空管设备运维管理系统设计与应用_张跃.pdf

1引言随着智慧机场建设的不断发展和机场信息化建设的逐步推进，机场通导信息化成为智慧机场建设中的一个不可缺少的部分。当今民航机场导航台站中普遍存在来自不同厂家的空管设备，以及由众多不同厂家维持环境条件的动力环境设备，这些设备数据接口不统一，数据协议多为私有，难以进行融合和控制，给台站机房导航设备运维及维持恒温湿条件带来压力1。为了解决这一问题，同时实现智慧机场“互联网+”的创新和转化2，空管设备集中运维管理系统应运而生。空管设备运维管理系统以智慧机场为切入点，能够实现机场空管设备和机房动力环境设备的集中监控3，减少机房交换设备数量，节省空间，降低能耗，降低投资成本。2系统简介空管设备运维管理系统是由空管设备监控、动力环境监控等子系统组成，主要实现对空管设备和动力环境的远程集中监控。系统采用分布式布置4，服务器位于中心机房，子系统位于各下属机房，采集机房所有数据并传输至服务器集中处理和显示，从而减少机场监控设备的数量和维护人员的工作量5。空管设备运维管理系统应用计算机软件、网络通信、数据库、工业自动控制、传感等技术，通过采集、处理数据中心各种智能型和非智能型的设备或空管设备运维管理系统设计与应用张跃，张雷，王笑怡，吴全兴（中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳 110000）摘要:为进一步满足目前智慧机场通导信息化建设需求，尝试解决民航机场中不同厂家、众多设备数据接口不统一的问题，基于对研制背景与目的、设计方案与应用的讨论，设计开发一种空管设备运维管理系统。系统将多种相似、相关但彼此独立、数据不互通的系统联系在一起，以实现数据共享与集中监控。系统经多家机场实地安装验证，能够实现空管与动环设备数据采集、集中监控、告警等预期的功能，长期运行稳定，具有一定实用价值。关键词：智慧机场；数据共享；信息化；集中监控DOI：10.3969/j.issn.1002-2279.2023.02.015中图分类号:TP277；V355.1文献标识码:A文章编号：1002-2279（2023）02-0061-04Design and Application of Air Traffic Control Equipment Operation andMaintenance Management SystemZHANG Yue,ZHANG Lei,WANG Xiaoyi,WU Quanxing(The 47th Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Shenyang 110000,China)Abstract:In order to further meet the needs of the current smart airport information construction,and try to solve the problem that the data interfaces of different manufacturers and many devices in civilaviation airports are not uniform,based on the discussion of research background and purpose,designscheme and application,an air traffic control equipment operation and maintenance management systemis designed and developed.The system links a variety of similar,related but independent systems with nointercommunication data,so as to realize data sharing and centralized monitoring.The system has beenverified by field installation in several airports,which can realize the expected functions of data collection,centralized monitoring and alarm of air traffic control and dynamic ring equipment,and has a long-termstable operation and certain practical value.Key words:Smart airport;Data sharing;Informatization;Centralized monitoring作者简介：张跃（1990），男，黑龙江省绥化市绥棱县人，工程师，主研方向：系统集成。收稿日期：2023-07-06微处理机MICROPROCESSORS第 2 期2023 年 4 月No.2Apr.，2023微处理机2023 年系统的运行状态、参数及信息，对数据中心基础设施进行全面监控，并通过分析处理监控信息驱动管理与决策，及时高效地做好运行维护，保证数据中心的可用性。系统配备人机界面友好的监控软件6，可以完成将分散的机场雷达、导航、通讯及气象等空管设备的工作状态参数集中汇总到监控中心机房的监控主机上，实时集中监视各空管设备运行情况。系统针对民航机场空管设备机房管理而开发设计，可对各站台内设备与环境等实施远程监控，具体包括动力、环境、空调、节能与安保等7。3系统架构空管设备运维管理系统采用模块化的编程设计，在保证实时性的同时，提供强大的接入功能，实现温湿度、烟雾、水浸、火灾等环境监测，方便实时数据及告警信息的浏览，监控系统图形界面提供灵活构造和功能组装，使用户能通过简单的操作定制监控数据显示界面。3.1硬件设计空管设备运维管理系统硬件包括服务器、终端、空管设备监测单元、动力环境监测单元、交换机、光传输设备、摄像头及前端传感器等。各设备间的物理连接方式采用星形连接。采集单元、摄像头及前端传感器位于各台站机房，机房内各设备通过交换机进行连接，各台站机房的数据通过光传输设备传输至中心机房服务器进行集中处理。监控终端能够在机场内部局域网的任何位置访问服务器的数据，对台站机房导航和动环设备进行监控8。系统的硬件架构如图 1 所示。图 1空管设备运维管理系统硬件架构图图 2系统运行界面3.2软件设计系统采用 B/S 架构，能够远程 web 浏览器访问，支持 DDN、2M、VPN 等多种方式进行数据传输，具有完整的配置功能，同时提供系统的报警方式、模拟量阈值、数字量阈值、联动等丰富的客户化设置。系统实时记录每个用户的登录及操作信息，并且自动对所监控设备的故障点、故障内容、故障处理、时间等信息进行完整记录。系统具备强大的数据分析管理平台，可根据需要对各设备按照时间、类型、区域等进行统计分析。空管设备运维管理系统将机场内众多台站机房的数据融合成一个统一的管理平台，对机场内导航设备、动力环境设备进行状态和重要参数实时监控和记录，为机场通导设备运维人员提供统一的监控界面和故障监管平台。系统运行的具体界面如图 2。通过图形化仿真设备界面，仿真设备监控，并提供实时设备告警、设备告警趋势统计、历史数据回查622 期等功能。通过自动生成周检、月检报表，系统也能够大大减轻运维人员的工作强度。4前端信息采集系统前端包括空管设备监控子系统和动力环境监测子系统，通过两个子系统实现对空管设备运行状态、机房动力环境状态的实时监控。4.1空管设备信息采集空管设备监控子系统包括 4 路 RS232 串行通讯接口，用于空管设备的数据采集和实时监控；另有2 路 RJ45 以太网端口用于以太网数据连接及实现POE 供电功能。以此，便可实现对 DME、DVOR、GP、LOC 等空管设备工作状态的实时监控，及时反馈空管设备运行状态。采集到的设备详细信息如表 1。张跃等：空管设备运维管理系统设计与应用生产商监控软件THALESADRACS、WINSV序号 设备型号12345DME435ADRACS、WINSVNORMARCNORMARCTHALESTHALESNM7013NM7033DVOR432DME415NORMARC 7000 RMM 2.5NORMARC 7000 RMM 2.5ADRACS通讯接口RS232、网口RS232、网口RS232、网口RS232、网口RS232、网口通讯协议NORMARC 私有NORMARC 私有THALES 私有THALES 私有THALES 私有表 1可采集的空管设备清单空管设备监控子系统前端采集程序采用 web 可视化配置，使用 web 页面对接口进行配置。系统提供了远程固件升级功能和接口可视化显示9，对硬件接口可视化显示，便于现场调试维护。空管设备监控前端采集界面如图 3 所示。4.2机房辅助设备信息采集动力环境监控子系统包括：4 路 RS232/RS485可调串行接口，实现 UPS、蓄电池监测仪、配电箱电量仪监控端口的远程数据传输等功能，并进行电源监控；5 路 12V DC 电源输出，为各类型传感器（温湿度、水浸、光电烟雾、红外感应等）供电；6 路开关量输入，用于引接各类传感器及设备的状态输入；2路 RJ45 以太网端口，用于以太网数据连接，实现 POE供电功能；2 路 USB 端口，用于人体学输入设备。此外，系统的自带空调远程控制器能对 2 部空调进行遥控，实现开/关、制冷/制热模式切换，以及温度和风量调节操作。此部分的采集设备清单如表 2。图 3空管设备监控前端采集界面具体设备门禁管理、入侵防盗、IP 对讲、图界序号系统类型12345安保系统普通空调、精密空调、大型冷水机组、新风系统、照明控制交流供电系统直流供电系统环境系统空调及节能系统列头柜、UPS、ATS、柴油发电机、稳压器、逆变器整流电源、逆变器、蓄电池组、DC/DC 变换电源、直流屏温湿度、水浸、液位、消防表 2可采集的机房辅助设备清单5效果验证空管设备运维管理系统研制成功后，已在国内多家机场安装并投入使用。系统在现场使用中的效果如图 4 所示。通过两年多以来在多家机场的实地安装使用验证，系统能够胜任数据展示、历史数据曲线、能耗统计、故障处理、日志记录、参数设置、数据备份及总览等功能，实现在线编辑，数据查找、过滤、导出，设置定时任务等操作。系统运行稳定可靠，采集信息及时准确，告警功能十分有效，同时表现出维护方便、兼容性广、功能全面、安全性高的优图 4系统现场使用效果图63微处理机2023 年势。系统模式可以根据不同的客户需求进行定制，能够适用于不同的应用场景，如电力、仓库、车间、工厂、商场等需要集中监控的场景。自动生成巡检报表功能也极大地减轻了机场运维人员的工作量，得到了用户的高度评价。6结束语空管设备运维管理系统采用工业级低功耗高稳定性 CPU 和嵌入式系统，可对空管设备及机房动力环境相关设备进行实时监控，目前已通过用户实际使用的考验，市场前景广阔。在未来，该系统尚有一定改进空间，可进行进一步的产品升级，引进 5G 物联网、大数据、云计算等新兴技术，丰富空管设备运维管理系统的功能、提高集成化程度、降低布置难度，为客户带来更好的使用体验。参考文献：1黄萍.民航空管设备集中监控系统 RTU 的系统设计及应用J.中国新通信,2018,20(10):80-81.HUANG Ping.System design and application of centralizedmonitoring system RTU for civil aviation air traffic controlequipmentJ.China New Telecommunications,2018,20(10):80-81.2范怀炜.智慧机场建设中关于数据管理的思考J.网络安全和信息化,2019(1):47-