民航機場停機位信息多平臺交互系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

摘 要：機場停機位的合理分配直接關(guān)系到民航機場的運行效率和航班準(zhǔn)點率。航班量的增長對民航運行部門信息系統(tǒng)的集成提出了更高要求，針對目前機場現(xiàn)場運行控制中心、空中交通管制部門、航空公司等多部門停機位信息需要在不同系統(tǒng)、不同平臺進(jìn)行實時有效交互的需求，提出一種基于C#語言開發(fā)來實現(xiàn)獲取機場XML格式的停機位信息，并寫入到本地隔離區(qū)DMZ（Demilitarized zone）服務(wù)器，再通過數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)同步給本地數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的安全可靠集成化的方案。實踐表明：該方案停機位信息交互實時性強、可靠、安全、集成度高，大大提高了民航機場的運行效率。

關(guān)鍵詞：停機位信息；C#語言；XML；DMZ服務(wù)器；集成化

隨著民航運輸業(yè)的迅速發(fā)展，航班密度不斷增加，空中交通管制的壓力不斷增大，停機位分配（ASA）信息作為機場的重要資源對民航運輸業(yè)顯得日益重要[ 1，2 ]。

停機位信息的實時有效交互可以幫助空中交通管制部門與機場共同做好停機坪管理工作，提升機場和空管相關(guān)部門信息溝通效率，增強空中交通管制的安全性、提升機場運行效率和航班準(zhǔn)點率。

目前引接機場停機位系統(tǒng)有關(guān)問題已經(jīng)成為民航運輸業(yè)的一個熱點課題。機場停機位信息實時交互對于機場運行控制中心、空中交通管制部門、航空公司具有重要意義。而不同部門所使用的軟硬件系統(tǒng)平臺不盡一致，停機位信息的在各部門的交互與集成是一大難題。

黃花機場空中交通管制部門管制員查看航班的詳細(xì)信息主要依靠飛行信息處理系統(tǒng)（Flight Information Processing System，F(xiàn)IPS）報文終端軟件，與機場機場停機位信息系統(tǒng)終端軟件相互獨立，停機位信息獲取與修改主要依靠塔臺管制員電話詢問現(xiàn)場運行控制中心后手動輸入到FIPS報文終端軟件，這無疑增加塔臺管制員工作量、降低了空中交通管制的效率和機場運行效率，無形中增加安全隱患；在需要停機位信息的，諸如航空公司、地勤維修等其他機場運行單位，問題同樣存在。

針對目前這種情況，提出一種基于C#語言開發(fā)來實現(xiàn)自動獲取停機位信息并集成到FIPS報文系統(tǒng)的多平臺交互系統(tǒng)方案[ 3 ]，并綜合考慮機場與空管信息交互的安全性。

該方案具有普遍適用性，可用于機場使用停機位信息的各個單位進(jìn)行停機位信息交互，提高機場整體運行效率。

1 多平臺交互系統(tǒng)設(shè)計

1.1 停機位接口的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計

機場現(xiàn)場運行控制中心與空中交通管理部門屬于不同的單位，其安全生產(chǎn)網(wǎng)處在兩個不同的生產(chǎn)局域網(wǎng)絡(luò)中，空中交通部門需要得到停機位信息必須接入機場的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)去訪問機場的停機位發(fā)布服務(wù)器，這必然存在網(wǎng)絡(luò)安全的問題[ 6 ]，為此本文提出了一個比較可靠的網(wǎng)絡(luò)安全方案：機場服務(wù)器端架設(shè)基于WEB的停機位信息發(fā)布服務(wù)器，通過B/S架構(gòu)向外發(fā)布停機位信息[ 4 ]。

在兩個局域之間配置了一個企業(yè)級的防火墻，并配置相應(yīng)的安全管理策略，具體如下圖所示。

圖1 給出停機位接口的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，其中ZGHAFIPS為飛行報文服務(wù)器，ip地址為188.8.xx.xx，該服務(wù)器向管制員航班的詳細(xì)信息。

DMZ航班發(fā)布服務(wù)器ip地址為188.8.xx.xx，該服務(wù)器作為FIPS服務(wù)器的影子服務(wù)器，保護(hù)著ZGHAFIPS不被直接訪問。

機場服務(wù)器IP地址為172.16.xx.xx，該服務(wù)器向機場以外的單位提供以XML格式的停機位接口數(shù)據(jù)。

機場服務(wù)器到防火墻服務(wù)器之間網(wǎng)絡(luò)采用光纖直接傳輸，保證了可靠性和速率。

防火墻的訪問策略設(shè)置為ZGHAFIPS和DMZ航班發(fā)布服務(wù)器之間只開通了TCP1433端口（SQL Server默認(rèn)的端口 ）、TCP3389端口（Windows 2000（2003） Server 遠(yuǎn)程桌面的服務(wù)端口 ）和便于我們維護(hù)的PING功能。

DMZ航班發(fā)布服務(wù)器與機場服務(wù)器之間只開通TCP1433端口（SQL Server默認(rèn)的端口 ）和PING功能，這樣設(shè)計保證該系統(tǒng)的安全性。

1.2 信息交互系統(tǒng)設(shè)計

機場停機位接口數(shù)據(jù)是以XML格式對外發(fā)布，而XML（Extensible Markup Language）是可擴展標(biāo)記語言的縮寫，被設(shè)計用來存儲和傳輸數(shù)據(jù)[ 6 ]。

但由于空中交通管理單位使用的數(shù)據(jù)存儲為SQL數(shù)據(jù)庫，所以把XML格式的停機位接口數(shù)據(jù)儲存在SQL數(shù)據(jù)庫成為了本文一個技術(shù)關(guān)鍵點。

本文使用存儲過程而不是直接在程序中使用SQL語句來實現(xiàn)XML和SQL Server 2008之間的數(shù)據(jù)交換。

存儲過程是存放在服務(wù)器上的預(yù)先編譯好的SQL語句[7-8]。它的主要優(yōu)點是：保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全性和大大減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。本文所使用的XML文件包含嵌套的結(jié)構(gòu)，在實現(xiàn)XML和SQL Server 2008之間數(shù)據(jù)交換的過程中，需要將不同嵌套層次的數(shù)據(jù)保存在不同的數(shù)據(jù)庫表中。

如果在程序里直接使用 S Q L語句，就需要頻繁地操作不同的數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)，人們的很多精力都要放在數(shù)據(jù)表的操作和數(shù)據(jù)表之間的約束上。接口軟件在服務(wù)器中的工作分為：

1）在SQL查詢分析器里創(chuàng)建存儲過程XMLToSql

2）使用C#調(diào)用存儲過程將XML數(shù)據(jù)存儲在SQL Server2008

3）在SQL查詢分析器測試是否正確把XML數(shù)據(jù)存在SQL數(shù)據(jù)庫中

4）當(dāng)終端機修改停機位信息時，則發(fā)送修改申請至機場發(fā)布服務(wù)器。如下圖2所示：

1.3 停機位接口的軟件設(shè)計

該接口軟件是在Mircosoft Visual studio 2010平臺用C#基于面向?qū)ο耖_發(fā)的，該平臺支持最新的.Net Framework 4框架，支持64位Windows，支持多顯示器，以便您可以根據(jù)自己的需要來組織和管理工作。

如下圖3在該接口軟件在“設(shè)置”菜單里面可以設(shè)置每次獲取動態(tài)航班數(shù)據(jù)的時間T1和每次獲取當(dāng)日動態(tài)航班數(shù)據(jù)（更新整表）的時間T2，以及訪問機場服務(wù)器的username和password；在“獲取停機位”菜單里面可以點擊“啟動接收進(jìn)程”啟動兩個定時程序來獲取航班數(shù)據(jù)的動態(tài)和整表信息，并把軟件狀態(tài)保存日志信息里面，航班數(shù)據(jù)的動態(tài)和整表信息保存到SQL數(shù)據(jù)庫里面。

該接口軟件主要有QLDatabaseAccess.cs數(shù)據(jù)庫處理類、RecvMsgControl.cs接口信息控制類、Log.cs日志類、AirportFlightSave.cs航班信息存儲類、Configration.cs配置類。

其中QLDatabaseAccess.cs數(shù)據(jù)庫處理類主要實現(xiàn)UpdateDataSP（string spName， SqlParameter[] paras， string ConnectionString） //調(diào)用存儲過程，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改。

2 測試結(jié)果與分析

經(jīng)過大量測試和調(diào)試，獲取動態(tài)航班數(shù)據(jù)的時間T1設(shè)置為6秒，每次獲取當(dāng)日動態(tài)航班數(shù)據(jù)（更新整表）的時間T2設(shè)置為60分鐘時請求機場停機位服務(wù)器獲取的停機位數(shù)據(jù)穩(wěn)定，并能夠很好達(dá)到實時性和穩(wěn)定性的要求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足了空中交通管制的要求。

下圖4為集成了停機位信息的報文終端軟件，該軟件極大提高空中交通管制的效率。

3 結(jié)語

隨著信息化時代在民航業(yè)的不斷推進(jìn)，日益增多的設(shè)備和大數(shù)據(jù)時代的來臨對民航信息處理系統(tǒng)的集成化程度提出了更高的要求。針對目前機場現(xiàn)場運行控制中心、空中交通管制部門、航空公司等多部門停機位信息需要在不同系統(tǒng)、不同平臺進(jìn)行實時有效交互的需求，采用Mircosoft Visual studio 2010平臺用C#基于面向?qū)ο耖_發(fā)軟件讀取機場以web形式對外發(fā)布的XML格式的停機位信息，并寫入到本地DMZ服務(wù)器，再通過數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)同步給本地數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，最后集成到本地用戶在用系統(tǒng)的人機交互界面，進(jìn)行實時有效交互。

通過現(xiàn)場使用實踐表明：該方案停機位信息交互實時性強、可靠、安全、集成度高，大大提高了民航機場的運行效率。該多平臺交互系統(tǒng)具有高安全性、高實時性、高可靠性等特點，能廣泛應(yīng)用于對同一數(shù)據(jù)需要在不通系統(tǒng)平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互集成，具有很高的實用特性和可推廣特性，對推進(jìn)民航信息化集成具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林中盛. GIS機場場面交通管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D] .南京：南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院，2004.

[2] 朱沛.機場規(guī)劃與運營管理[M] .北京：兵器工業(yè)出版社，2003.

[3] 蘭多夫（美）.Visual Studio 2010高級編程[M].清華大學(xué)出版社，2011.

[4] 賀建峰.基于B/S模式的醫(yī)學(xué)實驗室信息平臺（LIS）的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用與軟件，2016，32（3）：83-86.

[5] 楊雪君.集約化信息安全測評平臺的研究和應(yīng)用[J].保密科學(xué)技術(shù)，2014，32（7）：52-58.

[6] 張艷華.XML文檔在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中存儲與查詢的實現(xiàn)[J].中國科技信息，2010，31（19）：92-93.

[7] 周躍，臧斌宇.分布式NoSQL系統(tǒng)寫操作性能優(yōu)化設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用與軟件，2014，31（11）：25-28.

[8] 王爽.基于SQL數(shù)據(jù)庫的性能優(yōu)化探究[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2013，29（13）：32-33.

作者簡介：

李國競（1987-），男，漢族，碩士研究生，助理工程師，研究方向：空管自動化系統(tǒng)和信號與信息處理系統(tǒng)。