淺談民航廣域信息管理（SWIM）的應(yīng)用

關(guān)烏蘭

摘? 要：民航面臨的問題是不同空管信息系統(tǒng)之間的同類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和接口不一致，數(shù)據(jù)通信和交換機(jī)制不順暢。SWIM技術(shù)就能解決各類業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)的運(yùn)行信息整合，提供網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化、一體化的綜合信息服務(wù)。SWIM的核心作用是改善了業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的互聯(lián)性，貢獻(xiàn)了公開的標(biāo)準(zhǔn)，并且提供了技術(shù)建議。中國民航計(jì)劃通過積極試驗(yàn)、論證和發(fā)展SWIM技術(shù)，逐步推廣SWIM 技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)在綜合的數(shù)據(jù)通信發(fā)展的基礎(chǔ)上，搭建一整套可以互用的信息共享和交換的基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)的運(yùn)行信息集成和整合，提供網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化、一體化的綜合信息服務(wù)。

關(guān)鍵詞：SWIM;FIXM;FATN; ESB;Web Service;JMS;虛擬信息池

中圖分類號(hào)：TU959? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 民航廣域信息管理（SWIM）的概念和目標(biāo)

國際民航組織中的SWIM是一種整合空中交通管理（ATM）網(wǎng)絡(luò)，覆蓋全系統(tǒng)范圍的空管信息管理方式，可以通過“虛擬信息池”提供高質(zhì)量、一致的空管運(yùn)行信息共享與交換，推動(dòng)信息交換由傳統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)的專用信息交換方式向基于網(wǎng)絡(luò)化的分布式交換方式轉(zhuǎn)變，使地理位置相對(duì)分散的多個(gè)數(shù)據(jù)源能夠協(xié)同更新同類數(shù)據(jù)，同時(shí)使同類數(shù)據(jù)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確提供給所需用戶，以達(dá)到不同用戶能夠根據(jù)多源、異質(zhì)的信息進(jìn)行協(xié)同決策，實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行層面保持共同的信息處理結(jié)果，進(jìn)而推動(dòng)新一代空中交通管理運(yùn)行概念和模式的實(shí)現(xiàn)。

SWIM的目標(biāo)是提供高質(zhì)量、一致的空管運(yùn)行信息共享和交換，推動(dòng)過去的點(diǎn)到點(diǎn)報(bào)文交換方式向基于網(wǎng)絡(luò)化的分布式交換方式轉(zhuǎn)換，推動(dòng)所有參與者在運(yùn)行層面保持共同的信息處理結(jié)果，促進(jìn)協(xié)同決策。

2 民航廣域信息管理（SWIM）的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)

SWIM的特點(diǎn)是面向?qū)哟位?wù)的體系結(jié)構(gòu)，它可以提供基于航跡管理的評(píng)估、4D軌跡模型、飛行計(jì)劃處理、客戶需求計(jì)算、協(xié)同決策等服務(wù)。它具有松耦合性、可拓展性和靈活性的特點(diǎn)。系統(tǒng)開發(fā)類型要針對(duì)服務(wù)模型的種類進(jìn)行，不同的模型有不同的特點(diǎn)。同時(shí)它授權(quán)開放式信息共享平臺(tái)，信息提供者與信息使用者必須經(jīng)過注冊(cè)管理和安全認(rèn)證才能入網(wǎng)。授權(quán)用戶可以通過請(qǐng)求、訂閱方式獲得信息。

它的優(yōu)點(diǎn)是無須對(duì)原有信息系統(tǒng)進(jìn)行再造，不改變?cè)行畔⑾到y(tǒng)的架構(gòu)，對(duì)所有集成的信息進(jìn)行統(tǒng)一封裝、處理、存儲(chǔ)和傳輸。它可以提高民航各部門之間的整體效率。由系統(tǒng)提供高效的數(shù)據(jù)交換，可以彌補(bǔ)民航各部門間的數(shù)據(jù)不足，實(shí)現(xiàn)民航和其他相關(guān)部門的信息實(shí)時(shí)共享和發(fā)布，同時(shí)大幅降低了成本。因?yàn)橄到y(tǒng)的數(shù)據(jù)層和應(yīng)用邏輯不需重復(fù)開發(fā)，新開發(fā)專注于用戶層，系統(tǒng)也可以簡化點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，所以可以大大降低成本。

3 國際民航組織在SWIM技術(shù)方面的主要的研究方向和作用

首先是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。包括航班數(shù)據(jù)交換模型（FIXM）、航行情報(bào)交換模型（AIXM）、還有氣象信息交換模型（WXXM）。第二是數(shù)據(jù)交換的技術(shù)。包括Web Service、JMS、企業(yè)服務(wù)總線ESB等技術(shù)，附屬的技術(shù)包括安全、可靠性、服務(wù)注冊(cè)和發(fā)布，狀態(tài)監(jiān)控等。

SWIM全球的互操作架構(gòu)分為基礎(chǔ)設(shè)施層、信息交換模型層、信息交換的服務(wù)層、應(yīng)用層等。目前國際民航組織的主要需求是實(shí)現(xiàn)全球的信息共享，解決互操作的問題。通過信息服務(wù)功能來實(shí)現(xiàn)信息服務(wù)的提供方和消費(fèi)方之間的“地對(duì)地”數(shù)據(jù)交換，包括未來“地對(duì)空”之間的數(shù)據(jù)交換，真正解決航空信息、氣象信息、飛行和流量信息、機(jī)場的運(yùn)行信息和監(jiān)控信息的共享問題。

SWIM的核心作用是改善業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的互聯(lián)性，貢獻(xiàn)了公開的標(biāo)準(zhǔn)，并且提供了技術(shù)建議。航空器運(yùn)營者將會(huì)有最新、準(zhǔn)確、完整的信息，通過這些信息來為航班作出決策提供幫助?？展芊?wù)提供者會(huì)對(duì)航班的運(yùn)行和計(jì)劃目的有更清晰的了解。管制員、飛行員、簽派員以及航班運(yùn)營人員將共享共同的情景意識(shí)，象航空基礎(chǔ)設(shè)施條件、天氣情況、空中交通情況以及其他對(duì)操作有重要意義的信息。所有的利益相關(guān)參與者將共同做出更好更快的決策，更加高效f 進(jìn)行運(yùn)行管理。

4 歐美的SWIM發(fā)展?fàn)顩r

美國的SWIM是建立在美國聯(lián)邦航空局（FAA）自有的光纖網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之上的。歐洲因?yàn)閲冶容^多，它沒有統(tǒng)一的民航專有的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，是通過專用線路將各單位的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，并在此基礎(chǔ)上來研究SWIM，建立SWIM的“虛擬信息池”。但這樣的建設(shè)成本比較高，所以歐洲打算未來把SWIM建在互聯(lián)網(wǎng)等開放性網(wǎng)絡(luò)環(huán)境上。在服務(wù)提供者方面，美國SWIM服務(wù)節(jié)點(diǎn)的主要功能是對(duì)外部用戶提供FAA自有的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和服務(wù)，還提供統(tǒng)一的應(yīng)用服務(wù)，象氣象服務(wù)、航行情報(bào)服務(wù)和航班數(shù)據(jù)交換服務(wù)等。

在歐洲SWIM是不同國家在不同時(shí)期依據(jù)不同的公司來開發(fā)建設(shè)的，采用的技術(shù)不同，所以它的服務(wù)節(jié)點(diǎn)是更多的接納企業(yè)用戶。它更強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，不太在意你采用什么樣的服務(wù)，采用同類的標(biāo)準(zhǔn)接入更多的應(yīng)用和業(yè)務(wù)。美國是單一體制國家，所以它技術(shù)上是采用統(tǒng)一的架構(gòu)，是由一家供應(yīng)商FUSE來提供統(tǒng)一的軟件支持。歐洲的SWIM在技術(shù)上并不要求各個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)采用相同的解決方案，是由服務(wù)提供者自行解決。它更強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，并且也制定了航班信息交換模型、氣象信息交換模型和情報(bào)數(shù)據(jù)交換模型等。

5 我國空管SWIM研究工作的進(jìn)展和成果

到2010年，我國已經(jīng)建立了較為完整的空管數(shù)據(jù)和信息處理體系。包括已經(jīng)建成以中國民航局空管局和地區(qū)空管局為骨干，連接各空管中心（站）、空管分局的全國自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)、數(shù)據(jù)交換和衛(wèi)星通信網(wǎng)。部分地區(qū)完成了雷達(dá)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)。航空公司和機(jī)場運(yùn)行信息初步實(shí)現(xiàn)了本地服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、產(chǎn)品化和標(biāo)準(zhǔn)化。但是，目前系統(tǒng)建設(shè)還是不夠全面，有一些業(yè)務(wù)系統(tǒng)相對(duì)孤立，還需要進(jìn)一步整合和提升標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的共享和互操作。

下一步，中國民航計(jì)劃通過積極的試驗(yàn)、論證和發(fā)展SWIM技術(shù)，逐步推廣SWIM 技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)在綜合的數(shù)據(jù)通信發(fā)展的基礎(chǔ)上，搭建一整套可以互用的信息共享和交換的基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)的運(yùn)行信息集成和整合，提供網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化、一體化的綜合信息服務(wù)。目前的主要工作集中在數(shù)據(jù)格式規(guī)范、接口規(guī)范的制定、服務(wù)質(zhì)量規(guī)范和安全性方案設(shè)計(jì)等方面。另外，也將在地空數(shù)據(jù)交換、區(qū)域治理以及國際數(shù)據(jù)互聯(lián)互通等方面開展研究工作。目前，我國和中日韓正在開展SWIM的示范驗(yàn)證。到目前為止，中國、日本、韓國之間網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)連通了。同時(shí)，我國已經(jīng)能把AFTN電報(bào)格式里的飛行計(jì)劃報(bào)（FPL），轉(zhuǎn)換成飛行數(shù)據(jù)交換模型（FIXM）。下一步，我國將和日本、韓國共同開始開發(fā)應(yīng)用。通過應(yīng)用把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成FIXM格式，實(shí)現(xiàn)中國、日本、韓國之間的飛行數(shù)據(jù)交換、共享和使用。

為了滿足空中交通管理的信息交換需要設(shè)計(jì)一系列技術(shù)獨(dú)立的、協(xié)調(diào)的、以及彼此協(xié)作的交換模型。通過這個(gè)交換模型能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)國家航班之間的無縫共享和交換。我國在FIXM方面做了很多的研究，包括它的架構(gòu)和開發(fā)的軟件。我國已經(jīng)把AFTN報(bào)文里的FPL通過一個(gè)軟件轉(zhuǎn)換成FIXM格式，然后通過這個(gè)FIXM來跟全球其他國家的飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行共享和交換。

參考文獻(xiàn)

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