空管自动化系统稳定度分析
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摘要：本文主要对空管自动化系统稳定度进行了探讨，分析讨论了影响自动化系统稳定度的因素，之后使用浴盆曲线来描述分析自动化系统出现故障，并建立相应的自动化系统故障概率模型，之后根据故障概率模型来探讨并分析了提升自动化系统稳定度的方法建议。
关键词：自动化系统;概率模型;建议措施
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）06-0229-02
1 影响自动化系统稳定度因素分析
系统稳定性时指系统要素在外界影响下表现出的某种稳定状态。而空管自动化系统稳定性就是自动化系统在一定时间内，可以正常接收输出信号提供使用的时间长度。其表征了自动化系统的可靠性，稳定性，收到自動化系统的设计结构年限的影响。自动化系统的稳定性越高，其设备越可靠[1]。
自动化系统的运行过程中的稳定性，是自动化系统在规定时间内，可以正常稳定输出信号，供管制员使用的时间概率。它受到自动化系统整体运行时间、自动化的故障时间、自动化的故障处理维修时间，这三方面的影响。其一般符合以下公式：
（1）
式（1）中，R（t）为系统稳定性，它代表了自动化系统可以正常工作的概率;MTBF代表了系统平均能正常提供信号时间长度;MTTR表示了系统在总体运行时的平均发现故障到修复故障直至提供信号的时间长度。由公式我们可看出，自动化的系统稳定性R，受到MTTR时间的影响非常大，只要降低MTTR，就可以提升自动化的系统稳定性。
并由此可以的得到自动化的故障率，即以下列公式：
（2）
Q（t）为自动化的不稳定性，其表征了自动化在一段时间内出现故障问题，无法不正常的概率。
因此我们要降低MTTR，就要是自动化系统不稳定性Q（t）的概率降低，并较少发现故障的时间和修复故障的时间。
并且依照概率的原理有，可以得到故障的密度函数：
（3）
并由此式（2）可以得到自动化系统的故障率：
（4）
λ（t）为自动化系统的故障率，表示在一定的时间内故障概率的增加量与系统的可靠度的对比。
式（4）通过变化可得到：
（5）
在积分可以得到：
（6）
即是自动化系统的平均稳定输出信号时间MTBF。
2 自动化系统出现故障的概率模型分析
根据经验，一般空管自动化系统生命周期的一般有分为三个阶段，三个阶段发生故障的原因和数量都有的明显区别。
第一个阶段称之为调试阶段，此时由于自动化系统刚安装完成，存在大量需要调试的设备和软件，故此时故障率高，并随着调试正式运行故障率逐步降低。
第二个阶段称之为正常使用阶段，自动化系统安装调试完成，渡过磨合期后，进入的阶段，此时系统正常工作稳定，为偶发性出现故障问题，自动化系统的故障率也保持稳定。
第三个阶段称之为损耗阶段，此时自动化系统已经运行工作多年，大部分主机硬件过于老损，已过了正常使用期限，且软件长时间未更新，已无法更上目前使用需求，故障率将随着时间不断增加[2]。
当前我国自动化系统基本双网主备一网应急的工作模式，单个节点的出现故障，并不会直接导致自动化系统不正常，但有些部件确是唯一保障的，如供电，软件等，当一路供电出现故障时，自动化系统只能提供降级保障，直接影响管制的航班指挥[3]。因此我们对一些关键节点，一旦出现故障就会影响信号的正常使用，需要格外关注。
由于自动化系统的任意关键节点一旦问题，将直接造成自动化系统的故障，因此可以将自动化系统的关键部件简化为一个串联系统。
因此依照式（5）自动化系统关键节点的可靠性可以等效为：
（7）
式中Rs（t）表示自动化系统关键节点的可靠性，n表示有多少个系统关键节点，λi为每个系统关键节点的故障率。
而相应影响系统降级的重要节点，由于只有系统类型两个或者两个以上出现问题，才会影响到管制的正常使用。因此将自动化系统的重要节点简化为一个并联系统。
依照式（5）和式（7）自动化系统重要节点的可靠性可以等效为：
（8）
其中Rp（t）表示自动化系统重要节点的可靠性，m表示有多少组系统重要节点，λj为每个系统重要节点的故障率。由于自动化的两个的心痛重要节点在同一组，是功能完全一样，甚至有的节点使用时长和生成批次都接近一致的，因此可以认为（9）
将式（9）带入式（8）可以得到：
（9）
因此对于自动化系统可以等价于一套由串并联组成的系统。
所以根据式（10）和式（7）可出自动化全系统的稳定性函数R（t）。
（10）
由此可以看出随着部件n和m的增多，使用年限t的增加，自动化系统的稳定度将逐步降低。
3 提高自动化系统稳定性建议
从上文可以知道，要提高自动化系统稳定性就要减少自动化的无法提供正常使用的时间，因此本节讲出降低自动化系统不正常的概率，减少发现故障的时间，加快修复故障的时间，这三个方面进行分析探讨。
减少自动化关键节点的数量，这里又分为硬件和软件两方面，硬件上应采尽量采取相同功能不同型号的设备，减小设备同时出现故障的概率。同时保持自动化硬件版本的更新，及时依照厂家建议更新硬件的固件版本;在软件上，每次软件升级和参数修改前，都应该做好前一版本的备份，并依照测试流程，在自动化测试系统是，对新软件做好功能性测试和稳定性测试。同时要做好防网络病毒的措施，及时更新修复系统漏洞。
减少平均发现故障的时间，由于现在服务器都是HP的，可以利用HP的LIO远程监控软件，来对服务器进行远程检测监控，以此来检测服务器的硬件信息。 加快修復故障的时间，要加快修复时间，本地要存放有相关备件，同时备件应与系统有相同的软件版本，一般来说，可以将测试系统的硬件软件版本保持与主用系统一致，出现故障时，可以快速将测试系统上的备件换至主用系统。要针对保障人员在自动化系统正常工作时操作机会少，做好专门理论和实操培训，并多在测试系统上进行学习训练。
参考文献
[1] 严浩.浅析空管自动化系统发展趋势[J].空中交通，2016（1）：20-21.
[2] 中国民用航空局.MH/T4029.2-2012，民用航空空中交通管制自动化系统技术要求[S].
[3] 丁湛，黄双华.基于威布尔分布的可靠性寿命分布模型的建立[J].电子测量技术，2007，30（3）：34-35.
Stability Analysis of Air Traffic Control Automation System
HUANG Dan
（Fujian Sub-bureau of East China Regional air Traffic Management Bureau of Caac， Fuzhou Fujian 350000）
Abstract：This paper mainly discusses the stability of the air traffic control automation system， analyzes and discusses the factors affecting the stability of the automation system， then uses the bathtub curve to describe the failure of the analysis automation system， and establishes the corresponding automatic system failure probability model， then according to the failure probability The model explores and analyzes the methodological recommendations for improving the stability of the automation system.
Key words：Air Traffic Control Automation System;Probability Model;Suggestion and measure
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