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VHF通信设备论文 篇1：
浅议民航无线电的主要干扰源及防护措施
摘 要：随着社会的不断进步，民航飞行量的不断增多，VHF通信设备也逐渐增多，加上民用无线电通信、军用无线通信、民用广播和移动基站等的影响，使机场乃至整个空间的电磁环境日益复杂化，由于各种原因导致的无线电干扰渐趋日常化。民航无线电通信是飞机能在高空正常飞行采取的一种全面控制措施，如果其出现故障，就可能导致飞机在空中飞行的秩序，从而导致高空事故的发生。分析民航无线电的干扰源和其产生的原因，介绍排查干扰源的方法以其防护措施。
关键词：民航无线电 干扰源 防护措施
1 引言
无线电干扰是指由一种或者多种辐射、感应、发射或者组合在无线电的通信过程中产生的无有作用的能量，它影响着无线电在通信时所能接收信号的情况或者影响着无线电的通信系统方面的接收，它是通过直接性的耦合或者间接性的耦合方法进入系统或接收信号的设备信道的一种电磁能量，这种电磁能量会使得无线电的通信出现质量恶化、性能降低，甚至会出现通信中断。随着高科技的快速发展，我国的无线电通信技术已经在航空的无线电导航、航空的无线电监视、航空的无线电通信以及航空器的气象等各个领域。无线电一旦受到干扰，就可能会影响到航班的晚点、返航、流控和延误，严重的还会危及到飞行的安全，造成机场关闭。
2 无线电受到干扰的主要原因
出现无线电干扰情况一般分有七大类别：同航道的信号干扰、阻挡性的干扰、互调类型的干扰、外界形成的干扰、相邻航道的信号干扰、其他的信号发射干扰或者其他各类型设备发出的干扰。互调类型的干扰往往会导致通话设施的失灵，飞行员在遇到此类的紧急事件时就主要依靠自己的主观判断来应对处理，就无法有效的听从管制的派遣。除此之外，有些互调类型的干扰形成的干扰信号会在传输过程中损伤到无线电的仪器，正常过程中无线电的仪器电流是相对恒定不变的，但是仪器一旦受到互调类型的干扰信号就会在其内部产生瞬间性的强大电流，就会损坏掉无线电的仪器或者飞机的发电机设备，这就会严重威胁到飞机在飞行中的安全。
3 无线电干扰源基本特征
从干扰源的分布范围来分，民航干扰分为民航的内部干扰和非航空源的干扰这两类，而民航无线电的干扰又具有干扰事件多、干扰源比较隐蔽，持续的时间比较长、排查的难度又大等特点。对于民航内部的各种业务的无线电的设施在同频或者邻频的干扰，这种内部的频率一般是由民航的无线电管理主管部门或管理委员来进行特别性指配、协调和解决。各类的不是航空干扰源的特点存在以下几类：
3.1 存在广电业务中的干扰
因为广电业务和民航业务在频段上是相邻的，所以通信过程中就很容易出现杂散的辐射信号落入到民航的频段中或者进入到多个频率的广播信号中去，从而形成互调式的信号出现在民航频段中的情况。
3.2 存在便携式电子设备中的干扰
飞机上对乘客有规定在飞机飞行时和滑行阶段，禁止乘客使用手机、电脑等电子类设备。因为在飞机上起用这些设备时，很容易影响飞机不能正常接收到导航信号，从而让飞机在飞行中出现偏离出航线的情况。尤其是在飞机起飞和降落的时候，是直接影响着飞行的安全。
3.3 存在设备使用不当引起的干扰
例如霓虹灯的干扰，南方某机场在2000年时就因为飞机场受到极严重的噪声干扰，而此种干扰又存在规律性，即每天一到下午的六点就开始有噪声，且一直持续到第二天的早上，这就严重阻碍了地空信号的接收。后面经过检查才发现是由于机场的宾馆房顶在翻修，一直没有把霓虹灯地线给接上才给机场带来了严重的干扰。
3.4 存在电力传输的干扰
电力传输系统所造成的无线电干扰，主要是因为民航无线电的台站电磁环境受到了影响，所以一定要密切的关注机场的各种场区和其导航台附近的限制区域的这种高压电力在传输线路过程建设中的情况。
4 民航中查找干扰源的方法
民航的干扰涉及的地域是比较广的，要想能够正确判断出干扰源存在的地域就应该努力的去收集在民航部中对航空干扰的投诉情况，收集的越精细就越有助于判断的精确。当前，在国内外对于航空干扰源的查找方法主要是下面两种：
（1）如果机载无线电的监测系统能够正确的在机载无线电监中发挥作用，就可以降低当前地面上的监测网络在查找航空干扰过程中出现的缺点。像美国在无线电干扰方面的监测系统（IMDS）就很值得借鉴，IMDS系统的组成中包括无线电的干扰监测系统（AIMDS）与在地面上能够移动和搬移、固定的无线电干扰监测系统。如果飞行员的报告受到干扰，地面监测系统对于干扰源的定位比较难实施，但是通过AIMDS来定位和监测造成民航在飞行时遇到的干扰源就相对来说比较快速。其方法是一直沿着干扰源的方向往前飞行，一直到相反方向时，这个位置就会是干扰源的所在地了。
（2）目前的地面无线电干扰监测系统在国内对其航空无线电干扰的排除方式是使用地面上无线电干扰查找方法，具体是利用国内已经建好的固定监测网、可以搬移的网站、移动的监测站来查找，查找的时候可能需要同时在几个地区、几个省（市）中的范围里协调式的作战，并且同步同频的监测干扰源，其主要的目的是扩大监测的范围，尽量搜索干扰的信号所在，精确干扰源出现的区域以及出现的干扰源性质，最后进行查处。
5 应对航线干扰的措施
保护民航能够正常的通信，一直是个比较严峻的系统工程，而排除航线的干扰，也不仅是关联到无线电的管理机构方面的事情，也是管理无线电的部门需要和民航的广电相应的部门应该要密切保持联系，并做到大力的宣传和管理方面的加强，可以采取下面三个应对措施：
（1）加强无线电的监管措施。随着无线电的各种通信技术的发展和运用，使得电磁环境就得越来越复杂，就使得民航的干扰排除的难度也就得越来越大。因此可以把技术手段和行政手段结合起来使用，并加大其管理的力度。1）提高航空台站的频率管理，提高监测广播电台的力度。管理无线电的部门在提高广播台站的管理上要做到合理且合法，还要提高广播发射机在检测方面的工作情况，并对电台的频率、频偏、杂散等技术方面的指标情况进行严格的测试和审核，做到广播发射机能够按照规定的参数进行正常的工作。因为只有广播电台管理好了才会大大的减少航线的干扰。2）定期的监测航线中的电磁环境。移动的监测站、固定的监测网的合理利用，可以扫描并监测出航线下的飞机在航空中的频率，可以预防危及飞机在飞行中安全的干扰源隐患的出现。3）采取必要的行政方法。这主要是指对于那些违反无线电法规的不好行为要做到依法处理，要报道和宣传一些典型的干扰案例，从而赢得政府对民航的支持和群众的参与，打造出良好的民航无线电的管理环境。
（2）建立保护民航专用频率，健全其长效机制。这需要定期的和广电部门沟通与联系，全面了解到各设台单位的各种不同需求，掌握好各台站和动态。
（3）加强无线电技术方面的设施力度。在最近的几年，我国的无线电的监测设施得到了有效的进展，然而，我国土地幅员广阔，监测无线电网络的覆盖范围还不够，对于航空电台站的干扰源查找在技术方面还是有不少缺陷的。如果我国也能够建立起机载监测系统，那监测网络的能力就会有极大的提高，而无线电的监测事业也将会取得可观的进展。
6 结束语
随着无线电设备的日益增加，其无线电磁的环境也越来越复杂，对无线电干扰的排查难度也不断增大。在认识到无线电的干扰机理后，要合理的调配各相关设备的频率，监测电磁环境，最大限度的避免无线电对民航的干扰，从而保障航空飞行的安全。
参考文献：
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作者：杨璐
VHF通信设备论文 篇2：
VTS模拟器情景对话智能评估系统
摘要：为实现VTS值班人员适任能力培训和评估的自动化、智能化，确保评估结果客观、公正和合理，构建VTS模拟器情景对话的智能评估系统。该系统通过建立标准航海通信用语语料库提高在线语音识别系统的精确性。引入基于语法规则的匹配分析模型对由语音识别系统得到的文本字符串进行匹配分析。详细介绍基于加权的实操评估准则制定方法。该系统利用智能技术能实现部分VTS情景对话的自动化评估，减轻评估人员的负担，且能避免人工评估的主观性和不公平性。
关键词： 船舶交通管理系统（VTS）； 智能评估系统； 标准航海通信用语； 智能语音识别； 实操评估准则
Key words： Vessel Traffic Services （VTS）； intelligent evaluation system； standard marine communication phrase； intelligent speech recognition； practical evaluation criterion
0 引 言
VTS模擬器培训是提高VTS工作人员基本素质和专业技能的有效途径，也是更加全面提高海上交通管理水平的有效方法。VTS模拟器培训在我国已经得到了很好的应用，由上海海事大学与中国海事局共同研制开发的VTS模拟器已经得到成功的应用与推广[1]，目前已完成对3 000余人次VTS值班人员的培训和考试，并于2016年9月通过国际航标协会（IALA）官方认证。然而，目前VTS值班人员适任能力评估依然采用教练员一对一的测评方法，不仅消耗大量人力、物力，评估效率低下，而且不同水平教练员的测试标准难以统一，导致评估过程存在一定的不公平性。因此，提出使用智能评估方法解决上述问题具有非常重要的意义。尽管航海教育领域也针对各种航海智能评估系统开展了广泛的应用研究[2-5]，但是VTS模拟器与其他航海模拟器在智能评估方式和内容上有较大差别，因此不能简单借鉴或复制一般航海模拟器的智能评估方式。
VTS模拟器实操评估一般包括VTS系统操作技能评估和情景对话评估两大类。操作技能评估的主要目的是评估VTS值班人员对VTS软件操作的熟悉程度，评估学员操作行为的正确性，这与一般航海模拟器的操作评估类似。情景对话评估是评估值班人员如何利用恰当的语言通过语音通信工具与船员进行快速有效的沟通，从而合理地为船舶提供助航服务，并有效组织港区和航道的船舶航行活动。在情景对话评估中，中英文标准航海通信用语中包含大量的专用名词和习惯用法，导致通用的语音识别方法准确率较低，无法直接利用语音识别系统来评估语言服务的正确性。因此，情景对话评估成为整个VTS模拟器智能评估中的核心和关键技术问题。
本文结合当前VTS模拟器的技术条件，通过引入科大讯飞在线语音识别平台，在现有语音识别模块的基础上进行二次开发，构建一种VTS值班人员适任能力智能评估系统。首先根据《IMO标准航海通信用语》（以下简称SMCP）建立基于VTS标准航海通信用语的语料库，并上传到语音识别服务器，为现有语音识别平台补充词库，提高语音向文本转换的准确性；其次构建VTS通信用语的语法规则库，以便解决通用的在线语音识别平台专业用语识别上存在的精度较差的问题；最后设计VTS情景对话实操评估规则，为获得客观的VTS模拟器实操评估结果提供一种有效的评估准则。
1 VTS模拟器智能评估系统关键技术
1.1 航海通信用语语料库的建立
由于海事业务具有全球性，船员通常具有不同的文化、语言背景，VTS信息、助航和交通组织服务与一般性信息服务有所区别，VTS服务用语必须充分发挥信文标识的作用，同时必须注意语句的简洁性、用词的准确性、语意的完整性、表达的规范性以及指导的适度性[6]。常用的语音识别开发工具包中的语音识别模块对航海领域的专业性词汇或术语的识别不准确，因此本系统采用由相关领域专家根据航海国际公约、IMO决议及通函、IALA指南及建议等构建的包含一般术语、VTS专用术语、外部通信术语（如遇险通信术语、安全通信术语、VTS服务标准用语等）等的完整的航海专用中英文双语语料库。
表1所示为VTS模拟器的典型情景对话实操训练和考试题实例。从情景对话内容可以看出，在通常的对话内容中，除包含“太行山”“红浮”等地名或专用名词之外，还会出现很多数字、中英文夹杂在一起的情况，例如“京港VTC”“1.5 n mile”“临1号浮”等。对于这种情景对话，标准的讯飞Web语音识别平台的识别率不到80%，这显然无法满足情景对话实操评估的要求。因此，根据IALA V-103建议，按有关VTS值班人员适任能力培训示范课程目录及培训标准、SMCP、《全国VTS实操培训大纲》、我国的VTS模拟器实操评估题库编制评估项目与内容，采用纯文本utf8格式编辑用户词库表，例如：VTS，VTC，洋山港[枚举全国所有港口名称]，船名[枚举题库中涉及到的所有船舶名称]，北航道[枚举题库中涉及到的所有航道名称]，雷达，红浮，绿浮……在使用语音识别系统进行识别时，上传该通信用语语料库到识别服务器平台，补充词库，提高语音识别准确度。
1.2 基于音、词和语法规则的混合匹配分析模型
海事通信用语在表达上力求科学、准确、简洁和清晰。因此，本系统中严格根据SMCP和《全国VTS实操培训大纲》要求编制了双语语料库[7]，构建了基于混合语法规则的匹配分析模型[8-10]，以便对语音识别得到的文本进行匹配分析，得到客观准确的评估结果。
因为汉语中存在近义词、同音字等现象，容易发生混淆，所以中文文本的匹配分析比英文文本的匹配分析更为复杂。本系统中采用拼音、语法规则和关键词规则匹配分析的混合匹配分析模型对语音识别结果进行评估，计算评估成绩。
语法规则匹配，即基于命令词识别指定关键词组合的词汇或固定说法的短句，是中文文本匹配分析中最重要的一步。本系统中首先根据讯飞平台《ABNF语法编写指南》构建标准航海用语文法规则文件，为VTS模拟器实操评估中信息服务、交通组织服务、助航服务和应急处置等4大类23个场景的题库材料编制相应的文法规则。文法等同于正则表达式，它定义了一个句子集合，例如一个用来匹配“船舶呼叫VTS中心”的对话的文法规则如下：
#ABNF 1.0 UTF-8；
root task_final；
#ABNF HEAD-END；
$vts_name = 京港VTS | 京港VTC
$ship_name = 太行山 | 太行山輪 |太行山轮船 |太行山船；太行山号；
$call= 呼 | 叫 |呼叫；
$task_final = $vts_name， $ship_name $call；
上述文法规则涵盖了实现海事专业通信用语的多种说法：
京港VTS，太行山呼
京港VTS，太行山轮呼
京港VTS，太行山轮呼叫
京港VTS，太行山轮船呼叫
京港VTS，太行山号呼叫
京港VTC，太行山呼
……
基于混合语法规则进行匹配分析的过程中，首先将语音识别得到的文本以字为单位转换成对应的拼音字符，并与标准答案的拼音进行模糊匹配，如标准答案是“太行山”，则拼音是“tai hang shan”“tai han san”“tai han shan”或“tai hang san”都判别为识别正确，消除了同音字、卷舌音、前后鼻音等口音问题造成的影响；然后加载已编辑好的文法规则，采用语法规则匹配方法对语音识别得到的文本进行修订，如语音识别结果是“太行山呼”，而标准答案是“太行山号呼叫”，在上述通信用语的多种说法中包含了“太行山呼”的说法，则基于模糊拼音判别进行语法规则匹配可以判定该文本匹配正确，并将语音识别得到的文本修订为“太行山号呼叫”，以便进行关键词规则匹配。类似地，循环遍历所有语音识别结果，最终统计所有匹配正确的文本数目。
关键词规则匹配分析是在考试题的标准答案中
图1 VTS模拟器中情景对话智能评估流程设置关键词作为考试答案匹配的主要对象，也是评估成绩的主要依据。在编辑标准答案时会对关键词进行标注，例如标准答案“太行山号，能见度不良天气，请注意使用安全航速航行”，其中关键词是“*能见度*不良*安全航速*”，然后在修订过的文本中遍历查找与标注的关键词匹配的词组，并累计匹配正确的关键词数目。最终循环遍历，直至完成所有文本的关键词规则匹配。图1是VTS模拟器中情景对话智能评估流程。
英文语句以单词为最小结构单元，以空格为分隔标记，且英文具有严格的语序[11-12]，因此英文文本匹配分析比中文文本匹配分析简单。英文文本匹配分析流程与中文文本类似。本系统中根据SMCP编制了相应的关键词语法规则，由于英文本身就是字符串组合，不需要进行拼音字符转换过程，可以直接进行语法和关键词规则匹配分析。
1.3 基于加权的情景对话实操评估规则
本系统中采用基于加权的方法计算评估结果。经拼音和语法规则匹配分析后判定为正确的文本数目，记为n1；待匹配分析的文本长度，记为N1；累计匹配正确的关键词数目，记为n2；标准答案中关键词总数，记为N2。因此，两种判别方式的分值计算可以表示为SCi=niNi×100， i=1，2
2 VTS值班人员适任能力智能评估系统构架和实现 图2为VTS模拟器智能评估系统的架构，主要包括智能评估教练员指挥控制端、智能评估客户端、VHF通信设备、智能评估服务器端和Web语音识别云服务平台等5个部分。
智能评估教练员指挥控制端主要由客户端参数设置、VTS操作技能评估管理、VTS信息服务标准化用语评估管理、评估过程实时动态监控和评估过程记录与回放管理等5个功能模块构成。智能评估客户端主要由用户登录界面、VHF语音采集器和学员操作指令拾取与传递模块组成。智能评估服务器端进行数据存储与处理，它与Web语音识别云服务平台联接[13]，提供语音识别服务。智能评估系统的工作原理框图见图3。
根据本文提出的VTS模拟器智能评估系统架构与关键技术，利用Visual C#.NET开发了智能语音评估系统模块，见图4。
图4a）提供评估内容编辑和评分规则编辑功能，评估内容支持中文和英文2种语言。在评估前，首先添加评估考试内容，如图4a）所示添加了“信息服务”评估情景，在情景規则交互界面上添加了评估具体内容，并针对评估内容设置了关键词。
图4b）提供了评估过程监控功能，评估员可以动态监控评估过程，了解评估情况。当开始进行评估时，考官自动发送消息，如“京港VTC，‘太行山’轮呼叫”，学员端即可以收听到该段语音播报；随后服务端等待学员的语音回复；服务端收到学员语音后，即利用本文前述语音识别方法，对学员的语音回复进行翻译，并存储在服务端数据库中。依此循环，直到该情景对话结束。
图4c）提供了评估结果，在完成了所有情景项目后，系统根据本文提出的评分规则自动进行分数计算。
图4d）提供了评估结果对比分析，既可以进一步了解学员的知识掌握情况，又可以验证本文方法的准确性。系统设置了10套评估题，对30位VTS值班人员随机选取一套题进行自动评估，统计其评估结果，平均绝对误差为8%，远低于直接采用讯飞平台的平均绝对误差19%。这充分说明建立航海通信用语语料库和进行文法规则处理对VTS情景对话评估的有效性。
3 结束语
VTS值班人员适任能力智能评估系统弥补了传统VTS值班人员适任能力人工测评工作量大、主观评判缺乏公正性的不足，为VTS值班人员训练评估提供了新的方法，在一定程度上促进了我国VTS值班人员训练评估的发展。VTS值班人员适任能力智能评估系统不仅适用于VTS值班人员操作技能和信息服务标准化用语的培训和评估，同时也可用于船员、引航员等海事领域相关工作人员的专业技能水平培训和评估，还可用于水上交通事故预测与分析、新的规则和章程的测试等领域。该系统能够从整体上提高海事领域相关工作人员专业技能水平和航海通信用语标准化水平，提高船舶交通组织、管理、服务水平，有助于改善港口水域环境、通航环境，也有助于船舶的安全操纵，有利于船舶的航行安全，具有非常高的实际应用价值。
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（编辑 贾裙平）
作者：冀宝仙 王胜正 施朝健 孙振
VHF通信设备论文 篇3：
民航甚高频通信系统可靠性分析与保障规划
【摘要】 近年来我国民用航空业务的快速增长给管制单位带来了前所未有的挑战，随之而来的是对民航无线电通信系统可靠性的更高的要求通过对民航甚高频（VHF）通信系统的可靠性进行研究同时结合西北空管局自身设备的特点做出保障规划。
【关键词】 VHF 可靠性 保障规划 设备维护
一、引言
改革开放 30 年来，我国民航事业以迅猛之速发展。据统计数据显示，中国民航 2010 年运输总周转量、货邮运输量分别首次突破 500亿吨公里和 500 万吨大关。单个空管设备需具备低故障率、高可靠性、快速应变能力，空管设备系统在整体上要具备良好的应急备份以保证能够满足空管服务的要求，确保空中交通的正常运行和飞行安全。
1.1 VHF简介
中国民航VHF地空通信系统为航空公司空管部门、航空行政管理部门、机场、空管中心交通管制部门提供了地面与飞机间、地面与地面间的双向、高速、实时、可靠的数据信息交换，为空中交通管制人员对空指挥、导航提供了可靠的信息保障。
1.2设备的可靠度
开展空管系统设备保障规划，以保证在紧急情况下，通过相应保障设备的有效配置，提供应急指挥和保障，确保空中交通服务的连续不间断，是全世界空管系统都在积极研究和探讨的重大问题。
从统计学角度讲，可靠性是产品在规定时间内和规定条件下，完成预定功能的能力。当以概率来度量时，称可靠度（57 年美国定义）[1]。
二、空管VHF通信系统可靠性评估
下面简要介绍可靠性评估分析，常用的可靠性评估分析模型有：
2.1串联系统模型
串联系统的特征为n 个单元全部正常工作时，系统正常工作，只要有一个单元失效，系统即失效。因此，提高最低可靠度单元（薄弱环节）的可靠度会对系统可靠度的提高产生更好的效果。
2.2并联系统模型
并联系统的可靠度大于各单元可靠度的最大值，且n 越大，系统可靠度越高，但受单元尺寸、结构、成本等因素限制，一般取 n = 2 ～ 3。
其余可靠性分析模型有混联系统如串并联系统，并串联系统 r/n 表决系统模型。
以空管VHF通信系统为例进行可靠性评估
此系统主用应急内话系统互为主备，通过同样是互为主备的电信与移动两路传输链路，主用传输设备为FA36，备用传输设备为FA16。整个空管 VHF 通信系统可看作由以上三个子系统串联而成。易知系统整体为混联系统。
设A（t）为内话子系统可靠性，B（t）为通信链路子系统可靠性，E（t）为甚高频设备整体可靠性，则
三、空管VHF设备维护规划
3.1 维护要则
如前文所述，整个VHF通信系统的可靠度与每个VHF设备的可靠度息息相关，因此做好VHF设备的保障维护工作，直接影响到设备乃至系统的可靠性以及固有能力的实现。 [2-3]。进行VHF设备保障维护规划时，应重点做好以下两方面工作：1）VHF设备，相关器材、仪表和工具的保管及零备件的保障工作。2）组织与实施VHF设备的维护和修理，以预防为主，定期维护和计划检修并重的指导原则，确保设备的性能指标、环境条件符合规定。
3.2.甚高频设备定期维护的内容
可从以下几方面开展VHF设备维护规划：
1）建设与地区空管局的VHF设备集中监控系统相配套的设备、台站的供电和环境监控系统，完善地区空管局监控中心、各空管运行保障部门、各通信台站三级集中监控系统。
2）建立各运行保障部门设备运行维护管理和人员、设备、备件等资源管理的运行管理信息系统。3）建立地区维修测试培训平台：建设与主要设备相对应的维修、测试、培训平台；与厂家合作建设重点设备的国内维修基地和测试实验室。
4）将VHF设备维护工作制度化，即开展定期维护。
四、总结
针对随着民航业的高速发展，VHF通信设备不断更新，新设备、新技术得到了广泛应用。VHF设备作为空中交通管制的物质技术基础，在飞行保障中发挥着越来越重要的作用。因此开展设备保障规划，加强设备维护管理，具有重要的意义。本文的工作在于对VHF空管设备系统开展可靠性评估，从而针对性地开展设备保障规划，以保证空管服务的连续不间断性。
参 考 文 献
[1] P.J. Baxter， W.P. Aspinall， A. Neri.Emergency planning and mitigation at Vesuvius： A new evidence-based approach[J]. Journal of Volcanology and Geotherma Research ，2008，Vol.17，No.8，454～473
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作者：白莹