大罗山雷达站网络传输系统运行评估
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摘 要 为实施通信导航监视设备运行风险评估，方便分析所辖设备的运行功能、运行环境以及防护机制，识别风险源、分析和评价风险，合理分配安全投入，采取措施控制风险，将影响空管设备运行风险降低至可接受的程度。本文评估的方法采用风险矩阵法（Risk Matrix），它是一种有效的风险管理和评价工具，可应用于分析设备的潜在风险，定义动态的警戒值。其主要思想是通过定性分析和定量分析综合考虑风险影响和风险概率两方面的因素，对风险因素的影响进行评估的方法。
关键词 传输；故障树；底事件；风险评估；概率
中图分类号：TN957 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-044-03
大罗山雷达站是中国民航上海-广州沿海航路改造工程的一个分项子工程，主要设备有二次雷达、VHF、卫星等为空中交通管理提供千里眼和顺风耳。对我国东部地区的空中交通全面实行雷达管制创造了必要条件，极大的扩大了浙闽沿海的空域利用范围，加大了飞行流量，对民航和当地经济的发展有重要作用。
雷达站人员负责管理维护着三套与空中交通管制息息相关的传输系统，电信光缆传输系统、联通光缆传输系统和卫星传输系统。将本站二次雷达信号及VHF信号高质量的传输到机场终端和各卫星节点。电信传输的四路雷达信号由路由器200节点复用成一路雷达信号连接到电信协议转换器的1口，再通过接线排连接到光端机，由电信长途链路传输到终端。联通光缆传输系统传输两路雷达信号由路由器201节点合成为一路由联通协议转换器连接到接线排1，2口。雷达A机提供另一路雷达信号通过路由器200025节点通过接线排3.4口。1234口数据由光端机通过联通长途传输链路传送至机场终端和上海。
民航KU波段卫星通信网建于2004年，于2005年左右开始投入使用，也是一个覆盖全中国的卫星传输大网。在华东地区，KU波段卫星通信网覆盖了上海三地、十大空管分局站、重要机场及航站，共24个节点、46个站，目前新站仍在不断建设中。使用亚洲四号卫星转发器，主备网控站分别是北京和上海浦东。本站所用卫星设备于2007年10月启用。室内设备采用加拿大PolarSat公司生产的VSAT Plus IIe机箱，室外单元则是ANACOM公司的产品。天线为五十四所的3.7米环焦天线。传输雷达信号和VHF信号 。
2 底事件及其选择原则
据分析目的的不同相应的选取底事件，可分别考虑对系统技术性能、可靠性和安全性、经济性等影响显著的故障事件作为底事件。在网络传输系统中，通过值班日志，运维记录等信息收集系统，对网络传输中的常见故障进行汇总，选取其中有代表性的，因传输中断对管制指挥造成影响的一些典型案例作为底事件。本案选取‘全部无法提供雷达信号’为例进行分析，将其作为底事件构建故障树。
3 建立故障树
3.1 建立故障树的假设
为简化故障树建立和分析，突出重点，找出主要因素，忽略不重要的次要因素，同时排除人为因素等。我们首先提出以下假设：1）电缆、导线不会故障；2）故障树分析中不考虑人为因素导致的故障；3）只考虑硬件故障，不考虑软件故障。
3.2 建立完整的故障树
对于底事件全部无法提供雷达信号，分析其传输的流程和特性可知主要影响因素有电信光缆链路、联通光缆链路和卫星传输链路。因此，底事件的风险可以转化为3种传输途径各自的风险。根据分析我们可以构建故障树：如图1所示。
4 风险评估分析和相应建议
4.1 “全部无法提供雷达信号”故障风险分析和缓解
对图1我们列出所有底事件进行分析标注。
定性分析：由Fussel一Vesely算法推得故障树最小割集有120个，其中主要作用的有{X2X6 X12}、{X3X7X10 X14}、{ X4X8X9X15}、{X4X6X13}等。起较大作用的底事件有X2、X3、X4、X6、X13、X14、X15。
定量分析：概率的计算方法采用《基于指数分布的故障概率计算方法》，各底事件概率如表2所示。
我们知道，只有知道故障树各底事件的发生概率才能进行故障树的定量分析。而底事件的概率可以根据历史故障信息得到，对于没有历史故障信息的可以设定一定的时间期限并记录下其发生概率的情况。本文根据安全生产信息管理系统上的故障信息计算风险故障树中各底事件的发生概率。
通过计算得出底事件及其三个主要事件的风险概率为电信传输0.819，联通传输0.559，卫星传输0.996，底事件0.456。
参考风险严重性定义，“全部无法提供雷达信号”底事件一旦发生故障，该业务或系统的运行稳定，但只有主备切换方案来保障管制部门对空指挥不降级；
参考风险可能性定义，本底事件发生的概率为0.456，风险可能性属于经常的。
根据风险矩阵，按照指数分布概率计算方法，风险严重性S=2，风险可能性P=4，风险系数C=S×P=8，落在黄色区域，属于可容忍风险。
通过定量分析我们可以看出，造成终端接收不到全部雷达信号的故障，其发生概率是很小的。因为，在传输的各个部分都有冗余设备、主备链路等备份手段，任何一个单点设备故障都不可能导致传输失效。故障概率相对较大的是卫星传输路径，因为KU设备的不稳定性，导致卫星故障率居高不下。但对于管制来说，卫星传输的雷达信号由于延迟大等原因很少作为主用。提高底事件的最有效方法则是加强民航KU卫星网的可靠性，只要降低KU卫星设备的故障概率，则可以显著降低底事件发生概率。
由此我们针对底事件提出风险缓解措施平时加强设备的巡视，及早发现故障隐患，通过技术调整增强卫星的稳定性。
参考文献
[1]民航空中交通管理安全评估管理办法（AP-83-TM-2011-01）[M].
[2]民航空管安全评估办法（试行）[M].
[3]安全管理手册（SMM）（Doc 9859 AN/460）[M].