提高空管系統(tǒng)可靠性的若干關(guān)鍵技術(shù)的探究

盧昌鵬

(民航華北空管局空管中心區(qū)域管制中心，北京，100015)

空中交通脫離地面，因此無法對其實行與地面交通相同的管制方式，必須依靠強(qiáng)大的技術(shù)支持，給予高空交通管制強(qiáng)大的安全保障?？罩薪煌ü苤葡到y(tǒng)應(yīng)該具備安全性高、可靠性能穩(wěn)定以及實時性強(qiáng)的特點，只有這樣，才能做到隨時對于空中飛行進(jìn)行可控制的管制，及時對突發(fā)狀況進(jìn)行處理，避免空中安全事故的發(fā)生。因此，空管系統(tǒng)必須具備關(guān)鍵技術(shù)的有力支持，才能保障其可靠性。下面，我們具體談?wù)撘幌屡c空管系統(tǒng)可靠性有關(guān)的若干關(guān)鍵技術(shù)。

1 研究背景

隨著我國航空業(yè)的迅速發(fā)展，使得空中飛機(jī)數(shù)量不斷激增，導(dǎo)致空中航道密度增加，間距不斷縮小，空中的交通狀況也日益繁忙，與此同時導(dǎo)致空管系統(tǒng)的需求量隨之增加。面對航空業(yè)的如此發(fā)展勢頭，空管系統(tǒng)必須具備高度的安全性和可靠性，才能保證空中復(fù)雜的交通狀況時刻穩(wěn)定運行。

2 可靠性定義

可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定時間以及規(guī)定的環(huán)境下實現(xiàn)自身可提供的規(guī)定的性能的能力，是考驗產(chǎn)品性能的標(biāo)準(zhǔn)。對于可靠性的研究已經(jīng)遍及各行各業(yè)各個領(lǐng)域的工程技術(shù)學(xué)科。通過可靠性檢驗可以將產(chǎn)品的自身缺點暴露出來，進(jìn)而實現(xiàn)對產(chǎn)品的優(yōu)化，實現(xiàn)最佳性能。

3 可靠性技術(shù)

當(dāng)前的可靠性技術(shù)主要有三類：避錯技術(shù)、排錯技術(shù)以及容錯技術(shù)。避錯技術(shù)，顧名思義，便是在產(chǎn)品設(shè)計階段盡可能使產(chǎn)品實現(xiàn)零錯誤。排錯技術(shù)，是在產(chǎn)品的開發(fā)階段對產(chǎn)品可能出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行排查。容錯技術(shù)，是指一些技術(shù)產(chǎn)品是不可能實現(xiàn)完全無錯狀態(tài)的，因此需要容許產(chǎn)品在被允許范圍內(nèi)存在某些不影響產(chǎn)品正常運行的錯誤。

4 空管系統(tǒng)關(guān)鍵部件可靠性研究

4.1 空管系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件

空管系統(tǒng)主要是采取網(wǎng)絡(luò)與各個進(jìn)程與子系統(tǒng)之間進(jìn)行聯(lián)系與命令下達(dá)，與此同時需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)分析與整理，因此，網(wǎng)絡(luò)、通信處理機(jī)和服務(wù)器在空管系統(tǒng)的組成中占據(jù)著不容忽視的重要地位，是空管系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。所以，對于這三者的可靠性要求也應(yīng)力求達(dá)到最高，只有這樣，才能在空管系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)方面實現(xiàn)強(qiáng)大的可靠性表現(xiàn)。

4.2 空管系統(tǒng)關(guān)鍵部件采用的可靠性技術(shù)

4.2.1 網(wǎng)絡(luò)可靠性

要想提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性就要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全性，網(wǎng)絡(luò)的安全性主要是指支持網(wǎng)絡(luò)運行的硬件、軟件以及相關(guān)數(shù)據(jù)不會受到外來攻擊或者自身故障的破壞，可在自身運行環(huán)境內(nèi)正常工作而不受干擾。安全的網(wǎng)絡(luò)必須具備保密性、完整性、可用性和可控性四個特點，避免出現(xiàn)信息泄露給非授權(quán)的用戶、信息在傳輸過程中丟失和被破壞、當(dāng)需要時不能有效獲取所需信息以及對于信息內(nèi)容不能實現(xiàn)有效控制等漏洞。網(wǎng)絡(luò)可靠性的實現(xiàn)應(yīng)該遵循國際的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，支持異構(gòu)系統(tǒng)間的相互連接，具有強(qiáng)擴(kuò)展能力和升級能力，支持多種通信協(xié)議，避免出現(xiàn)系統(tǒng)之間不兼容的現(xiàn)象，為相關(guān)工作造成不便。為了使運行速度不受影響，必須選擇適合的帶寬，實現(xiàn)高速的響應(yīng)速度。

4.2.2 通信處理機(jī)及服務(wù)器可靠性

由多臺服務(wù)器系統(tǒng)連接而構(gòu)成的集群系統(tǒng)，通過集群軟件的相關(guān)控制，可在各個服務(wù)器之間實現(xiàn)服務(wù)器荷載的平衡性，從而使各個服務(wù)器的性能發(fā)揮到最佳狀態(tài)。集群系統(tǒng)可以保證用戶獲取信息和資源的完整性和正確性，保證用戶的請求都可以實現(xiàn)使用性，便于建立客戶對于服務(wù)器的信任感，因為即使在處理數(shù)據(jù)和資源的過程中出現(xiàn)某種故障，系統(tǒng)也會自己快速解決，進(jìn)行最高效的修復(fù)，使用戶的損失降低到最小。這種集群系統(tǒng)雖然由多種服務(wù)器連接構(gòu)成，但在用戶以及相關(guān)管理員角度來看，這種系統(tǒng)的呈現(xiàn)狀態(tài)只是一個具備高度處理能力的單一的系統(tǒng)，便于操作，具有在集群范圍內(nèi)統(tǒng)一的操作與管理特性。而且由于采用集群技術(shù)，也使得系統(tǒng)可以通過各個服務(wù)器間的互聯(lián)實現(xiàn)資源的最優(yōu)化配置，保證為用戶和管理員提供靈活性服務(wù)，保證服務(wù)質(zhì)量的安全性和可靠性。

5 改進(jìn)空管系統(tǒng)關(guān)鍵部件的可靠性

5.1 引入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密技術(shù)

雖然空管系統(tǒng)已經(jīng)采用了多種措施來保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性，但在網(wǎng)絡(luò)安全性的實現(xiàn)方面還是存在一些需要改進(jìn)的地方。比如，目前空管系統(tǒng)尚未實行數(shù)據(jù)加密，網(wǎng)絡(luò)的傳輸資料都是用明文呈現(xiàn)的方式，雖然已經(jīng)采取某種技術(shù)使數(shù)據(jù)傳輸與外界媒體阻隔開來，但是這種風(fēng)險在空管系統(tǒng)的最佳可靠性的實現(xiàn)方面來說是一種人為性可控制的漏洞，必須應(yīng)該避免。對空管系統(tǒng)實行數(shù)據(jù)加密技術(shù)，提升空管系統(tǒng)的整體可靠性。當(dāng)前有對稱密鑰加密和非對稱密鑰加密兩種體制，對稱密鑰是指加密與解密系統(tǒng)所持密鑰相同，非對稱密鑰則是加密與解密系統(tǒng)所持密鑰不同。對于空管系統(tǒng)來說，最佳組合方式是用對策密鑰加密文件，用非對稱密鑰加密“加密文件”，實現(xiàn)雙重保險的同時也解決了運算速度以及密鑰分配管理方面存在的問題。

5.2 采用集群系統(tǒng)

集群系統(tǒng)避免了服務(wù)器冗余帶來的系統(tǒng)容錯能力，為用戶提供了高可靠性和最佳適用性相結(jié)合的系統(tǒng)技術(shù)支持。不僅使空管系統(tǒng)和數(shù)據(jù)具有較高安全性，而且可以在可控制范圍內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源間的共享，方便空管系統(tǒng)的管理和實際運用。服務(wù)器集群系統(tǒng)與傳統(tǒng)空管系統(tǒng)相比可靠性提高，避免了傳統(tǒng)服務(wù)器固定配置中有部分服務(wù)器損壞后其余服務(wù)器不可正常工作的不足，實現(xiàn)了即使有三臺服務(wù)器受到破壞，系統(tǒng)還可以保持正常工作的高度可靠性。

6 結(jié)語

空中交通管制技術(shù)的研究對于提升空管系統(tǒng)的安全性和可靠性具有重要意義，而且對于實現(xiàn)我國在空管技術(shù)方面的進(jìn)步具有推動性作用。隨著航空業(yè)的不斷發(fā)展，對于空管系統(tǒng)的可靠性也提出了巨大的挑戰(zhàn)，空管系統(tǒng)必須時刻保持技術(shù)的先進(jìn)性，保持技術(shù)發(fā)展與航空發(fā)展的時刻跟進(jìn)性，以提升空管系統(tǒng)的可靠性與安全性，保證空中交通的安全有序進(jìn)行。

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