面向WEB的民航交通空管信息系统的网络架构与应用

发布时间：2014-12-20 14:39

 

【摘要】 随着全球经济的快速发展，信息化已成为各国推进社会发展的一种必然选择。一个国家的民航业的发展进程在很大程度上取决于该国的信息化发展程度。不断推进信息化建设和发展，不仅是党中央的整体发展部署，同时也是历史赋予我国民航事业在新时代下发展的机遇与挑战。对于现代化民航交通空管信息系统的构建，应依赖高科技技术、吸收成功国外成功经验，最终实现满足我国民航需求的空管系统，不断推进我国民航交通空管信息系统的发展，进而提高空管信息系统的服务质量与水平，同时确保民航的安全运行。民航交通空管信息系统与空管安全之间存在密切的关系，可以说，民航交通空管信息系统就是针对其空管业务的特点而开发的一套具有综合性功能的信息服务平台。民航交通空管信息系统涵盖了交通空管考勤子系统、飞行电报统计子系统等，其主要向交通空管运行部门、空管安全监督部门及各级领导等提供对相关信息进行查询的功能。通过对民航交通空管信息系统的运用，可在很大程度上提高空管工作的自动化与信息化，不但对空管工作的实际状况与工作人员的出勤信息在第一时间内进行如实反映，同时还可以对空管工作人员的考勤统计工作进行自动化实现，对民航飞行的次数及某段时间内空管人员对电报处理的数量进行自动化统计，在很大程度上强化了信息化处理及统计的高度；本课题所开发的民航交通空管信息系统可形象的对空管业务信息所运行的状态进行展示，直观的对之前空管的运行记录和现阶段空管的保障状态进行反映，能及时的对采集到的雷达数据进行查看，实时对空管范围内的相关信息进行熟悉和掌握，进而有效的对民航运行的安全状态进行监控和管理；民航交通空管信息系统能预测某段时间内交通空管范围的航班流量和数量，交通空管管理者能以预测到的航班流量为依据，对空管资源进行优化配置，进而来提高空管的安全度；本系统通过网页的形式来展现其实现的功能，进而完成了民航交通空管信息资源的共享。所以，本系统的运行，可在很大程度上提高民航交通空管部门的工作能力。基于对民航交通空管信息系统的研究，在一定程度上突破了传统意义上的运行模式，节约了开发成本，掌握了先进的科学技术，同时也取得了良好的效果，这对于我国来说，其所产生的意义相当深远，在很大程度上有助于推动我国民航事业的进一步发展和进步；除此之外，通过对本系统的开发，在一定程度上提高了民航交通空管的管理能力和自动化办公水平，能很好的对保障民航安全运行的信息进行掌握，具有十分深远的意义。 

第 1 章  绪 论

 

1.1 课题背景

从广义上讲，民航交通空管系统是一个集空中交通服务、交通流量管理与空域管理为一体集合体，该系统不仅可以为用户提供飞行情报方面的服务，同时也能提供航空气象等方面的一些服务。空中交通服务主要涵盖了三个方面的内容，一是飞行情报服务，二是管制服务，三是交通告警服务。其中，管制服务的主要作用就是推动空中交通服务有序进行，防止航空器之间、航空器和障碍物之间发生碰撞。

民航交通空管信息系统的基础就是通信导航监视系统，该系统主要涵盖了三方面的内容，即监视、导航及通信等；通过通信导航监视系统，不但为民航交通空管工作提供保障，同时也不间断的为航空公司等单位提供数据导航及信息通信等。

推动民航交通运输有序进行的基础就是具有现代化技术水平的空管。改革开发以来，我国民航空运业每年基本上都保持15％的速度增长，快速变成了业务量位居世界前列的民航国家，据相关专家预测，我国在今后二十年内，其民航数量在原有的基础上再增长3000架；随着社会经济的全球化发展，笔耕文化传播，民航业的需求量日益增加，民航飞行量也不断出现陡增的现象，但由于空中交通管理水平低下，依然无法和飞行量的增长保持同步发展，所以，这也就是对民航交通空管系统研究的目的所在。

我国民航交通空管信息系统的建立健全将面临更为严峻的挑战，这主要表现为两个方面，其一，我国地域宽阔，领空范围广，一些传统的空管技术依然无法对这么宽广的领域进行管理，其二，随着全球经济大格局的转变，一些航空技术发达的国家已突破传统管理模式的限制而走向了新技术改革的道路，而在这个关键时刻，如果我国还无法转变理念、继续运用传统技术，那么将会面临民航运输增长、空管无保障的局面。除此之外，由于我国对一些关键技术的掌握还不明确，这就在很大程度上对推进我国民航交通空管系统的研发和运用造成影响。

对于我国的民航业来说，要构建一个现代化的空管体系，其不仅要搭建技术平台，同时也要创新和完善相关制度，和国外相比，我国的空管事业不管是在空域运用、行业管理，还是在服务理念与技术采用上都要进行彻底的改革与创新，也只有通过这种方式方可推进我国民航空管事业的不断发展和进步。

 

1.2 研究现状

随着自动化与信息化程度的不断深入，对于一些航空业较为发达的国家如英国与加拿大等，其在民航交通空管系统方面的研究与开发已逐渐成熟，如AUTO TRAC系统，该系统可在同一时间内对上千架飞机的运行能力进行跟踪，AUTO TRAC系统在充分结合飞行与雷达数据的基础上，可对雷达飞行的所有信息进行显示，该系统已成功运用在了香港机场中的民航交通空管信息系统中来；除此之外，还有意大利TELEPHONICX公司生产的多雷达处理系统，该系统已成功的投入到了咸阳等一些机场。机场通过对这些系统的运用，在很大程度上提高了民航运行的数量，为确保航班的准点率及飞机的安全运行创造了良好的条件，与此同时，也在一定程度上提高了空管工作人员的办公能力，为工作的可靠性创造了条件，而国外这些先进的空管技术在国内对民航交通空管信息系统的研究与开发创造了平台，这对我国对民航交通空管信息系统的进一步创新发挥了关键作用。国外一些发达国家的民航空管技术已突破传统模式，逐渐进入到了一个智能化管理时期，同时这些国家已逐渐将民航空管工作归位于其专有网络中，基于计算机网络技术进而实现广大用户对空管人员的工作状况进行掌握和了解，同时也通过网络技术来管理所有管制范围内的流量信息，进而从真正意义上实现信息化控制与管理。但是，在引进国外空管信息系统的过程中如果未充分结合我国的民航现状，不但需要花费大量的资金进行开销，同时技术上的一些难点也无法进行很好的消化，进而为我国民航交通空管技术的进一步研究与开发工作带来影响。

近些年来，中国的民航发展始终处于一个逐渐上升的趋势，如西北空管局开发的民航飞行动态处理系统，截止目前，该系统已成功的运用于西北空管局所管制的一些中心站。到目前为止，在多个空管部门如天津市局、西南空管局等中，对航管信息自动化处理系统的运用已相当成熟，通过该系统来完成对飞行电报信息数据的自动化处理，进而形象的对航班状态进行显示，实现对航班飞行流量的动态统计与管理。但是，截止到目前，我国依然缺乏有关民航交通空管信息系统方面的一些研究与开发，我国在民航交通空管方面的管理工作依然以传统方式为重，严重制约了我国民航业的发展。

目前，民航交通空管部门也只有以手工统计的方式获取有关空管人员的一些信息，而无法获取空管人员当前的考勤、工作及相关统计信息等，如果要获取这些信息，那么就须到空管部门实现对这些信息的查询，空管人员无法在第一时间内对管区范围的飞行流量进行掌握和了解，无法及时的对管制范围内的雷达数据实时监控。这样一来，在很大程度上就严重影响了对民航空管安全的检查与管理，容易造成一定的安全隐患，这就为空管工作的进行形成了障碍，不利于空管工作的进一步施展。

 

第 2 章  系统需求及网络架构分析

 

本章首先对民航交通空管信息系统的需求情况进行了分析和介绍，进而导出系统设计的原则及B/S网络结构，接着对系统进行了设计。

 

2.1 系统目标

众所周知，随着网络技术的不断发展，在一定程度上推进了传统管理模式的转变，作为现阶段较为先进的民航交通空管信息系统，其需达到的目标是：

1）能够供给对相关数据的储存与加工，同时也提供有关办公事务管理的方面的一些方法；

2）通过科学技术提供所有信息的发布与运用，最大限度的提升空管工作在信息化与数字化方面发展的力度，进而促使该系统成为一个整体性较强的信息管理平台；

3）降低工作人员的工作强度，进而提高其工作效率；

4）构建了智能化的民航空管信息体系，加强对民航空管事务的组织管理力度；

5）提炼数据组织的工作程序，对档案资料进行科学管理，进而实现对数据及信息的获取。

在综合应用架构下的建立民航交通空管信息系统，在每项业务处理与综合应用中，通过空管信息系统，高速化的对信息进行发布，进而完成和综合数据库等之间的连接，实现信息调用与共享。

 

2.2 系统需求分析

系统需求主要包括系统的功能需求、系统的性能需求、接口需求及其他需求等，本节我们将对这些需求进行系统性的分析，进而为系统设计做好铺垫。

2.2.1 功能需求分析

民航交通空管信息系统应具备以下多个方面的功能：

1）考勤管理：通过在区调等一些位置设置一定的考勤管理，进而为广大用户能及时掌握出勤状况提供条件；

2）基于一定的方式对现有空管范围内的飞行流量进行统计；

3）对历史飞行流量信息进行详细的统计；
4）对电报数据信息进行统计；

5）预测航班的飞行流量：以现有的飞行计划与流量为依据对今后一段时间内的飞行流量进行科学的预测；

6）数据查询：把统计处理器与互联网连接在一起，有效的对航班的流量信息进行查询，同时来预测其在今后一段时间内的飞行流量；

7）考勤信息检索：提供考勤信息检索的接口，实现对各类人员考勤信息的远程访问；

8）远程监视：对空管人员当前的工作状态进行实时监视，主要包括空管人员的出勤信息及对航班未来飞行流量的预测等；

9）远程雷达监视：通过远程雷达，有效的对航班当前的飞行状况进行监视；

10）空管人员信息的管理：该功能主要涵盖了对空管人员信息的添加、修改等各个功能；

11）通过B/S模式可实现远程访问。

2.2.2 非功能需求分析

非功能性需求虽然不直接影响系统的使用功能，但系统管理人员和单位具体的操作者对系统的认可程度，直接影响着本系统的评价和评估。非功能性的需求其实就是规定了系统务必满足的一种约束，如果使用者对系统的具体功能不能掌握，或者是无法掌握，就无从谈起系统的服务水平了，作为一个成熟的系统必要要具有简洁、便利、简单、高校、快捷等特点，只有这样才能满足使用者的基本要求以及系统非运行时间的属性。

1、稳定性与可靠性相结合：按照该系统的特点，该系统应提供和民航交通空管工作相符的一套安全机制，将系统可靠性的设计置于中心位置，进而为数据与系统的安全、稳定实施创造一个安全的环境。

2、科学性与成熟性相结合：在该系统的设计以及具体的实施中应选取一些目前最为流行的网络技术，其主要目的除了能实质性的对目前网络技术进行体现，同时也在一定程度上使系统表现的更有潜力，实现系统进一步的发展。

 

第3 章  系统设计.............12

3.1  业务功能模块................ 12

3.2  模块接口设计......... 13

3.3  数据流程设计.......... 13

第4 章   系统的实现.......................18

4.1  报文统计子系统的设计与实现.............. 18

4.1.1  民航飞行固定电报类型............. 18

第5 章   结论与展望..........48

5.1  结论 ................ 48

5.2  展望 ....... 50

 

第 4 章  系统的实现

 

基于以上系统需求分析和详细设计研究，本章将详细介绍本系统中报文统计子系统及WEB发布子系统的实现过程，同时也简单的分析了电报类型、电报格式、飞行情报采集及解析硬件和软件的设计与实现。

 

4.1 报文统计子系统的设计与实现

4.1.1 民航飞行固定电报类型

每项飞行活动都和飞行电报之间存在紧密的联系。飞行电报的传输和飞行活动所处的阶段呈一定的正比关系。通过分析可知，现阶段，我国民航的固定电报类型主要有21种，详见表4-1所示：

 

 

 

第 5 章  结论与展望

 

5.1 结论

随着现代化技术与网络技术的不断发展，民航交通空管信息系统已完全展示了新时代、高技术的面貌，该系统集计算机网络技术、雷达监视技术等为一体，属于一个技术含量非常高的专业领域，伴随着社会经济的全球化发展，民航交通空管事业也将出现蓬勃发展的趋势，其工作量也迅速增长，这对于民航交通空管单位来说，如果依然按照传统的办公模式进行管理民航空管事业，那么将面临十分严重的局面，所以，为了满足社会与用户需求，应不断发扬创新精神，进而构建一个智能化、高科技、完善的民航交通空管信息系统，也只有这样方可在一定意义上满足民航空管事业的发展需求，也只有这样方可拉动国民经济的快速增长，也只有这样才能为安全生产提供一个良好的管理平台，进而提高民航空管能力。

民航交通空管信息系统属于一个综合能力较强的信息化服务平台，该系统包括工作人员报文统计子系统、WEB 发布子系统。报文统计子系统与WEB 发布子系统的实现，在很大程度上方便了空管部门的高级领导、各科室工作人员对民航交通空管信息的查询与访问。民航交通空管信息系统在一定程度上强化了空管工作制度与信息化程度，完全突破了传统的管理模式，可以在第一时间内对空管工作的实际情况及执勤人员的上岗信息准确的反馈给相关部门，提高了自动化办公的效率。

为了满足广大用户及民航空管事业的需求，本课题充分结合现阶段民航交通空管发展的具体情况，从以下几个方面展开了对民航交通空管信息系统的研究与开发：

第一章为绪论。本章主要对民航交通空管信息系统的现状及发展背景进行了简单的介绍，进而导出了民航交通空管信息系统的工作意义和主要目的。

第二章为系统需求及网络架构分析。本章首先从功能需求、性能需求和接口需求等方面提出了系统需求，接着提出了系统网络架构，对系统的整体架构设计进行了简要的阐述。

第三章为系统的详细设计。本章属于系统的设计部分，该部分主要从系统功能模块、系统接口、系统硬件及系统中各子系统功能模块等方面进行了详细的设计，进而为系统的实现创造条件。

第四章为系统的实现。本章首先对报文统计子系统的电报类型、电报格式进行了讲述，具体的对电报数据采集及解析的硬件、软件设计和实现进行了介绍，实现了报文统计子系统的实现；接着对WEB 子系统实现的功能及用户!---->权限等进行了介绍，同时设计并实现了考勤功能模块与数据统计等五个功能模块。

第五章为总结与展望部分。本章对民航交通管理信息系统在现阶段的发展与运行状况、未来发展前景以及系统所产生的社会与经济效益等进行了详细的总结与分析，其目的主要是为今后在该方面的研究创造条件，从某种意义上来说，具有十分深远的现实意义，其产生的价值不可衡量。

民航交通空管信息系统可产生一定的社会效益，因此，民航交通空管信息系统具有良好的发展前景，同时也会创造更多的经济效益。
 

参考文献:

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本文编号：10494