| 作者 顏楓 導航數(shù)據(jù)庫的管理和使用一直是現(xiàn)代民航安全運行的一個重要因素，而隨著近年來基于性能導航技術(shù)的不斷推進，越來越多新程序投入使用，許多老舊飛機由于出廠安裝的飛行管理計算機（簡稱 FMC）設(shè)計年代久遠，使用限制的問題日漸突出。航空公司在日常導航數(shù)據(jù)庫管理工作中對于此類老舊飛機和 FMC 要高度關(guān)注，有針對性的制定對應(yīng)措施，以避免或緩解使用過程中帶來的安全風險。以下筆者將結(jié)合老舊波音機型以及自身在導航數(shù)據(jù)庫管理工作中多年來的實際經(jīng)驗闡述相關(guān)內(nèi)容。1 背景介紹 所有現(xiàn)代運輸航空器都有自己的飛行管理系統(tǒng)（簡稱 FMS），它綜合了導航信號接收器，慣性基準系統(tǒng)（簡稱 IRS）、大氣數(shù)據(jù)、飛行操作、儀表和顯示、油門控制、數(shù)據(jù)鏈各方面的數(shù)據(jù)信息，最終匯總到 FMC 進行處理和計算。FMC 是系統(tǒng)的心臟，履行導航和性能計算并且提供控制和指引指令，F(xiàn)MC 和它包含的相關(guān)數(shù)據(jù)庫是現(xiàn)代航空器航電設(shè)備的核心基礎(chǔ)。 一般而言，F(xiàn)MC 包含兩個數(shù)據(jù)庫：性能數(shù)據(jù)庫和導航數(shù)據(jù)庫。性能數(shù)據(jù)庫使飛行機組在飛行中不再需要查閱性能手冊，并向 FMC 提供計算俯仰和推力指令所需的信息。所需的所有正常信息均可顯示在控制顯示單元（簡稱 CDU）上。而導航數(shù)據(jù)庫則包含通過查閱航圖而得到的大部分信息。事實上除此以外，F(xiàn)MC 首先需要一個航電設(shè)備廠商研發(fā)自帶的飛行操作程序（簡稱 OFP）和對應(yīng)的軟件數(shù)據(jù)庫，只有通過它才能讓 FMC 真正正確使用性能數(shù)據(jù)庫和導航數(shù)據(jù)庫以及指揮航電設(shè)備。所有這些數(shù)據(jù)都以帶電可擦可編程只讀存儲器的方式保存在 FMC 中，可以使用特定的數(shù)據(jù)裝載機進行更新。 我們?nèi)粘Ｊ褂玫膶Ш綌?shù)據(jù)庫包含了導航設(shè)備、航路點、機場、跑道以及公司選擇的其它信息，如標準儀表離場、標準進場、進近和公司航路等豐富的情報資料信息。這些信息都按照 ARINC424 的標準格式編碼在導航數(shù)據(jù)庫中，并按照國際民航組織附件 15 的要求以 28 天一個周期進行定期更新。 高質(zhì)量的導航數(shù)據(jù)庫是現(xiàn)代飛行安全的基礎(chǔ)，目前世界上主要有三個導航數(shù)據(jù)庫服務(wù)商，分別是德國的杰普遜（屬于美國波音公司子公司），瑞士的 LIDO（屬于德國漢莎航空公司），英國的 NavTech（屬于空客公司），這三個服務(wù)商會定期整理加入國際民航組織的各國地區(qū)情報資料信信息，并以 ARINC424 的標準格式進行編碼。當數(shù)據(jù)編碼檢查完成，會提供給對應(yīng)的 FMC 航電設(shè)備廠商，由他們再生成適用于不同 FMC 的特定格式文件，才能最終裝載在飛機上使用。這些航電設(shè)備廠商主要有霍尼韋爾，通用電氣，泰雷茲，羅克韋爾柯林斯等。2 導航數(shù)據(jù)庫的限制 近年來，隨著全球?qū)Ш綌?shù)據(jù)信息的不斷暴漲和導航技術(shù)飛速發(fā)展，儲存導航數(shù)據(jù)信息的容量和方式要求也越來越多，因此，飛機上的 FMC 硬件設(shè)備也在不斷更新適應(yīng)需求。當然，如果能夠通過不斷更換升級 FMC 提高導航數(shù)據(jù)庫的能力是最安全有效的解決途徑，但是對于一些飛機由于升級費用或者使用年限等因素綜合考慮會不再升級，因此對于仍在使用的老舊型號 FMC，主要問題就是導航數(shù)據(jù)庫的各種能力限制。2.1 數(shù)據(jù)容量限制 在現(xiàn)代計算機使用的導航數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)是以字節(jié)或字符來定義容量的，比如 GE 公司生產(chǎn)的最大容量為 288K FMC，它代表的最大數(shù)據(jù)容量是 288000 個字符，對于不同 OPF 程序類型（如 16 位，32 位等）代表了不同的字節(jié) KB 數(shù)據(jù)量。比如 16 位的 OFP 程序，需要 2 個字節(jié)來定義一個字符，數(shù)據(jù)容量就是大約 576000 字節(jié)。如下表 1 所示，是部分波音機型使用的新舊 FMC 容量能力對比： ▲表 1 部分波音機型使用的新舊 FMC 容量能力對比 但是需要注意的是，這個容量并不是公司可以使用的容量，因為 FMC 自帶的 OFP 軟件系統(tǒng)和性能數(shù)據(jù)庫會占用掉一部分容量，如下圖 1 所示，型號 2907A 的容量 256K 的 FMC 實際能夠使用的只有 216K： ▲圖 1 型號 2907A 的容量表 在航空公司能夠使用的這部分有限容量里面，包含了服務(wù)商提供的標準數(shù)據(jù)和客戶化數(shù)據(jù)。標準數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫服務(wù)商根據(jù)各國情報資料整理發(fā)布的全球完整導航數(shù)據(jù)信息，而客戶化數(shù)據(jù)則是公司自己運行需要的一些不公布或者定制數(shù)據(jù)，如特殊機場，公司航路等。僅從標準數(shù)據(jù)量來看，杰普遜公司預測每年就有至少 3% 的數(shù)據(jù)增加幅度，其他服務(wù)商也分別預測每年 6%-8% 的增幅。此外，航空公司自身的不斷發(fā)展也會導致運行所需要的客戶化數(shù)據(jù)不斷增加。因此，最為直接和重要的限制是數(shù)據(jù)總?cè)萘康南拗啤?.2 導航數(shù)據(jù)庫編碼限制 隨著現(xiàn)代導航技術(shù)和國際民航標準 ARINC424 版本的不斷更新，越來越多導航信息需要不斷擴展數(shù)據(jù)記錄儲存位置。對于老舊 FMC 而言，從設(shè)計之初由于年代久遠并沒有預留足夠的數(shù)據(jù)記錄儲存位置，因此也就從根本上限制了對編碼方式的支持能力。以下表 2 是 GE 公司不同版本的 OPF 編碼能力匹配表： ▲表 2 GE 公司不同版本的 OPF 編碼能力匹配表 2.3 特殊限制 航空公司在運行中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)使用相同數(shù)據(jù)庫服務(wù)商的數(shù)據(jù)，在不同飛機上實際使用卻會出現(xiàn)一些差異，這是由于不同航電設(shè)備廠商生產(chǎn)的 FMC，或相同航電設(shè)備安裝不同版本的 OFP 有特殊限制。比如有的對每個機場的程序數(shù)量或者使用定位點有限制，有的不支持復合進近程序，有的不支持復飛程序等等，即使對于同一個公司不同版本的 OFP 特殊限制也會相差巨大，比如 GE 公司早期生產(chǎn)的 U5.0 版本每個機場最多只能保存 70 條進離場程序，而最新的 U12.0 版本則能夠到達 126 條。 如果航空公司實際運行過程中客戶化數(shù)據(jù)較多，可能會產(chǎn)生更多限制，有的限制是能夠在航電設(shè)備廠商的技術(shù)手冊或說明文件中找到的，而有的限制甚至是廠家也不可預見和判斷的，產(chǎn)生的錯誤現(xiàn)象往往很難找到原因，長期對運行造成不便。3 老舊 FMC 的導航數(shù)據(jù)庫管理 可以看到，版本越是老舊的 FMC，其導航數(shù)據(jù)庫的限制越多，航空公司在日常導航數(shù)據(jù)庫管理工作中需要高度關(guān)注，對他們采取特殊的管理方式，有效的控制數(shù)據(jù)風險。3.1 控制數(shù)據(jù)容量 如果發(fā)生數(shù)據(jù)庫容量溢出，將必須刪除一些數(shù)據(jù)才能夠生成安裝文件，如果不能有效控制這種現(xiàn)象發(fā)生，將會導致導航數(shù)據(jù)庫制作發(fā)布的時間加長，嚴重影響導航數(shù)據(jù)庫的裝載時間。特別是如果發(fā)生二次制作時間過長導致數(shù)據(jù)庫過期，將對公司安全運行帶來極大的風險。因此，有效的控制數(shù)據(jù)總?cè)萘吭谝欢ò踩秶鷥?nèi)是最重要的管理基礎(chǔ)。 首先在標準數(shù)據(jù)方面，航空公司需要決定哪些數(shù)據(jù)需要保留，而哪些相對不重要的數(shù)據(jù)需要刪除。在刪除數(shù)據(jù)時應(yīng)該首先縮小數(shù)據(jù)選取范圍，就像每次機組飛行只攜帶運行范圍內(nèi)的資料一樣，導航數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)范圍首先也要縮小到公司日常運行的范圍。相反的，如果不縮小運行范圍，則意味著范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)細節(jié)會減少，比如機場數(shù)量、航路數(shù)量等。其次在客戶化數(shù)據(jù)方面，可以將不常用的公司航路、機場數(shù)據(jù)刪除，比如只保留必須的 PBN 程序，刪除傳統(tǒng)程序。最后，由于標準數(shù)據(jù)的逐月遞增，航空公司應(yīng)該根據(jù)每個 FMC 的實際容量最大限制值，自己設(shè)定一個容量安全范圍值，本期數(shù)據(jù)量接近或超過時，應(yīng)該主動在下一期采取上述措施盡快優(yōu)化減少數(shù)據(jù)，不要被動的等待數(shù)據(jù)溢出。3.2 掌握 FMC 的限制技術(shù)材料 航空市場上的 FMC 型號種類繁多，每種設(shè)備的使用限制不同，相同廠家不同時代的產(chǎn)品也差異較多，如果每次遇到問題才通過詢問或者咨詢的方式了解掌握，則永遠不能全面系統(tǒng)的了解掌握所有限制。特別是一些年代久遠的老舊 FMC，由于使用的公司越來越少，設(shè)備廠商保留的說明文檔也可能越來越不完整，熟悉設(shè)備的工程師也越來越少，技術(shù)資料重要性尤為珍貴，筆者在與廠家溝通過程中也發(fā)現(xiàn)獲取難度越來越大。因此航空公司要盡早和設(shè)備廠商取得聯(lián)系，及時獲取相關(guān)使用技術(shù)材料留存，才能及時準確掌握限制條件和每種數(shù)據(jù)類型對應(yīng)的單位容量，對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)做出合理有效的調(diào)整。3.3 及時與導航數(shù)據(jù)庫服務(wù)商溝通制定預案 在遇到國家地區(qū)有大規(guī)模情報資料更新的時候，可能無法提前判斷更新數(shù)據(jù)帶來的限制，此時航空公司應(yīng)該提前和每個數(shù)據(jù)庫服務(wù)商針對每種型號 FMC 的限制制定好不同等級的方案，如數(shù)據(jù)溢出時刪除數(shù)據(jù)的類型先后順序，同一種類型數(shù)據(jù)的先后順序，避免數(shù)據(jù)溢出影響裝載時間。3.4 與相同設(shè)備的航空公司總結(jié)交流經(jīng)驗 從多年來的實際工作經(jīng)驗來看，不可避免會遇到一些無法預見的設(shè)備 BUG 或者數(shù)據(jù)出錯現(xiàn)象，這些除了航空公司自身運行經(jīng)驗的積累，設(shè)備廠商的技術(shù)咨詢協(xié)助，還需要和相同設(shè)備的航空公司總結(jié)交流經(jīng)驗，實現(xiàn)資源共享，經(jīng)驗互補，往往能夠快速準確的找到問題的原因。3.5 疑難問題的應(yīng)對和處理 當遇到一些問題陷入困局時，例如沒有技術(shù)資料和經(jīng)驗的問題，或者設(shè)備廠商和數(shù)據(jù)庫服務(wù)商都無法判斷錯誤信息的原因時，可以從兩方面做一些嘗試，首先嘗試通過廠家協(xié)助下載 FMC 的數(shù)據(jù)進行譯碼，分析錯誤原因。其次，可以根據(jù)錯誤現(xiàn)象分析出所有能夠想到的原因，采取排除法對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)設(shè)置做調(diào)整測試，直到錯誤現(xiàn)象有變化或消失，從而找到原因。3.6 合理升級 FMC 在遇到老舊設(shè)備嚴重影響運行安全和效率的時候，則需要綜合考慮各種因素對 FMC 進行合理升級。如果是簡單的軟件 OFP 升級，主要考慮的是 OFP 自身容量的增加，會使得原先的可用容量進一步縮小。如果是硬件 FMC 的更換，主要考慮的是選擇合理的升級方案，降低費用。比如要結(jié)合考慮老舊飛機的退租使用年限，飛機運行的區(qū)域限制，公司今后運行種類和導航數(shù)據(jù)量的測算，不同版本升級所需要的費用等綜合因素采取性價比最優(yōu)的方案進行升級，且不可盲目追求大容量而 |
