0 引言
    在中國民航高速發(fā)展新形勢下，空中交通管制(Air Traffic Management)系統(tǒng)保障能力與快速發(fā)展的民航需求之間的矛盾日益突出。20 03年，國際民航組織(ICAO)第十一次航行大會提出：“通過建設(shè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)施和提供無縫隙的服務(wù)，對空中交通和空域?qū)嵤┙y(tǒng)一、安全、經(jīng)濟、高效的動態(tài)管理”的全球空管一體化概念，空管系統(tǒng)一體化，是利用新的通信、導(dǎo)航和監(jiān)視手段，建立一個可互用、無縫隙和全球化的空中交通管理系統(tǒng)，確保各空域用戶更平等地使用空域，為用戶提供最佳服務(wù)。航班信息一體化處理是實現(xiàn)全國空管一體化的技術(shù)基礎(chǔ)。
    為滿足管制工作的需求，緩解信息的多元化及飛行流量的壓力，如澳大利亞、歐洲、日本等空中交通發(fā)達國家均已建立起專業(yè)、系統(tǒng)化的航班信息一體化管理系統(tǒng)。系統(tǒng)提供的平臺可以很好地整合底層大量的計劃數(shù)據(jù)、管制數(shù)據(jù)、雷達航跡、氣象、情報數(shù)據(jù)，更好的為各類業(yè)務(wù)需求提供服務(wù)，建立航班信息一體化化系統(tǒng)，是航空運輸系統(tǒng)安全、有序和高效運行的必然要求，目前國內(nèi)正進行這方面的研究論證。
    航班信息一體化系統(tǒng)是涉及空管運行各個環(huán)節(jié)、面向空管各部門及各層次用戶的多模塊綜合信息管理系統(tǒng)。C／S和B／S技術(shù)已廣泛用于醫(yī)療，教學(xué)等領(lǐng)域的管理系統(tǒng)中，但航班信息系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)量大，實時性要求高等特點，利用C／S和B／S技術(shù)使航班管理一體化系統(tǒng)在空中交通管制領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
    根據(jù)航班信息管理系統(tǒng)的具體要求，把整個管理系統(tǒng)分為五個子系統(tǒng)：航班信息子系統(tǒng)、流量管理子系統(tǒng)、電子進程單子系統(tǒng)、系統(tǒng)支持功能子系統(tǒng)和綜合信息交互子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)既相互獨立又相互聯(lián)系，既可獨立工作又要相互制約，是復(fù)雜、龐大的航班信息一體化系統(tǒng)，其目標(biāo)是實現(xiàn)空管系統(tǒng)航班綜合信息統(tǒng)一管理、規(guī)范化管理和信息共享。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

    從圖1中可以看出，航班信息一體化系統(tǒng)包括了民航運行管理的所有過程，圍繞航班對象貫穿航班生命周期中的所有管制運行的業(yè)務(wù)需求。圖中ATC表示航空交通管制(Air Traffic Control)；AFTN／SITA表示航空固定電信網(wǎng)(Aeronautical Fixed Telecommunication Netw-ork)／國際航空電信協(xié)會(Society International Telecommunication Aeronautiques)所規(guī)定的不同電報格式規(guī)范。數(shù)據(jù)交換平臺子系統(tǒng)包含空管基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、ATC綜合輸出信息和電報信息等數(shù)據(jù)，為航班信息子系統(tǒng)、流量管理子系統(tǒng)和電子進程單子系統(tǒng)提供所需的各類信息。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)描述
    航班信息一體化整個系統(tǒng)包括了圖1所示的5個子系統(tǒng)，而航班信息子系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，流量管理子系統(tǒng)是整個系統(tǒng)應(yīng)用的重點。席位功能配置功能則使可以靈活滿足不同用戶的需要。下面分別對這三部分進行描述：
2．1 航班信息子系統(tǒng)
    航班信息子系統(tǒng)主要是實現(xiàn)飛行計劃的統(tǒng)一申請、統(tǒng)一生成、統(tǒng)一更新和統(tǒng)一發(fā)布，解決航班信息一致性和完整性問題，為管制單位準(zhǔn)確一致的飛行計劃數(shù)據(jù)服務(wù)。航班計劃從計劃數(shù)據(jù)庫獲得后，每個航班計劃信息的更新最主要的依據(jù)就是AFTN電報。如何正確、高效地處理好AFTN電報是實現(xiàn)航班信子系統(tǒng)的關(guān)鍵。最新ICAO4444文件中定義的空中交通服務(wù)電報共包括緊急電報、動態(tài)與管制電報和飛行情報電報三類。其中動態(tài)與管制電報細分為：申報飛行計劃報和有關(guān)修訂報、協(xié)調(diào)電報、補充電報、管制電報(如起飛報DEP、落地報AAR、領(lǐng)航報FPL)等等。盡管ICAO4444文件中對這些電報進行了定義，規(guī)定了報文格式，由于人工拍發(fā)電報不太規(guī)范，系統(tǒng)會收到一些不規(guī)范電報。針對不規(guī)則電報的識別需要增加人工干預(yù)。
    飛行電報處理過程主要采用服務(wù)器／客戶機方式，保持了瘦客戶端的優(yōu)點。由于服務(wù)器計算速度快，內(nèi)存容量大，而且整個數(shù)據(jù)庫文件不必在網(wǎng)絡(luò)中往返傳遞：在服務(wù)器上系統(tǒng)接收、發(fā)送民航電報報文，分析處理電報，提取飛行計劃數(shù)據(jù)，根據(jù)飛行計劃處理過程自動發(fā)送電報；在客戶機上，顯示電報，處理電報隊列中的電報，編輯拍發(fā)電報，在電報數(shù)據(jù)庫中查詢電報、統(tǒng)計電報。飛行電報處理如圖2所示。

    由圖2可知，系統(tǒng)從AFTN網(wǎng)接收電報后保存到報文數(shù)據(jù)庫，然后進行電報分析處理提取有關(guān)飛行計劃數(shù)據(jù)，若系統(tǒng)處理成功則保存飛行計劃數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的接口程序；任何狀態(tài)下系統(tǒng)無法識別或者不能獲得相應(yīng)航班信息時都轉(zhuǎn)入到人工干預(yù)界面，由人工修改后再發(fā)回系統(tǒng)處理。同時系統(tǒng)也可以通過AFTN對外發(fā)送有關(guān)電報。
2．2 流量管理子系統(tǒng)
    空中交通流量管理(AFTM)是目前空中交通管理研究的活躍領(lǐng)域，是我國未來15年空管發(fā)展的重點之一。很多高校、科研機構(gòu)也針對流量管理開發(fā)了一些系統(tǒng)，美國聯(lián)邦航空局(FAA)提出了協(xié)同決策(CDM)的概念，重點在于通過對態(tài)勢保持相同的了解、增強可預(yù)見性和改善系統(tǒng)的規(guī)劃，提高交通流量管理TFM的效率。圖3給出了流量管理的流程圖。
    流量預(yù)測是根據(jù)次日飛行計劃、當(dāng)日飛行計劃及可能不按時間表實施的航班或者臨時申請的加班臨時計劃，對流量進行預(yù)測，根據(jù)預(yù)測的結(jié)果，對未來幾小時的容量、流量進行預(yù)測，給出流量告警。在圖3中，首先根據(jù)靜態(tài)飛行計劃、次日飛行計劃、當(dāng)日飛行計劃和FPL飛行計劃的流量進行預(yù)測，并將預(yù)測結(jié)果放置在數(shù)據(jù)庫中。將各監(jiān)視對象的容量值分配到多個時間片，并計算各時間片經(jīng)過各監(jiān)視對象的流量值，再將時間片流量值與對應(yīng)的容量值進行比較，判斷其流量狀態(tài)量門限為過載狀態(tài)，低于或等于容量值為正常狀態(tài)。在數(shù)據(jù)庫中記錄流量預(yù)測的結(jié)果，包括流量值、流量計劃信息等。系統(tǒng)能根據(jù)存放在靜態(tài)、次日、當(dāng)日飛行計劃預(yù)測結(jié)果，提供流量顯示功能，包括日小時流量的粗略分布顯示以及指定時間范圍內(nèi)各時間片的流量詳細分布顯示，同時還能給出流量告警提示。

2．3 席位功能配置
    通過席位配置界面，系統(tǒng)管理員能夠?qū)桨嘈畔⒁惑w化系統(tǒng)所有的席位類別進行增加、刪除和修改等操作。增加席位時，提供系統(tǒng)全部功能供選擇，可以方便選擇該席位所具有的功能權(quán)限，將系統(tǒng)功能分配至增加的席位類別，采用席位功能配置，系統(tǒng)管理員可以根據(jù)需求靈活配置各席位的功能，不但可以對各應(yīng)用功能配置，還可以配置到各個應(yīng)用程序的內(nèi)部功能。不同的席位根據(jù)需求分配不同的功能權(quán)限，設(shè)置簡單，方便管理員進行用戶管理設(shè)置，使用戶與席位關(guān)聯(lián)，同時間級與系統(tǒng)功能關(guān)聯(lián)。席位配置流程如圖4所示。

3 系統(tǒng)測試結(jié)果
    以流量管理為例，給出了所設(shè)計系統(tǒng)的效果圖，如圖5所示。

    圖5是流量預(yù)測模塊顯示所選定航路點當(dāng)天當(dāng)前時間之前1小時以及未來6小時的流量情況。中間部分和右側(cè)部分分別以柱形圖、時隙圖的形式顯示流量預(yù)測的結(jié)果。其中柱狀圖顯示可以通過調(diào)節(jié)時間間隔對流量預(yù)測單元進行細化，并以列表的形式顯示了相應(yīng)時段內(nèi)的航班詳細信息，通過航空公司、航班飛行狀態(tài)、航班飛越類型以及航班尾流類型等分類顯示類型來進行航班顯示狀態(tài)的切換。圖中柱狀圖紅色代表預(yù)計起飛FPL狀態(tài)的航班數(shù)量，綠色代表已起飛DEP的航班數(shù)量；蘭色代表計劃狀態(tài)發(fā)航班數(shù)量；三者累加表示了特定時間里的飛行流量趨勢。其中橫軸為時間軸，縱軸為流量數(shù)值。

4 結(jié)語
    航班信息一體化系統(tǒng)的建設(shè)能滿足航班信息統(tǒng)一管理、流量管理輔助決策以及輔助管制的需要，提高了空管部門在履行職能時所需的技術(shù)手段，滿足未來空管業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，提高了工作效率，減少了航班延誤時間。為全國的中央流量管理系統(tǒng)積累經(jīng)驗，推動了空管系統(tǒng)信息化進程，具有良好的社會效益和空管安全效益。