空中交通防撞系统(TCAS Ⅱ)的排故与维护

主要以空客A320飞机为例,介绍了TCAS Ⅱ(空中交通防撞系统)系统原理、组成、功能及常见的故障、排故方法等,希望能增进对TCAS Ⅱ系统的了解,有助于TCAS Ⅱ系统的设计和维护。     

避免空中相撞——介绍TCAS的新发展

所有在美国营运或飞入美国的大于30座的民航客机都已安装了交通警戒和防撞系统(TCAS),只有英国宇航公司和法国宇航公司制造的“协和”式飞机因技术原因是唯一的例外。现在所有的TCAS2设备都配备了改进的软件,因而误警率已显著减小。机载的TCAS系统与以地面为基的空中交通管制系统没有联系地独立工作,为多种类型的飞机提供防撞保护。它是美国飞机必须安装的一种设备,但是FAA和TCAS的制造商联信公司、柯林斯公司和霍尼韦尔公司都认为这种安全设备最终将成为其他国家民航机都安装的设备。     

浅谈空中交通管制系统的工作模式

空中交通管制系统(ATC)是由地面设备和空中设备组成.地面设备包括一次监视雷达(PSR)、二次监视雷达(SSR)及终端显示器等;空中设备包括机载应答机(ATC)和空中交通防撞系统(TCAS).当空中应答机被地面台或其他空中应答机询问时,能自动发射脉冲代码回答信号,把飞机的识别、高度及位置信息提供给地面台或装有TCAS系统的飞机.地面调度员利用这些信息对飞机进行空中交通管制,装有TCAS计算机的飞机利用这些信息进行防撞预测.目前我国使用的ATC系统有空中交通管制雷达信标系统(ATCRBS)和离散寻址信标系统(DABS),两者相互兼容.这里只介绍ATCRBS系统的工作原理.     

空中交通警戒和防撞系统的发展历程

现代飞机上的防撞系统,美国称为空中交通警戒和防撞系统(TCAS,TrafficAlertandCollisionAvoidanceSystem),欧洲称为机载防撞系统(ACAS,AirborneCollisionAvoidanceSystem),两者实际上的含义、功能是一致的。防撞系统可显示飞机周围的情况,并在需要时提供语音告警,同时帮助飞行员以适当机动方式躲避危险,这些都有助于避免灾难性事故的发生。     

TCAS在我国应用中的问题及建议

TCAS即空中交通防撞系统于80年代发展成熟并被广泛应用,它独立于地面的空中交通管制系统而工作,因此在空中交通管制部门因特殊情况(如通信故障等)不能正常提供飞行间隔服务或管制服务而出现人为工作差错时能有效地降低航空器相撞的     

一体化TCAS综合测试技术

空中交通告警与防撞系统(TCAS)是飞行安全和空中交通管理的重要保障.当前,我国正处于军民用航空的蓬勃发展时期,日益增长的产品生产需求与低下的测试效率之间存在较大矛盾.本文针对TCAS产品测试过程中存在的流程复杂,测试设备繁多等问题,研究并提出了一体化TCAS综合测试技术方案,该方案能大幅提高产品的测试效率,节约测试成本.     

基于模型的系统工程设计方法在TCAS中的应用

针对传统空中交通防撞系统(TCAS)设计中基于文档描述的不足,采用基于模型的系统工程方法进行TCAS系统建模。在建模过程中使用SysML语言,通过多个视图来描述和分析系统需求,并通过模型的执行尽早验证需求。整个设计过程都是基于需求的,是可测试、可追溯的,是由经验研发向需求研发的转变。     

TCAS 系统故障隔离及容错架构设计方法研究

针对TCAS 系统运行过程典型功能危险场景和架构设计过程,本文采用系统工程过程的正向设计流 程方法,针对潜在的功能失效风险,开展TCAS 系统域的故障检测和容错设计技术研究,形成覆盖系统、软件 和硬件层级的故障检测及隔离架构设计方案,以提高装机运行过程中防撞告警的置信度,减少由于误警和虚警 对飞行安全产生的不利影响。     

多跑道独立进近中的TCAS告警风险仿真与分析

为减少民航飞机在多跑道独立进近中产生不必要的TCAS(机载防撞系统)告警,研究了多跑道独立进近中TCAS告警风险仿真计算方法。首先,建立飞机冲突探测模型,模拟独立进近中的飞机位置并探测冲突风险大小,再根据TCAS告警逻辑与流程判定TCAS告警情况;其次,采用蒙特卡洛方法随机生成按正态分布的飞机位置、速度、定位误差等参数,并通过大量计算得出TCAS告警概率及易触发位置;最后,采用控制变量法,对触发TCAS告警的影响因素进行计算分析。研究结果表明,所用模型与计算方法能够有效计算出TCAS告警风险,同时通过对影响因素的相关分析可以提出相应的改进措施。     

罗克韦尔柯林斯公司第一个成功完成FAA 7.0飞行试验

罗克韦尔柯林斯空中运输系统部和FAA技术中心在亚特兰大成功地完成了空中防撞系统（TCA）7.0软件的试飞，取证工作预计今年下半年可以完成。罗克韦尔柯林斯公司还参与了早些时候由FAA发起的TCAS7．0软件的飞行试验，也是第一个与FAA一起对7．0软件进行试验工作的厂家。在飞行试验中，罗克韦尔柯林斯公司空中运输系统部开发的新的TCAS软件已被证明完全能够在高密度模式S交通状况下跟踪大范围内的多架入侵飞机。另外，亚特兰大的飞行试验使得飞行员在为期四天的飞行演示中有机会第一次体会到7．0软件的功能。7．0软件大大增强了TCAS…     

应用6Sigma改进方法提高TCAS系统可靠性

在大型民用飞机中TCAS系统是重要的飞行安全运行的航电系统之一,其故障会对飞机正常营运造成很大的影响。应用6Sigma原理进行维修管理可以有效地改进TCAS系统的可靠性。结合航空公司波音737NG机队的运行中TCAS系统故障情况,介绍运用6Sienna方法的分析过程达到的实际改进效果。     

A320系列飞机TCAS故障签派放行处置研究

空中交通警报与避撞系统(traffic alert and collision avoidance system,简称TCAS)是机载监视系统中的重要组成部分,对于避免航空器危险接近,保证航空器安全有着重要作用。针对签派工作中TCAS故障放行难点问题,分别从飞机以自身动力滑出前、以自身动力滑出后、起飞后三个阶段展开分析。首先,由于TCAS系统依托的设备多,关联系统复杂,先介绍了TCAS系统的组成以及依托设备的常见故障。其次,以TCAS的工作原理为基础,分析了各个关联设备如应答机、惯性导航和大气数据基准等故障导致TCAS故障的机理。再次,给出了关于TCAS失效能否继续实施缩小垂直间隔(reduced vertical separation minimum,简称RVSM)的说明,指出TCAS不是运行RVSM空域的基本设备,需要区分造成TCAS失效的原因。最后,从三个阶段对TCAS故障及关联设备故障展开分析,分别给出了滑出前AP/FD TCAS方式丢失、导航TCAS失效,滑出后及起飞后TCAS故障和关联系统故障并给出签派解决方案。     

对TCAS的原理分析

本文基于对防撞基本概念的理解，分析了ＴＣＡＳ工作原理，并结合实际工作过程进行了论证。     

Independent validation and verification of the TCAS II collisionavoidance subsystem

This paper describes the specification-based testing, analysis tools, and associated processes used to independently validate, verify, and ultimately, provide for certifying safety-critical software developed for the Traffic Alert and Collision Avoidance System (TCAS II) program. These tools and processes comprise an effective and Independent Validation and Verification (IV and V) activity applied to the Collision Avoidance Subsystem (GAS) software development process. A requirements specification language called the Requirements State Machine Language (RSML), originally developed by the University of California, Irvine (UCI), was employed for the specification of GAS. The end result is the next generation of TCAS II collision avoidance logic, referred to as Version 7, that is of a higher quality than its predecessors, meets the certification requirements of DO-178B Level B (Ref. 1), and can be shown to satisfy the new operational requirements it was developed to address     

自由飞行下基于分段维纳过程的碰撞风险研究

在自由飞行下,飞机的碰撞风险与通信导航监视(CNS)定位误差、机载防撞系统可靠性等因素有关。CNS引起的定位误差可视为正态分布,以机载防撞系统告警区为界,在告警区外飞机视为匀速,相对距离视为一般维纳过程;在告警区内飞机为避撞进行航迹和速度调整,视为变速,相对距离视为伊藤过程。根据此相对运动特点,建立了基于维纳过程的分段碰撞概率模型,并对不同初始状态时的情形进行求解。算例结果表明了模型的可行性。     

New Concepts in Collision Avoidance Logic

Airborne collision avoidance logic is being developed to take advantage of the accurate bearing measurements provided by the Enhanced TCAS II system. This system issues horizontal and vertical resolution advisories, and should give fewer unnecessary alarms than earlier systems. Design tradeoffs and new techniques are described for threat detection, modeling of potential escape maneuvers, and the selection of resolution advisories. Plans for further development and evaluation are described.     

某型飞机刹车失效分析及对策研究

刹车系统是飞机的重要组成部分,是保证飞机滑跑、起飞和着陆的重要装置,其工作可靠性直接影响飞行安全.本文对某型飞机因刹车失效,发生一起与地面停放飞机相擦的飞行事故征候,进行了刹车失效分析和机理研究.同时,按技术问题“五归零”要求,深入开展了多余物产生根源的排查工作,进行了改进研究和试验验证,并制定了对策.     

某型运输机机载防撞系统交联方案研究

为了减少和避免飞机相撞的危险,飞机上需要加装机载防撞系统,但是机载防撞系统不是一个独立的系统,需要与其他机载设备交联。通过分析机载防撞系统交联关系以及与机载设备的接口特性,给出了某型运输机机载防撞系统与原机设备交联的实施方案。