 ； （２）减少管制任务 ，减轻塔 台管制 员的工作量和工作 强度 ，提高 管制 指挥 自动 化水平 ，提高保 障飞行安全 的能 力 ； （３）减轻飞行员在起飞和 降落这两个 最繁忙阶段的工 作量 ，提 高飞行安全水平； （４）减 少机场 有限的频率资源 的占用率，减 轻频率拥塞 ； （５）数字 化的系统可 以克服 由 于语 音发音或接 收不佳而 带来 的对 管制指令 理解 的错 误 ， 从而 避 免 发 生 某 些 人 为 事 故 。
DCS系统在航天航空领域的应用及其挑战
DCS系统在航天航空领域的应用及其挑战随着科技的不断进步，数字化控制系统（DCS）在各个领域的应用也越来越广泛。
在航天航空领域，DCS系统的应用已经展现出巨大的潜力，为航空航天技术的发展带来了诸多机遇和挑战。
一、DCS系统在航天航空领域的应用1. 无人机控制无人机作为近年来极具发展潜力的飞行器，其控制系统对于飞行安全至关重要。
DCS系统的高度可编程性和灵活性使其成为无人机控制的理想选择。
通过DCS系统，无人机能够实现自主导航、目标识别、数据采集等功能，提高飞行效率和任务执行能力。
2. 航空交通管理航空交通管理是一个庞大而复杂的系统，需要高度的协调与控制。
DCS系统通过集成各个航空交通设备和信息系统，能够实现空中交通的自动化管理和优化。
通过DCS系统，航空控制员可以实时监控飞行器的位置、航线和飞行参数，做出及时调整和决策，提高航空交通的安全性和效率。
3. 航天飞行控制在航天探索领域，航天器的飞行轨迹规划、姿态控制、数据传输等是至关重要的任务。
DCS系统的强大计算能力和机器学习算法可以帮助航天飞行控制中心实现复杂的飞行计算和控制，确保航天器的安全着陆和任务顺利执行。
二、DCS系统在航天航空领域的挑战1. 可靠性航天航空领域对于系统的可靠性要求极高。
由于航天航空任务的特殊性，任何系统的故障都可能导致严重的后果。
因此，DCS系统在航天航空领域的应用需要具备高度的可靠性和容错性，能够应对各种不可预见的情况。
2. 安全性航天航空领域的系统安全性关乎飞行任务的成功与否。
DCS系统的应用需要具备高级的防护机制，保障系统的数据安全、硬件安全和软件安全。
同时，应对潜在的网络攻击和信息泄漏等威胁，确保航天航空任务的顺利进行。
3. 精确性航天航空领域对于数据的精确性和实时性要求极高。
DCS系统在航天航空领域的应用需要通过高精度的传感器和可靠的数据采集系统，获取准确的飞行数据。
同时，数据传输和处理的实时性也是DCS系统所面临的挑战之一。
D—ATIS系统在浦东机场的应用现状及前景展望
D—ATIS系统在浦东机场的应用现状及前景展望作者：杜月玖来源：《电子技术与软件工程》2016年第03期摘要通过对D-ATIS的系统结构，工作原理以及服务流程的介绍，阐述D-ATIS系统在浦东机场的运行现状，并结合浦东机场运行及未来规划展望D-ATIS系统的应用前景。
【关键词】数字化空管系统 D-ATIS随着近两年航班流量的增长，同时又由于空域资源的限制，造成民航空中交通流量急剧增加，在终端管制区有限的甚高频资源已经饱和，在高峰时段，常会出现多个航班争抢放行频率，既浪费时间，又增加管制员与飞行员的工作负荷，影响航班正常、正点运行。
在无法有效增加频段的前提下，提高现有频段的使用效率是必然趋势。
数字化空管服务系统的应用，依靠数据链通信技术将飞行员与管制员直接联系起来，在提高航班放行效率的同时，大幅减轻了管制员和飞行员的工作量。
1 D-ATIS系统概述数字化航站自动情报服务（D-ATIS）通过合成语音（Text-to-Voice）和数据链两种方式向飞行员提供起飞和降落阶段所需要的有关机场气象情况和机场状况信息。
D-ATIS系统的使用能够有效解决繁忙机场因使用话音通播造成的低效率和安全隐患，并能够显著提高大型机场管制服务效率和信息服务水平。
各个机场终端通过AFTN网络引入气象报文并分解，结合本场跑道等信息生成ATIS信息，汇总到ATIS服务器，由ATIS服务器统一应答飞机请求。
D-ATIS服务流程：D-ATIS系统服务流程以传统自动话音情报服务流程为基础，系统从AFTN报文中提取气象信息，由管制员根据机场气象采集和监测系统校验气象信息并输入跑道和其他机场运行信息，通过TTS技术合成通播话音信号覆盖传统自动话音情报服务，并生成播报信息报文，发往系统部署在北京网控中心的服务器，服务器存储各个机场实时的航站自动情报服务信息，等待航空器通过地空数据链进行申请。
飞行员通过地空数据链发送请求报文，系统服务器接到请求后根据请求类型应答对应的信息报文，以报文的方式回传至飞行员。
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浅谈DCL和D-ATIS在民航空管中的应用
摘要：民航空管飞机起飞前放行服务（DCL）及航站自动情报服务（D-ATIS）是空中交通管制的一项重要服务内容，目前随着我国大型民用机场日架次的显著
增长，传统的采用语音放行模式已经逐步被DCL和D-ATIS取代，解决了单一放
行频率信道拥挤、话音歧异、管制员负荷繁重等问题，保证了起飞前放行的服务
质量。
关键词：起飞前放行系统DCL；数字自动航站情报服务系统D-ATIS
1.数字空管集成系统背景和数据链路通信介绍
1.1 数字空管集成系统背景
上世纪九十年代，基于数据链通信的航空管制与信息服务系统DCL和D-ATIS
系统已经在全世界多个国家和地区的众多机场得到成功应用，中国作为航空大国，实施基于数据链的航空管制与信息服务新技术，并且与国际先进空管技术的接轨
势在必行。
2001年中国民航甚高频数据通信网投入使用，国内大部分客机都要求
加装飞机通信与报告（ACARS）设备，随着地面和空中飞机通信设备的完善，我
国大规模使用地空数据链技术的硬件条件已经具备。
1.2 地空数据链通信及协议
2016年12月，我国民航完成29个机场的 DCL和D-ATIS系统的建设，通信
方式主要依赖甚高频VHF地面站和卫星通信以及网络运行控制中心和相应的网络
通信设备，终端用户为飞机机组和空管系统管制员。
通信数据流分为上行数据流
和下行数据流。
流程如下图：
使用协议 ARINC623--面向字符的空地数据传输协议给出ACARS系统中面向字符的飞机与地面系统间的数据传输标准，使用该协议，可使飞机成为地面命令控制管理系统的一部分。
ARINC620数据链地面系统标准接口说明，服务提供商与数据链地面用户之间进行数据交互时必须满足的字符数据接口，同时为地面数据链用户研发相应的应用系统提供必要的信息。
1.DCL和D-ATIS系统结构和系统功能
DCL和D-ATIS是中国民航数字空管系统的主要组成部分，机场终端部分的系统模块有主备DCL服务器、主备AFTN和BGS网关、主备交换机、主备D-ATIS终端及主备DCL终端、监控系统和管制员人机界面HMI。
2.1各部分功能介绍
2.1.1 主备DCL服务器：负责处理管制员和飞行员之间的双向通信，通信内容包含所有传统服务信息以及新增报文服务信息、管制员和飞行员自由信息等等，此外还保证各个接点之间的通信正常并将信息写入数据库，结合数据库内容并实现信息交互，接收飞机下传报文和发送上传报文要求实时准确可靠，通信流程设计采用握手机制，一次正常放行通信过程飞行员和管制员要完成4次通信握手，以充分保证放行通信服务的可靠性。
2.1.2 主备数字化航站自动情报服务D-ATIS终端：由用户系统通过AFTN 网关引入气象报文并分解处理，结合本场跑道信息生成ATIS信息，汇总到D-ATIS服务器处理后，通过合成语音（TEXT-TO-VOICE）和数据链方式上传飞行员以提供起飞降落阶段所需要的有关机场气象情况和机场状况信息。
主要功能：连接AFTN网，接收气象报文；连接D-ATIS服务器，发送ATIS信息报文；自动分解显示气象报文，自动生成ATIS信息报文到D-ATIS服务器；为管制员提供便捷的人机界面，提供信息修改功能；自动形成语音信号实现自动通播、插播功能；插播内容没有限制，管制员根据地面情况，随时添加修改插播内容；提供用户信息系统，确保管制员的操作计入数据库，以备查询。
2.1.3 AFTN网关和BGS网关:AFTN网关和BGS网关运行在同一服务器，采用双机冷备分机制，AFTN网关分别与自动转报机的两路AFTN信道连接，接收处理AFTN报文后选出DCL所需报文写入DCL接口，为DCL提供报文数据；主备BGS 网关启动后自动连接民航数据通信网控中心，是本地系统与机组之间信息交互的桥梁，实现地空信息的传递和接收，根据信息报文类型，收发地址进行判断和过滤，符合条件的报文以系统设定的格式发送给DCL服务器实现报文的传输，上行报文无须过滤。
网关系统中重要的一个服务是keepalived，该服务运行在网关路由器集中器（BGS网关和AFTN网关）的后台，负责启动ACTIVE MQ、Redis和BGS网关程序以及AFTN网关程序后生成虚拟IP，keepalived服务负责监控网络状态，虚拟IP状态，运行的MQ REDIS BGS网关程序和AFTN网关程序的实时状态，对发生故障的服务器进行重启动，无法修复时进行主备切换。
2.1.4 人机界面HMI：管制员与DCL和D-ATIS的交互接口，信号包括传统的服务信息、报文服务信号以及管制员与飞行员自由信息等。
3、DCL和D-ATIS的操作流程规范
3.1 DCL操作流程规范包括：
3.1.1初始化设定：查看激活的飞行计划，设置当前的航站情报服务标识和使用的跑道。
3.1.2等待放行请求并进行响应
3.1.3对航班进行放行处理并发送放行信息。
3.1.4等待航班信息的逻辑确认
3.1.5等待机组对于航班放行信息的确认
3.1.6当无法进行数字化放行时，管制员要通过话音方式完成放行服务
3.1.7当DCL未完成航班放行时，可手动更新电子标签状态。
3.2 D-ATIS的操作流程规范
飞行员通过记载数据链设备向地面下发ATIS请求信息，地面服务系统接受
到请求后，验证报文的有效性，根据服务请求类型将最新的ATIS信息报文通过
数据链上传给飞机，飞行员进行确认。
4、服务效果
基于DCL服务对比传统话音通话放行服务，平均每架次节省7.5 秒，提升放
行信息获取的安全性，避免放行话音通道的拥挤。
基于D-ATIS服务对比机组在起飞、落地阶段监听传统语音甚高频通播服务，平均每架次接节省2.67分钟，提升信息获取的安全性，大幅度提升ATIS数据获
取的范围。
航空公司基于民航数据通信公司VHF低空数据链通信可以免费使用
DCL和D-ATIS服务。
5、运行维护
机场终端部分要严格执行设备日周月季维护，维护重点各有侧重，日维
护主要服务器的软硬件状况、专线和拨号线路进行检查，周维护要进行服务器的
切换操作，数据库的检查等。
6、结语：
随着通信和网络技术的快速发展，民航系统正在将高科技运用在生产实践中，相信民航数字化空管系统DCL和D-ATIS 将对民航交通运输发挥越来越大的作用。
参考文献：
[1]数据链起飞前放行（DCL）系统技术应用[J]. 牛欣妙.科技视界.2018(14)
[2]民航DATIS系统解析[J]. 郝晋齐.硅谷.2012(05)。