1 引言

空管設備是空管生產安全運行的基石，也是民航事業安全運行的基石。一套完善和成熟的空管設備集中監控系統有助于保障安全生產運行水平，提高安全生產效率。本文提出了一種新的空管設備集中監控方案，采用統一的數據格式，利用現有的通信網絡技術，可以實現一個集中監控系統覆蓋全國空管設備。

2 國外空管設備監控現狀

國外空管領域已從單個設備監控演變為全領域各種要素監控，從掌握設備運行狀態目的轉變為優化空管業務流程，并且逐步增加大數據分析和決策支持功能。

以美國為例，美國對空管設備集中監控與管理主要依賴于國家空管體系設備管理系統（NIMS）。NIMS 系統是三層結構，第一層是國家運行控制中心（NOCC），受 FAA 總部指揮，只做監控與協調工作；第二層是3個地方運行控制中心（OCC）和 30 個服務運行中心（SOC），OCC 管理全國 1/3 范圍，包括重要監控功能和所有服務；第三層是約 300 個地方性工作中心（WC），WC 根據地理位置設定的管理機構，負責本地監控和所有的服務。其他國家自根據本國實際情況開發了空管設備集中監控系統，如香港的 ICMS 系統和 CFRC 系統、日本的 JCAB MDP 系統。

3 國內空管設備監控現狀

隨著我國空管事業的發展，空管設備越來越多，集成度越來越高。主要設備都自帶監控系統，以便技術人員維護和監控使用。但是我國空管設備集中監控存在以下不足。

（1）全國初步建立集中監控系統。我國空管體制分為空管局、地區空管局、分局站三級管理體系，空管局初步建立了全國范圍的空管設備集中監控系統。該系統為安全生產提供一定幫助，但是也存在諸多問題。首先，空管局沒有制定集中監控系統統一的技術標準和管理規范，數據采集和傳輸都是因設備而異和因地點而異。這樣導致集中監控系統比較混亂，維護成本比較高。其次，集中監控系統功能單一。該系統只有設備運行狀態顯示功能，缺乏數據統計分析功能，無法為決策提供支持。隨著設備增加，該系統沒有及時更新，無法發揮應有價值。（2）設備監控系統利用率低。現有的空管設備廠家都配置了監控終端或者網管系統，可以了解設備運行狀態、告警信息以及參數設置。這只是一個分立式監控終端基本功能，無法像完善的監控系統提供所有設備運行狀態統計以及性能趨勢預測等功能。（3）監控系統存在盲區。現有監控系統側重于主要空管設備監控，忽略傳輸設備和機房的溫度、濕度、煙感、市電以及臺站周邊情況，這些是設備安全運行的基礎。邊遠臺站無人值守模式是以后的趨勢，市電安全、機房內環境、臺站周邊環境尤為重要，這些都應該納入空管設備集中監控系統。

4 關鍵技術研究

空管設備集中監控系統也應分為三級管理：民航局空管局——地區空管局——分局站。每一級都需要監控管理本級設備，上一級還需要監控下一級設備。設備狀態/參數采集子系統實時采集空管設備運行參數和環境參數，并響應設備監控管理子系統請求發送采集數據。設備監控管理子系統是民航空管集中監控體系核心部分，負責采集數據的存儲管理、統計分析等功能。通信子系統負責上下級數據傳輸。設備監控管理子系統可以分成各功能模塊：（1）設備信息管理模塊。用來存儲空管設備基本信息：設備型號、廠家，安裝時間、地點等，方便統計分析。（2）設備運行監控模塊。接收設備采集數據，實時監控設備運行狀態和主要參數；設備故障，自動告警，并且生成日志。（3）環境監控模塊。實時監控機房溫度、濕度、煙霧、電源等參數，外圍臺站利用高清攝像頭觀察是否有火情等異常狀況。（4）故障處理模塊。故障信息通報和故障處理過程記錄，方便故障案例查詢維修經驗共享。（5）數據處理模塊。對采集的數據，根據需要進行統計分析，為決策提供支持和趨勢預測。

空管設備集中監控體系從邏輯上分為三層：應用層、中間邏輯層、數據采集層。

應用層離用戶最近，主要功能是對設備運行狀態進行顯示并接受用戶數據輸入，從而為用戶提供便捷式交互界面。中間邏輯層是集中監控體系核心部分，相當于人的大腦。中間邏輯層接收底層采集的數據和下一級傳輸過來的數據，交給各個功能模塊進行處理。數據采集層實時采集設備狀態信息和告警數據。

應用層和中間邏輯層都有很成熟的技術和經驗可以應用，但是空管設備種類繁多、傳輸方式多樣、通信協議格式不統一等特點，如何安全、準確、方便的采樣到設備監控信號是整個體系建設的關鍵。

參考美國 NIMS 系統，我國空管設備集中監控系統應具有以下幾大特點。（1）制訂統一的標準。數據采集應該有統一的格式，數據傳輸應有統一的方式。廠家必須按照指定的數據格式和數據接口向系統發送數據，這樣有利于后臺模塊化編程和后期維護。（2）集中監控系統覆蓋范圍廣。主要空管設備、傳輸設備以及市電、環境監控都應該納入集中監控系統，可以實時觀察每臺設備運行狀態。（3）響應不同的用戶需求。集中監控系統對于不同的用戶的需求做出不同的響應。對于分局站，集中監控系統主要作用是設備運行狀態實時監控和故障及時告警。對于地區空管局，除了設備實時監控外，還可以比較各分局站設備保障正常率和完好率。民航局空管局除了可以比較各地區空管局設備保障正常率和完好率外，還可以比較同一類設備不同廠家運行狀況，為決策分析提供支持。

5 結語

新一代空管設備集中監控系統必須打破以往分布式采集分布式監控模式，利用成熟的網絡通信技術，所有的空管設備在一個統一集中監控系統中。這種監控模式有利于設備安全運行，有助于實現“大機房”值班模式提高人員利用效率，大數據處理可以為分析決策提供支持。