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(huì)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(jì)、高效的動(dòng)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(gè)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(shí)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(dá)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(tái)可以很好地整合底層大量的計(jì)劃數(shù)據(jù)、管制數(shù)據(jù)、雷達(dá)航跡、氣象、情報(bào)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(yùn)輸系統(tǒng)安全、有序和高效運(yùn)行的必然要求，目前國內(nèi)正進(jìn)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(yùn)行各個(gè)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(shí)時(shí)性要求高等特點(diǎn)，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(jì)
    根據(jù)航班信息管理系統(tǒng)的具體要求，把整個(gè)管理系統(tǒng)分為五個(gè)子系統(tǒng)：航班信息子系統(tǒng)、流量管理子系統(tǒng)、電子進(jìn)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(dú)立又相互聯(lián)系，既可獨(dú)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(shí)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(yùn)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(yùn)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(huì)(Society International Telecommunication Aeronautiques)所規(guī)定的不同電報(bào)格式規(guī)范。數(shù)據(jù)交換平臺(tái)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(bào)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(jìn)程單子系統(tǒng)提供所需的各類信息。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)描述
    航班信息一體化整個(gè)系統(tǒng)包括了圖1所示的5個(gè)子系統(tǒng)，而航班信息子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，流量管理子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用的重點(diǎn)。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(jìn)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(shí)現(xiàn)飛行計(jì)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(jì)劃數(shù)據(jù)服務(wù)。航班計(jì)劃從計(jì)劃數(shù)據(jù)庫獲得后，每個(gè)航班計(jì)劃信息的更新最主要的依據(jù)就是AFTN電報(bào)。如何正確、高效地處理好AFTN電報(bào)是實(shí)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(bào)共包括緊急電報(bào)、動(dòng)態(tài)與管制電報(bào)和飛行情報(bào)電報(bào)三類。其中動(dòng)態(tài)與管制電報(bào)細(xì)分為：申報(bào)飛行計(jì)劃報(bào)和有關(guān)修訂報(bào)、協(xié)調(diào)電報(bào)、補(bǔ)充電報(bào)、管制電報(bào)(如起飛報(bào)DEP、落地報(bào)AAR、領(lǐng)航報(bào)FPL)等等。盡管ICAO4444文件中對這些電報(bào)進(jìn)行了定義，規(guī)定了報(bào)文格式，由于人工拍發(fā)電報(bào)不太規(guī)范，系統(tǒng)會(huì)收到一些不規(guī)范電報(bào)。針對不規(guī)則電報(bào)的識(shí)別需要增加人工干預(yù)。
    飛行電報(bào)處理過程主要采用服務(wù)器／客戶機(jī)方式，保持了瘦客戶端的優(yōu)點(diǎn)。由于服務(wù)器計(jì)算速度快，內(nèi)存容量大，而且整個(gè)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(bào)報(bào)文，分析處理電報(bào)，提取飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)，根據(jù)飛行計(jì)劃處理過程自動(dòng)發(fā)送電報(bào)；在客戶機(jī)上，顯示電報(bào)，處理電報(bào)隊(duì)列中的電報(bào)，編輯拍發(fā)電報(bào)，在電報(bào)數(shù)據(jù)庫中查詢電報(bào)、統(tǒng)計(jì)電報(bào)。飛行電報(bào)處理如圖2所示。

    由圖2可知，系統(tǒng)從AFTN網(wǎng)接收電報(bào)后保存到報(bào)文數(shù)據(jù)庫，然后進(jìn)行電報(bào)分析處理提取有關(guān)飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)，若系統(tǒng)處理成功則保存飛行計(jì)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(shí)別或者不能獲得相應(yīng)航班信息時(shí)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(shí)系統(tǒng)也可以通過AFTN對外發(fā)送有關(guān)電報(bào)。
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(diǎn)之一。很多高校、科研機(jī)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(diǎn)在于通過對態(tài)勢保持相同的了解、增強(qiáng)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(jì)劃、當(dāng)日飛行計(jì)劃及可能不按時(shí)間表實(shí)施的航班或者臨時(shí)申請的加班臨時(shí)計(jì)劃，對流量進(jìn)行預(yù)測，根據(jù)預(yù)測的結(jié)果，對未來幾小時(shí)的容量、流量進(jìn)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(jì)劃、次日飛行計(jì)劃、當(dāng)日飛行計(jì)劃和FPL飛行計(jì)劃的流量進(jìn)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(gè)時(shí)間片，并計(jì)算各時(shí)間片經(jīng)過各監(jiān)視對象的流量值，再將時(shí)間片流量值與對應(yīng)的容量值進(jìn)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(jì)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(jì)劃預(yù)測結(jié)果，提供流量顯示功能，包括日小時(shí)流量的粗略分布顯示以及指定時(shí)間范圍內(nèi)各時(shí)間片的流量詳細(xì)分布顯示，同時(shí)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(jìn)行增加、刪除和修改等操作。增加席位時(shí)，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(gè)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(jìn)行用戶管理設(shè)置，使用戶與席位關(guān)聯(lián)，同時(shí)間級(jí)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(jì)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(diǎn)當(dāng)天當(dāng)前時(shí)間之前1小時(shí)以及未來6小時(shí)的流量情況。中間部分和右側(cè)部分分別以柱形圖、時(shí)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(shí)間間隔對流量預(yù)測單元進(jìn)行細(xì)化，并以列表的形式顯示了相應(yīng)時(shí)段內(nèi)的航班詳細(xì)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(jìn)行航班顯示狀態(tài)的切換。圖中柱狀圖紅色代表預(yù)計(jì)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(jì)劃狀態(tài)發(fā)航班數(shù)量；三者累加表示了特定時(shí)間里的飛行流量趨勢。其中橫軸為時(shí)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(shí)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(shí)間。為全國的中央流量管理系統(tǒng)積累經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)了空管系統(tǒng)信息化進(jìn)程，具有良好的社會(huì)效益和空管安全效益。