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语音通信系统是重要空管设备之一，在安全生产保障工作中起着关键性作用。本文通过一起由电磁干扰引发语音通信系统触屏失效的故障案例分析，从故障排查思路、解决方案及维护经验等方面进行总结并提出系统维护建议。近年来华北地区航空业务量持续快速增长，随着飞行流量不断增加，对飞行安全的保障要求越来越高，对地空通信要求也逐步提高，提高通信质量，增强语音通信系统的稳定性和可靠性是确保飞行安全的关键所在。语音通信系统是重要空管设备之一，在安全生产保障工作中起着关键性作用。因此，提高技术人员对语音通信系统的维护维修水平，才能更好地保障系统稳定安全运行。
1北京区管中心语音通信系统应用情况介绍
目前，北京区域管制中心使用多套语音通信系统，主要有FREQUENTIS3020XRel7.1（下文简称“FRQ7.1”）主备两套系统和施密德备用系统。每个管制席位配备主用系统两个触屏、备用系统一个触屏[1]，其中主用系统的两个触屏分别是EC和PLC，EC用于无线对空指挥，PLC用于席位间通话和有线对外联系。系统中央机柜及席位设备安装均符合民用航空空中交通管制语音通信交换系统技术要求及安装标准，接地良好，工作环境正常[2]。
2FRQ7.1语音通信系统触屏失效案例分析
2.1FRQ7.1语音通信系统触屏失效故障现象
2018年11月3日-2019年1月28日，北京区管中心FRQ7.1语音通信系统H04EC席位触屏先后7次失效。触屏失效期间，系统监控终端TMCS告警信息显示该席位与系统相连的A、B链路均为connectionerror（连接错误），触屏右上方状态信息条同样显示连接错误，PosCheck状态检测窗口显示PCMA/B连接为NOTOK，当时管制员正在使用的无线频率RX/TX收发键变为红色，无法使用。重启触屏后恢复正常。每次发生故障时具体现象及应急处置如下：2018年11月3日14∶27，北京区管H04管制反映ECFRQ7.1触屏故障，技术人员检查发现触屏A/B网均告警，重启EC席位触屏后，14∶29恢复正常。2018年11月4日06∶23，H04管制反映EC席位FRQ7.1触屏故障，技术人员立即重启EC席位触屏后，06∶26恢复正常，从TMCS监控终端提取故障日志发给厂家。如图1所示为TMCS监控终端显示的触屏失效时故障信息。2018年11月10日13∶35，H04管制反映EC席位FRQ7.1触屏失效，技术人员立即重启EC席位触屏后，13∶40恢复正常。同日15∶02，H04EC席位FRQ7.1触屏再次失效，正在使用的频率134.25D收发按键频繁红色闪烁，技术人员立即重启EC席位触屏并插拔音频线后，重新更换EC席位触屏和两个IPIPS插孔盒，17∶00观察设备运行正常，使用维护U盘提取席位的故障日志发给厂家。20∶30将H04EC席位换下的触屏和插孔盒更换至TECH技术维护席位进行测试，未观察到TECH席位发生相同故障。2018年12月8日09∶32，H04EC席位FRQ7.1触屏又出现失效情况，频率发话时有红色告警，技术人员使用维护U盘提取席位的故障日志发给厂家,重启EC席位触屏后，09∶34恢复正常。查看TMCS监控终端日志发现故障发生时告警信息显示为Rolechange（角色更改），且A/B网链路中断。2019年1月15日06∶59，H04管制反映EC席位FRQ7.1触屏使用某频率发话时有红色告警，呼叫不到飞机。技术人员查看触屏A/B网链路中断，使用维护U盘提取席位的故障日志发给厂家，重启EC席位触屏后，07∶53恢复正常。20∶40-21∶15将H04EC与H04PLC席位A/B线缆通过转接头和延长线进行互换。2019年1月28日10∶18，H04EC席位FRQ7.1触屏再次故障，技术人员查看日志发现故障发生时Rolechange（角色更改），且A/B网链路中断。使用维护U盘提取席位的故障日志发给厂家，重启EC席位触屏后，10∶30恢复正常。如图2所示为触屏失效时TMCS监控终端故障信息显示。
2.2原因分析及故障排查
根据故障现象，检查H04EC席位工作环境无异常情况，地线连接良好，依据系统工作原理确定排故思路后按照故障操作流程进行处理[3]，具体排查过程如下：（1）查看TMCS监控终端故障信息，仅显示H04ECA/B链路连接错误；由于触屏与语音通信系统的两路PCM30连接状态异常，初步判断触屏故障，通过更换触屏、插孔盒IPIPS，并插拔音频线缆等，触屏恢复正常，但之后又出现相同故障，排除了席位本身硬件故障的可能。（2）由于H04EC席位触屏和TECH技术维护席触屏与系统不同的核心处理单元JIF卡相连，通过对调两席位触屏所在JIF卡端口，相当于更换了两触屏所连接的JIF卡，持续观察两席位运行状态，一段时间后H04EC席位又出现相同故障，排除了JIF卡故障的可能。（3）由于H04EC和G05EC席位位于区管中心二层管制大厅，经不同光端机和传输链路与一层设备机房内的语音通信系统相连，通过对调H04EC和G05EC所在光端机端口，相当于更换了两触屏的传输链路和所连接的光端机端口，持续观察两席位运行状态，但之后H04EC席位又出现类似故障，排除了光端机端口和传输链路故障的可能。（4）通过对调H04EC席位和H04PLC席位至二层管制大厅光端机的A/B网连线，持续观察两席位运行状态，几天后H04EC席位触屏仍出现了类似故障，排除了位于二层管制大厅的光端机至席位触屏A/B网连线故障的可能。（5）在TMCS监控终端上重新配置H04EC席位Role，并在TECH席位配置与H04EC席位相同的Role，观察两席位配置使用情况未发现异常，排除了系统软件配置问题导致H04EC触屏失效的可能。（6）技术人员使用维护U盘提取席位的故障日志发送给厂家，协助厂家工程师对故障原因进行深入分析。（7）经厂家工程师对现场收集的数据进行分析和现场对席位信号线缆测试验证，发现触屏录音线缆未使用的3、6、7和8线对上可识别出电子干扰信号，该信号的强度较大，足以被IPOS触屏处理器检测为一个有效的输入信号引起触屏误动作，造成触屏失效或重启。断开触屏录音线缆未使用的3、6、7和8线对，信号电平降低到可以接受的水平，未再观察到触屏失效或重启的情况发生，之后厂家提供了书面答复。如图3所示为H04EC触摸屏录音线缆受干扰信号影响对比图，左侧为席位录音线缆信号正常状态；右侧为录音线缆受到电磁干扰后的信号状态，与正常值相比增幅较大。
2.3电磁干扰对电子设备的影响
任何可能引起电子装置、设备或系统性能下降甚至失效，或者对生命或无生命物质产生损害的电磁现象称为电磁干扰(EMI)。几乎每一种电子设备都产生不同程度的电磁干扰信号，这种信号可能以电磁辐射的形式辐射出来通过空间传播，也可能通过载流导体，如电源线、电缆等，进行传输。在高速的PCB以及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都有可能变成具有天线特性的辐射干扰源，能发射出电磁波并影响其他系统中或者本系统内部的其他子系统的正常工作。几乎所有的电子设备对其他电子设备产生的干扰信号都很敏感，为保证电子设备在共同的电磁环境中执行各自功能的共存状态而互不干扰，电子产品进行电磁兼容设计时，均会设法抑制(消除)电磁干扰，提高电子产品在电磁环境中的工作稳定性和可靠性，但在一些特定的情况下，电磁干扰信号是无法完全消除的。
2.4从触屏提取日志方法
厂家提供的提取故障日志具体步骤如下：（1）将厂家提供的Bugreport压缩包解压，将解压后文件中的autorun.frq及readme.txt均拷至U盘的根目录下；（2）重启IPOS触屏，将U盘直接插至IPOS背面USB端口；（3）触屏逐条显示设备状态信息，日志自动开始导出至U盘；（4）导出过程大概持续10min左右，在导出过程中TMCS监控终端上会持续显示TED红色告警；（5）日志导出完成后，IPOS触屏上会显示“YoucanremovetheUSBstick”字样；（6）将U盘拔出，手动断电重启席位即可；（7）U盘中较拷贝日志前会多一个名为“bugreport”的文件夹，将该文件夹打包后发给厂家工程师进行故障调查。
2.5故障解决方案及效果
依据故障分析、现场测试结果及现场设备运行情况，厂家提供了两种解决方案：（1）将不用录音线对剪掉。由于触摸屏录音线缆未使用的3、6、7和8线对上可检测出干扰信号，所以可将运行现场H04EC席位触摸屏录音线缆未使用的3、6、7和8线对剪掉，阻断干扰信号对触摸屏产生影响的路径。（2）拆除席位录音线缆连接。由于北京区管运行现场采用的是模拟语音记录仪记录语音通信系统FRQ7.1的席位语音信号，同时又具备X-REC模/数信号转换设备，因此可将H04EC席位触屏录音线缆拆除，该席位录音改为经位于一层设备机房中央机柜内的X-REC设备，把数字信号转换为模拟信号后，传送给模拟语音记录仪进行录音。北京区管语音通信系统FRQ7.1H04EC席位发生过此故障之后，北京终端区语音通信系统FRQ7.1个别席位也发生过类似故障，两个运行现场分别采用了以上两种解决方案，均取得了较好效果，类似故障未再发生。
3结论与建议
目前，华北地区多个运行现场使用FRQ7.1语音通信系统，如何提高系统运维水平，减少设备故障时间，确保系统稳定运行，是做好安全生产保障工作的前提条件。此故障现象在北京区管和终端区运行现场均曾发生，该案例的分析及解决方法对其他运行现场具有一定借鉴意义。根据此案例可以总结出，特定条件下电磁干扰可能对语音通信系统的触屏正常运行造成一定影响。由于电磁干扰的形成因素较多，干扰源不易排查和确定，但可以通过本案例提出的解决方案加以控制，避免电磁干扰引发触屏失效或重启的故障发生。通过此故障案例分析，提出维护建议如下：遇到疑难故障首先应依据系统工作原理确定排故思路后再按照故障操作流程进行处理。其次，是充分利用语音通信系统监控终端TMCS的告警信息和日志，进行故障分析和故障点位置判断。从故障现象和发生位置，逐级纵向和横向进行测试和故障排查，避免将故障复杂化，尽量缩短排故时间。若仍无法解决时，应导出系统故障日志信息，及时向厂家反映故障情况，积极配合并敦促厂家进行故障分析和提供技术支持，确保语音通信系统运行稳定、可靠。
作者：沈璐 单位：中国民用航空华北地区空中交通管理局
