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[航路课程] 常见空管自动化系统告警及原理概述

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发表于 2023-6-3 23:41:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 Cardinal 于 2023-8-2 21:31 编辑

以下空管自动化告警功能是基于THALES系统的介绍,不同空管自动化系统的告警功能应当大同小异。当然这些告警背后涉及到的各种功能模块、FDP、RDP和底层数据处理不在探讨之列。此告警以区域雷达管制为主,进近特有的非侵入区监视告警等等告警不涉及到。
其中,所有告警都会带有声光提示,比如红色、黄色、紫色,且有蜂鸣声以及毫无感情朗读出来的的告警声音。

其中告警分为三种告警,特殊应答机编码告警系统自动化处理告警、自动化系统降级告警。告警有优先级顺序,优先级越高,显示越靠前。因为标牌有长度限制,因此当告警过多时后续的则不显示,且当有多个告警时加以视觉区分,如红底黑字+透明底红字+黄底黑字...

一、特殊应答机编码告警(两位或三位红色字母,优先级最高,且EM>RF>HJ)
1、HJ—HAJ(A7500)非法干扰Haijacked
2、RF—RCF(A7600)无线电通信失效Radio Communication Failure
3、EM—EMG(A7700)紧急情况Emergency


二、系统自动化处理告警(两位字母,且优先级次于特殊应答机编码告警,具体优先级不记得了,但是ST>MS>CL)
1STCA WarningShort Term Conflict Alert Warning——短期冲突告警(ST)
       这是我们管制员最不想见到的一个告警,俗称“红了“。在自动化系统中的雷达标牌上显示黄色的ST告警,即预告警(Preliminiary-Short Term Conflict Alert Warning)或者红色的ST告警,真实的告警。STCA告警是基于时间和距离探测还有冲突质量的告警系统,可以将其理解为在一个雷达信号的水平和垂直范围给定了一个保护区。产生STCA告警需要满足许多个设定条件,处于FDRG(Flight Data Region)自动化处理区域内、有相关的计划航迹(无标牌的飞机,如外扇区或其他用户活动不告警)、雷达航迹的大于设定的最小速度(比如五边的飞机不与跑道外等待的飞机产生冲突)且小于设定的最大速度(速度过高的假信号)、不处于告警抑制状态、雷达高度和C模式高度有效、不明航迹信号大于一定周期、RVSM空域和其他空域的最小垂直高度等等一系列条件。此外不同航迹接近趋势,冲突系数也不同,导致的保护区也不同。因此STCA告警并非只是小于规定的数据就开始产生,其保护区范围是动态变化的,比如相对冲突的STCA告警会比平行飞行的STCA告警出现的时间更早,距离更大。
      一般以各个飞机为原点,设置为前探90s的短期冲突探测,此时系统记录冲突但不告警,除非满足了规定间隔,否则80s后开始产生黄色的PSTCA预告警,雷达标牌现实黄色ST标识,带有声光提示管制员注意;在小于设定的某一设定的距离数值时产生红色ST标识,处于imminent状态,并持续伴有声光提示提醒管制员注意并赶紧进行冲突的识别与解脱。当然具体是分了哪几个预警和告警处理阶段的就不赘述了。
      其中需要注意的是,垂直方向上也是有探测距离的,且保护区大小并非固定,是动态变化的。当其上方或下方有一雷达信号上升下降率过大的时候,保护区也会更大。比如A飞机8100米保持,B飞机从低高度通过7200米而且还在快速上升,此时A、B飞机也会产生STCA告警;若B飞机上升率稍微小一点,则可能7400米才产生告警或者不告警。
      另外还需注意,当指令高度CFL(Cleared Flight Level)或着说剖面高度PFL高度为空时(Profiled Flight Level),自动化系统会根据飞机不同的高度变化动态产生不同的保护区范围,此时也会产生STCA告警。

2MSAW WarningMinimun Safe Altitude Warning)——最低安全高度告警(MS)
       最低安全高度告警包括了进近告警区和通用告警区,是红色的MS告警。进近告警区指在起始进近定位点和最后进近定位点之间设定的告警区域,进近告警区以外的区域称为通用告警区。毕竟进近告警区内飞机迟早会突破最低安全高度,因此单独划设告警抑制区域。自动化系统综合考虑雷达航迹地高度、高度标识、位置、速度方向MSAW区域,将在预知飞行器违反相应区域的最低安全高度时产生红色告警。因此MSAW告警也是有前探的,且将障碍物划设为圆柱体,以飞机为原点进行前探,若“触碰”到即产生告警。这个告警同红色ST一样,是管制员最不想遇到的空管自动化的告警,因为这意味着彻底凉凉。也可以说空管自动化系统里出现的所有红色告警都是最不想遇到的告警了。

以上两种告警,ST和MS,也是空管总局常说的“两项告警”,一旦出现就意味着小于间隔,直接关系到了飞行安全,需要务必引起重视且采取行动。


3、MTCD WarningMedium Term Conflict Detection Warning)——中期冲突告警(MT)
       在这里我们所有区域管制员都必须赞美MTCD!如果说必须让我们选一个空管里最喜欢的东西的话,那么首选MTCD告警,显示为黄色的MT告警。可以说自从有了MT告警,我们就再也没有发生过小于规定间隔的事件(当然本身就特别近的飞机发布冲突指令还是没办法,因为一瞬间就变成ST告警)。话虽如此,MTCD目前只在AFDP(Area Flight Data Processing)中起作用,而TFDP(Terminal Flight Data Processing)中没有作用,也就是说进近是没有MT告警的,原因自然也是如果有的话那么进近满屏幕全都是MT告警了,毕竟本身飞机就太近了。
       MTCD告警前探时间为400s,与ST告警一样,此时系统只记录冲突并不显示,前探360s后开始显示MT告警,此后直到出现ST告警。MTCD告警的探测原理非常复杂,MTCD告警需要基于FPL RTE进行计算,也就是说它其实本质上是一种沿着航路探测的预测或者因为某种原因沿直线探测,而不是两个飞机可能会近就会产生MT告警。这也是在我们终端区内不用MT告警的原因之一,终端区并不修改航路。MT告警探测分成水平和垂直探测两种情况:
      (1)水平探测
        飞机在机动时的探测和非机动时的在航路上或外的探测。原理比较复杂,简单介绍一下,包含了飞机的转弯模型、航向容差和横向容差,由飞机的速度和雷达更新周期决定,进行设定时间的前探,当探测到冲突后产生黄色的MT告警和尖鸣声。FPL RTE必须要修改的足够精确才能够起作用,否则会产生虚警和误警。且飞机的水平探测分为两种情况:
       (a)在航路上
       当飞机在设定的航路上飞行时,转弯速率小于某一规定值时(如1.5°/s),我们认为飞机水平面内进行正常沿航路飞行,否则是在机动飞行。沿航路飞行时,以飞机为圆心作出一个左右20°(某一规定数值)或某一数值的探测范围进行沿航路的角度前探(遇到航路转弯时,探测线也随之转弯);机动飞行时需要根据转弯率进行不同范围计算,且飞机需要沿修改的航路或沿飞机指向的直线进行左右60°(某一规定数值)探测。
       (b)在航路外
       同样需要判断是否是直线飞行或机动飞行,还需要判断飞机是否正在回航路。此时不同的模型产生不同的前探模型,比如航路外的直线飞行就沿飞机指向的直线左右一定角度范围进行探测,机动飞行时飞机若在转回航路则探测航路,若不是则继续沿直线探测。
      (2)垂直探测
       分为上升和下降探测,取决于P/CFL高度的数值。更改P/CFL后,告警会有操作容差35s(LOF,Leave Of Time)+3个雷达周期(更改高度时并不一定正好从雷达一个完整周期结束后开始的,而自动化系统的处理是从3个雷达周期结束后开始,此时在3个周期中间更改后会在比如1.5个周期后立即开始计算,这一点与下文将要提到的CLAM告警一样)的抑制阶段,此后进行高度探测。高度探测有垂直和水平范围,探测范围大概成一个梯形,另外配合水平探测,是一个多面体。此时飞机还没有开始上升/下降,你有反悔的时间,因为系统正在探测,出告警了你再更改指令也不迟。
        (a)上升探测
       当飞机抑制阶段结束时,从飞机的原点开始立即(飞机此时立刻上升)以最大上升率(设定的比如6000ft/min)进行向上探测,到选定的P/CFL为止,或操作容差35s+3个雷达周期后以飞机的速度乘以设定的最小上升梯度到P/CFL为止,以此确定飞机的可能上升路径的全部可能范围(最大上升率和最晚上升时机后的一个较小的上升率)。
        (b)下降探测
       当飞机抑制阶段结束时,从飞机的原点开始立即以最大下降率(设定的比如8000ft/min)进行向下探测,到选定的P/CFL为止,或操作容差35s+3个雷达周期后以飞机的速度乘以设定的最小下降梯度到P/CFL为止,以此确定飞机的可能下降路径的全部可能范围(最大下降率和最晚下降时机后的一个较小的下降率)。
       当飞机开始上升/下降了,情况类似于上文所述,稍有不同的是此时是没有35s+3个雷达周期的水平范围了,而是不同的上升/下降路径的全部可能范围。此时计算用的飞机的上升/下降率是以雷达测出来的,而不是飞机通过数据链下传的。大致原理如上所述,还有一些如同ST告警提到的具体的规定的数值和告警参数就不赘述了。

4DAIW WarningDangerous Area Infringement Warning)——危险区侵入告警(DA)
       顾名思义,这个告警就是为了提醒管制员飞机即将进入划设的危险区而设立的,在自动化系统中的雷达标牌上显示黄色的DA告警。危险区的划设包括了危险区开放时间、高度范围和水平边界范围。但是在实际工作中,我们经常应用这个告警用以提示我们注意观察。我举几个例子:
       (1)飞机即将进入或离开边界时的DA告警,提醒管制员注意进行接收、移交和脱波,防止遗忘飞行动态。
       (2)飞机使用非立交桥高度进入某一指定的区域时产生DA告警提醒管制员注意交叉检查。
       (3)其他用户活动占用空域,提醒管制员取消偏置和不要偏航等。
       …
       可以注意到,DA告警更多的是用来提醒管制员,毕竟这个告警相对而言不像其他告警那么急迫地、直接地影响安全生产运行。你问我真的进入危险区怎么办?但是我们绝对不会允许这种事发生,连有这种趋势都不可以。

5RAIW Warning(RVSM Airspace Infringement Warning)——RVSM空域侵入告警(RX)
       不具备RVSM能力的飞机进入RVSM空域的时候,或者CFL选中了RVSM空域中的高度的时候,雷达标牌会产生黄色的RX告警,提示管制员此飞机不具备RVSM能力。不具备RVSM能力的飞机,应当在FPL报10A编组中设备项目中注明了没有“W”项,且在18编组中注明了“STS/NONRVSM”,此时雷达标牌的尾流等级后面会自动标注“X”。当此飞机本不具备RVSM能力,但是被批准进入RVSM空域的时候,此飞机为豁免状态(Exempt),右键“X”改为“E”。若飞机本具备RVSM能力,但是因为某些原因暂时不能使用RVSM能力的时候,此飞机为悬挂状态(Suspend),可以右键尾流等级后面空白处改为“.”。当处于除正常状态的其他状态时,每次你点击RVSM空域的高度,或者你要手动修改FPL中飞机的RVSM能力时,都会产生额外的提示提醒你此飞机的RVSM能力状态。

6DUPE Warning(SSR Code & Target Address Code Coupling Duplicate Warning)——二次应答机代码或目标24位地址码重码告警(DU)
       我们通常所说的DUPE告警,或者说重码了,原理很简单,当两架飞机的应答机编码完全相同时产生黄色DU告警。我理解的DU告警是为了提醒管制员此时雷达可能出现了同步窜扰/异步干扰,这里需要提及一个知识点,二次雷达扫描会产生异步干扰和同步窜扰,这涉及到雷达工作原理,有兴趣的自行学习。DU告警就是为了提示此时雷达可能出现了这两种情况。另外每个地区所分配的二次应答机编码是不同且有限的,其他用户拿走一大头,剩下的我们几个地区局分,上海拿走的代码最多理由是飞机多。由于二次代码数量相当有限,两个管制单位距离很远时,可以用同一批二次代码。但是这也不够,因此大的地区通常也会借走小的分局的二次应答机代码,名义是统一分配。
       在FDR中,飞机的应答机编码分为ASSR(Assigned SSR)和PSSR(Present SSR),ASSR就是空管自动化自动分配的SSR代码,而PSSR就是飞机当前的代码。当两架飞机的PSSR一致时,会产生DU告警,我们最好删除掉雷达标牌FDR中的ASSR,最好PSSR也一并删除,让系统自动重新分配一个完全新的二次代码,并让机组“应答机换xxxx”更换为新的代码,此时出现黄标牌现象,若修改完成,告警和黄标牌解除,此时需要重新进行雷达识别。若应答机完全一致可能会导致飞机的计划航迹和雷达航迹解除耦合,因为雷达系统不能判断此标牌到底是谁的,也就是俗称的“标牌掉了”。当航班由于天气原因产生大面积延误时的MDRS(Massive Delay Response System),区域内极有可能产生大面积DU告警或者下文将会提到的黄标牌。简而言之,因为这涉及到空管自动化系统处理的报文,航空公司和机场等部门没有及时发布更改领航计划报、取消报等报文,导致空管自动化系统分配自动派发落地报后,该二次代码再次分配给另一架航空器,出现大面积DU告警。
       另外,当飞机的Target Address,即目标24位地址码相同时也会出现DU告警,因为这意味着出现了两架相同的飞机,但这是不可能的,因此也会有DU告警。

7CLAM WarningCleared Level Adherence Monitoring Warning)——指令高度一致性监视告警(CL)
       这个告警也是十分重要的告警,是飞机的雷达高度与选择的指令高度不一致时产生的告警显示为黄色的CL告警。高度一致性告警能够提醒管制员该飞机的当前高度由于某些原因与指令高度不一致,但是请注意CLAM告警不等同于PLM告警,之后会提到。CLAM告警通常会有抑制阶段,如35s+3个雷达周期,如同上文MT告警提到的,因为这是我们通常认为飞行员需要执行的回复时间+反应时间+操作时间+容差等平均需要35秒(LOF)左右。过了抑制阶段,就要开始计算了,当飞机的指令高度与当前高度差值大于系统预设的数值,自动化系统开始在预设的时间内计算告警,超过这个预设时间,飞机还在保持系统预设的高度数值范围,比如60m/90m(高度从0917变到0918也不算离开这一高度),开始产生CLAM告警,飞机上升/下降的过慢也会产生CL告警,因为系统认为飞机停留在了中间的某一高度。

8RAM WarningRoute Adherence Monitoring Warning)——航路一致性监测告警(RM)
       RAM告警显示的是黄色的RM告警。说到这个RM告警,需要引入FDR(Flight Data Record)飞行数据记录这个概念,在FDR中我们会了解到这个飞机的许多基本信息,在内容上基本等同于领航计划报。在其中我们就能看到飞机的航路(FPL RTE)是什么样子的,用修改航路键(RER)可以更改飞机的计划航路。由此可知,RAM告警的判断标准是计划航路的偏离情况。RAM告警需要考虑多种情况,比如飞机的转弯时和平飞时会有不同的计算方法,其告警计算的具体角度和数值我就不赘述了。简而言之,以选定的飞行航路左右5NM(含)、以航路点为圆心半径5NM(含)的范围,飞机偏离超过5NM(含)以外时产生告警。因此RAM告警可以帮助管制员判断飞机是否在按照计划航路飞行。

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楼主 发表于 2023-6-4 00:02:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 Cardinal 于 2023-8-2 21:30 编辑

9PLMPredicated Level Mismatch)——预测高度不匹配(CFL背景处黄色高亮背景)
       总之PLM告警是建立在二次雷达S模式上的告警,空管自动化系统通过比对S增强模式雷达下行数据传来的飞行员的选择高度SA(Select Altitude)与指令高度CFL高度是否一致。若不一致,即当SA与CFL偏差相差大于等于200ft时,且经过3个雷达周期之后(原因上同MT、CL),则在CFL高度的选择框背景出现黄色高亮提示(说起CFL这又是一个长长的话题,和PFL、XFL、PRL…等等一系列高度都有不同的区别)。但是由于空管自动化系统必须引入二次雷达S增强模式的信号,同时飞机也需要配有S模式应答机,因此一些老机型和个别机型是不会产生此告警的。S模式雷达非常有用,我们可以通过S模式应答机了解到飞机的更多参数,比如飞行员是否偷偷调速等等。

10、ETO Discrepancy Warning(Estimated Time Over Discrepancy Warning——预计飞越时间不一致告警(TO
       当鼠标右键点击CFL高度的时候,会弹出设置航空器的预计过点时间的指示框,即某点对应的ETO时间,当飞机在设置的时间内没有飞跃某一点时会产生黄色的TO告警。


11SAR WarningSearch And Rescue Warning)——搜寻与救援告警(SR)
       触发条件是通过人为设置SAR倒计时时间,倒计时结束后开始产生黄色的SR告警,没用过此告警。之前有人误触过然后不知道怎么关,打电话给技报部门处理的。

12U告警(U)
       这个是装有AIDC(ATS interfacility datacmmunication)系统特有的告警,产生告警时在雷达标牌上产生黄色的U。此时意味着EST报文没有发送、或者ACP报LAM报没有收到等等一系列情况。虽然这个告警也很重要但是原理也麻烦,我在这里就简单介绍一下,如果有想听的请你留言,后续我再补充。

13、雷达航迹和计划航迹相关可能不一致时,雷达标牌中航班号的告警提醒,即“黄标牌”和“紫标牌”
(1)黄标牌:飞机的ASSR和PSSR不一致,产生黄标牌。

       需要让飞机更换应答机以建立雷达识别。而且跟上述原因一样,SSR代码是有限的且各地区掌握的二次代码是不同的,飞机从广州区域进入到北京区域,本地FDP分配的二次代码可能也是不同的,但并非全部不同。总之由于AIDC系统正常自动派发报文激活计划航迹,自动耦合相关上的计划航迹与雷达航迹的ASSR和飞机当前的PSSR不同,则需要机组更换应答机以建立识别。
(2)紫标牌(ITAW,Inconsistent Target ID & Target Address Adherence Warning):
       (a)飞机航班号与计划航班号不符,即ACID与Target ID不符
       (b)飞机的24位地址码与FDR中编组18项的24位地址码不符

       其中,(a)可能是机组设置错误,让其更改。但是也应当询问清楚目的地和应答机,以保证计划航迹与雷达航迹建立的是正确的相关。否则可能不是同一架飞机,目的地可能完全不同;(b)有两种情况,飞机可能在起飞前临时更换了另一架飞机,这种我们只需要把编组18 OTHERS项中的飞机24位地址码删除或更改即可;还有一种是其他用户的飞机,他们的24位地址码…怎么说呢,不是按照规定起的(瞎起的),我们没办法,就只能这样了。当然,还有一种可能,某个马虎的人把计划航迹和雷达航迹相关错了,CCA101的计划航迹套在了CES999身上了。
       其中,紫标牌的优先级大于黄标牌,这意味着紫标牌会覆盖掉黄标牌,因此需要额外注意,点开FPW窗口查看ASSR和PSSR是否一致。

14、MP Warning(Missed Position Warning)——位置消失告警(MP)
       具体触发条件不记得了,可能是处于“管制”状态下的计划航迹消失后会显示MP告警。

15、APMW、NTZ等进近管制用的告警。
(1)APMW Warning(Approach Path Monitoring Warning)——进近航迹监视告警
(2)NTZ Warning(No-Transgression Zone Warning)——非侵入区告警
...

下文所属是提示符,严格意义来说不是告警,但是确实十分必要且常见。

16、TCAS RA Indicator(Traffic Alert and Collision Avoidance System Resolution Advisories Indicator)——空中交通预警和防撞系统决断咨询提示符(RA、R↑、R↓
       当飞机和地面雷达设备同时具备S模式时,此告警才可以被空管自动化系统处理并显示。当飞机触发TCAS RA告警的时候,空管自动化系统显示红色的“RA”告警提示,而且会根据S模式下行数据链判断哪一架飞机执行的是上升指令,具体显示为“R↑”;哪一架飞机执行的是下降指令,具体显示为“R↓”。以此帮助管制员判断飞机的机动态势,以防发出与机载设备RA决断相反的指令,当然此时管制员要做的是不能发指令,只进行活动通报。


17、Similar Callsign Indicator——相似航班号提示符(SC)
        根据相似航班号规则,自动化系统自动比对,生成SC提示。按照相似航班号处置规定处置。



三、系统降级警告(某模块黄色高亮背景的“LOW”或“DEGD”状态
       涉及到自动化系统本身的告警,比如某个网络、某个模块、某个功能、某部雷达...失效,出现此类自动化系统提示,在对应系统处显示黄底黑字,特别醒目。LOW是低位,DEGD是Degrade降级。此时你只是一个可怜的管制员,毫无办法,只能打电话给技保、主管通报这一情况。等转好后,请等待通知,然后将“LOW"或"DEGD”点成“NORM”状态。请不要自己随便就点,等通知。因为可能涉及到热备份的AFDP冲洗覆盖掉LOCAL FDP的情况,导致FDR全部失效。

其他还有许多自动化系统告警,但是功能不常见或不重要,因此先不在此赘述。




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对我来说挺有用的谢谢大佬  详情 回复 发表于 2024-3-10 02:29
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发表于 2023-6-6 10:40:21 | 显示全部楼层
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发表于 2023-6-9 08:07:29 | 显示全部楼层
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楼主 发表于 2023-6-10 12:06:57 | 显示全部楼层

哪里不懂可以继续询问哦
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发表于 2023-6-13 18:09:42 | 显示全部楼层
感谢教学,分享
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发表于 2023-6-18 10:17:15 | 显示全部楼层
感谢大佬的分享!!!!
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发表于 2023-6-21 18:58:15 | 显示全部楼层
感谢大佬分享 学习了!!
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发表于 2023-6-23 14:47:17 | 显示全部楼层
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发表于 2023-6-25 20:11:45 | 显示全部楼层

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发表于 2023-6-25 20:15:34 | 显示全部楼层

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发表于 2023-6-27 01:52:12 | 显示全部楼层
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发表于 2023-7-1 23:52:39 | 显示全部楼层
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发表于 2023-7-3 18:26:34 | 显示全部楼层
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发表于 2023-7-10 09:24:36 | 显示全部楼层
可能还是需要找时间好好看看学习一下
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发表于 2023-7-16 12:51:15 | 显示全部楼层
还是飞PMDG吧   

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想参加管制也是欢迎的,没有想象的那么难  详情 回复 发表于 2023-7-17 10:52
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发表于 2023-7-16 18:28:55 | 显示全部楼层
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楼主 发表于 2023-7-17 10:52:23 | 显示全部楼层

想参加管制也是欢迎的,没有想象的那么难

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顶  详情 回复 发表于 2024-6-10 01:09
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发表于 2023-9-8 14:39:19 | 显示全部楼层
路过学习一下                        
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