大數(shù)據(jù)在機(jī)場綜合管理數(shù)據(jù)庫建設(shè)中的應(yīng)用研究

徐赫 張昊玥

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，對航空的需求也持續(xù)快速增長，民航旅客吞吐量也飛速增長，預(yù)計在不遠(yuǎn)的將來會成為全球最大的民航市場。在這一背景下，機(jī)場綜合管理建設(shè)也備受關(guān)注，在當(dāng)前機(jī)場綜合管理數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作中利用可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)等進(jìn)行大數(shù)據(jù)研究應(yīng)用非常關(guān)鍵，保障機(jī)場在綜合管理數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程中能處理海量數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)和數(shù)據(jù)分析挖掘價值，進(jìn)而讓機(jī)場綜合管理數(shù)據(jù)庫建設(shè)更為全面。本文首先研究了大數(shù)據(jù)概念，然后探討了機(jī)場運(yùn)行面臨的數(shù)據(jù)處理挑戰(zhàn)，再分析了構(gòu)建方案，最后給出了總體結(jié)構(gòu)框架，希望有利于機(jī)場綜合管理數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作的開展。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù);機(jī)場綜合管理;數(shù)據(jù)庫建設(shè)

從當(dāng)前國內(nèi)機(jī)場建設(shè)來看，多數(shù)機(jī)場都已經(jīng)構(gòu)建了各自運(yùn)營的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，且這些系統(tǒng)的正常運(yùn)營為機(jī)場正常運(yùn)行和管理業(yè)務(wù)的開展提供保障。在多年的機(jī)場業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生出各類信息數(shù)據(jù)，如何通過現(xiàn)代化技術(shù)和方式來挖掘數(shù)據(jù)中潛在的價值，幫助機(jī)場建設(shè)優(yōu)化，提高整體質(zhì)量，增加機(jī)場運(yùn)營效益，成為當(dāng)前國內(nèi)機(jī)場綜合管理建設(shè)工作的重中之重。目前，我國各行各業(yè)都在創(chuàng)新運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，且這些技術(shù)的運(yùn)用愈加規(guī)范，將其運(yùn)用到機(jī)場綜合建設(shè)數(shù)據(jù)庫管理工作中有了前提依據(jù)。以下主要圍繞著大數(shù)據(jù)的基本內(nèi)容展開簡單的分析與探討。

一、大數(shù)據(jù)綜述

大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生對國家治理行業(yè)進(jìn)步、業(yè)務(wù)流程甚至個人生活工作方式都產(chǎn)生巨大影響，它是IT產(chǎn)業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算之后的又一次重大技術(shù)革新，通過對大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和再利用創(chuàng)造的價值無法估量，因此，大數(shù)據(jù)將會成為未來信息市場最重要的市場競爭之一。大數(shù)據(jù)不是一類新的技術(shù)產(chǎn)品，也不作為一類新的技術(shù)，而是一種新的研究方法、新的思想，對大數(shù)據(jù)的研究已經(jīng)成為近些年來的研究熱點(diǎn)。大數(shù)據(jù)有幾個突出的特點(diǎn)，比如處理速度快、數(shù)據(jù)含量大、數(shù)據(jù)種類多、隱藏價值高、隱藏密度低等，所以在大數(shù)據(jù)時代到來后的數(shù)據(jù)處理情況與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫處理方式相比更加具有市場價值。

大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)Ａ康臄?shù)據(jù)進(jìn)行收集、儲存、分類、管理、處理、分析以及共享，并實(shí)現(xiàn)可視化，大數(shù)據(jù)能夠被使用的數(shù)據(jù)包括可視化技術(shù)、分解技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、數(shù)據(jù)分布技術(shù)等等。以上幾種數(shù)據(jù)對大數(shù)據(jù)的處理結(jié)果有一定差別，任務(wù)分解技術(shù)與數(shù)據(jù)分布技術(shù)作為關(guān)鍵思想，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)則是通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理以及機(jī)器學(xué)習(xí)，使得大量的數(shù)據(jù)中能夠提取出有用的信息和知識，用來進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的方法與工具包含聚類分析、回歸分析、分類、演化分析、關(guān)聯(lián)分析、序列模式等多種，而數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)包含非關(guān)系型數(shù)據(jù)與分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可視化技術(shù)可以對大數(shù)據(jù)分析后的結(jié)果通過動畫、圖片、圖表方等式進(jìn)行展示。

二、機(jī)場運(yùn)行面臨的數(shù)據(jù)處理的挑戰(zhàn)

當(dāng)前，信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，使得數(shù)據(jù)的價值越來越高，數(shù)據(jù)資產(chǎn)能在云計算的保護(hù)下進(jìn)行保管與訪問，但大數(shù)據(jù)中所隱含的價值如何被用來為個人生活、企業(yè)發(fā)展、國家發(fā)展所用，成為當(dāng)前大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵分析點(diǎn)。當(dāng)前，我國重要機(jī)場所建立的模式是以機(jī)場運(yùn)行數(shù)據(jù)庫為核心開展的，該建設(shè)模式將航班信息作為重要信息來源，通過中間平臺的幫助完成旅客所需航班顯示系統(tǒng)、離港系統(tǒng)、信息集成系統(tǒng)、服務(wù)系統(tǒng)、設(shè)施保障系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)等多種系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)，確保機(jī)場航站樓的協(xié)調(diào)進(jìn)行，正常運(yùn)作。從當(dāng)前機(jī)場所用的運(yùn)行管理模式來看，數(shù)據(jù)來源于旅客服務(wù)與航班保障的多個方面，比如物流數(shù)據(jù)、航班信息數(shù)據(jù)、行李數(shù)據(jù)、旅客服務(wù)數(shù)據(jù)、交通樞紐車位數(shù)據(jù)、商業(yè)服務(wù)數(shù)據(jù)、設(shè)施設(shè)備管控數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)處理數(shù)據(jù)以及財務(wù)辦公數(shù)據(jù)等多種類數(shù)據(jù)。

當(dāng)前大數(shù)據(jù)環(huán)境下，許多企業(yè)面臨的問題是數(shù)據(jù)量大、處理方式落后。因此，即便我國多數(shù)機(jī)場在正常運(yùn)行管理工作中會產(chǎn)生海量的運(yùn)行數(shù)據(jù)，但是多數(shù)機(jī)場的運(yùn)行管理數(shù)據(jù)庫會對實(shí)時航班的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析處理，而不會對海量數(shù)據(jù)背后潛藏的價值信息進(jìn)行深入挖掘和利用。所以通過構(gòu)建機(jī)場綜合管理數(shù)據(jù)庫，將海量的數(shù)據(jù)信息通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行綜合管理，完成深入挖掘和利用非常關(guān)鍵。

三、構(gòu)建方案

進(jìn)行機(jī)場綜合管理數(shù)據(jù)庫建設(shè)會運(yùn)用到大量的信息數(shù)據(jù)，在這些信息數(shù)據(jù)中不但包含實(shí)時航班運(yùn)行數(shù)據(jù)還包含大量的歷史數(shù)據(jù)，在建設(shè)數(shù)據(jù)倉庫時，要保障機(jī)場綜合分析管理的各方面都被支持，比如航班旅客服務(wù)質(zhì)量分析與管理、航班運(yùn)行分析與管理、規(guī)劃和招商分析與管理、設(shè)施設(shè)備運(yùn)行保障分析與管理、決策分析與管理等，通過對數(shù)據(jù)倉庫的全新設(shè)計打造不同的主題和集合，進(jìn)而保障數(shù)據(jù)處理的有效性。根據(jù)不同主題的數(shù)據(jù)庫，建立屬性歸納法來刪減冗雜信息，精簡數(shù)據(jù)集，然后按分類存儲的規(guī)則將數(shù)據(jù)庫所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲再利用，利用分析工具進(jìn)行不同層次的有效信息分類與分析時，合理將數(shù)據(jù)挖掘工具方法庫、知識庫、模型庫的整合運(yùn)用，最終呈現(xiàn)給用戶的是由可視化工具分析后的結(jié)果。

四、總體架構(gòu)

根據(jù)機(jī)場這類大型交通樞紐的本身特點(diǎn)，進(jìn)行綜合管理數(shù)據(jù)倉庫的建設(shè)，其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，根據(jù)圖1中的信息能夠看出數(shù)據(jù)倉庫可以被分成五個方面，分別是數(shù)據(jù)可視化、綜合管理數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)分析提取和數(shù)據(jù)處理。

（一）數(shù)據(jù)源層

機(jī)場航班在其運(yùn)行過程中會接觸到許多方面的數(shù)據(jù)源，例如物流數(shù)據(jù)、行李數(shù)據(jù)、旅客行程數(shù)據(jù)、航班數(shù)據(jù)、設(shè)施設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、行政辦公數(shù)據(jù)、商業(yè)數(shù)據(jù)等，也包括航空公司數(shù)據(jù)、空管數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等，以上所有的數(shù)據(jù)既包含實(shí)施運(yùn)行數(shù)據(jù)，也包含部分歷史數(shù)據(jù)不，且同的數(shù)據(jù)被存儲在不同的部門和不同數(shù)據(jù)庫中。

（二）數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理實(shí)際上是讓存儲的數(shù)據(jù)通過事實(shí)表與裝載維度表準(zhǔn)備的工作，但是因為數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的內(nèi)容并不相互獨(dú)立，總是存在交叉的情況，因此可以通過互動性來分類觀測數(shù)據(jù)，一般來講，數(shù)據(jù)可被分為兩大類，分別為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。此外，在數(shù)據(jù)元素中還包含數(shù)據(jù)殘缺、數(shù)據(jù)冗雜、數(shù)據(jù)噪聲等其他問題。因此，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理進(jìn)化轉(zhuǎn)換后再重新組織，將其有效的、符合主題的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)倉庫中。

（三）綜合管理數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)倉庫能夠?qū)︻A(yù)測數(shù)據(jù)和實(shí)際信息數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合存儲，也能存儲預(yù)測執(zhí)行完成后得到的結(jié)果，進(jìn)而形成決策信息庫。例如，對航班運(yùn)行進(jìn)行分析管理，就能得到海量的設(shè)備設(shè)施監(jiān)控數(shù)據(jù)和航班運(yùn)行數(shù)據(jù)，然后將其存入到數(shù)據(jù)倉庫內(nèi)，將其與數(shù)據(jù)倉庫中已有的信息進(jìn)行綜合管理和分析，最終得到確保航班正常出行的最優(yōu)化管理方案與設(shè)施設(shè)備運(yùn)行方案。此方案可以根據(jù)航班運(yùn)行情況分配該航班所需扶梯、照明、通道、登機(jī)橋、空調(diào)等設(shè)備，并提高所需設(shè)備的使用率，有效減少航班運(yùn)行成本，數(shù)據(jù)集市的引入為了將數(shù)據(jù)及時與數(shù)據(jù)倉庫進(jìn)行分離，進(jìn)而有效解決數(shù)據(jù)倉庫中冗雜數(shù)據(jù)、無效數(shù)據(jù)的處理，保障數(shù)據(jù)集市只為決策提供相應(yīng)服務(wù)，作為直接決策和數(shù)據(jù)源過程中的緩沖，數(shù)據(jù)倉庫的建立非常重要。

（四）數(shù)據(jù)分析提取

完成數(shù)據(jù)處理后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)提取來完成最終的決策分析過程，聯(lián)機(jī)分析處理方式能夠?qū)⒑桨噙\(yùn)行中運(yùn)用到的知識庫、模型庫通過運(yùn)算和數(shù)據(jù)加工，并在交互式的統(tǒng)計和分析預(yù)測上為機(jī)場管理部門的決策工作提供相應(yīng)意見。由于機(jī)場的特殊性，應(yīng)該將數(shù)據(jù)分為歷史數(shù)據(jù)和事實(shí)數(shù)據(jù)兩個部分，然后利用云平臺進(jìn)行計算采用的計算處理方式，包括Hadoop技術(shù)和MapReduce技術(shù)。由數(shù)據(jù)倉庫中的知識在數(shù)據(jù)挖掘工具的輔助作用下形成知識庫，可被用來做預(yù)測推理，完成定性分析，而方法庫與模型庫則為最終決策提供定量分析和輔助決策，方法計算類庫與預(yù)測方法字典共同組成方法庫，模型存儲庫預(yù)測模型字典以及模型參數(shù)字典的組成模型庫，然后方法庫、知識庫、模型庫的連接處理與信息交互，讓用戶能夠在界面內(nèi)完成數(shù)據(jù)的分析與預(yù)測。

（五）數(shù)據(jù)可視化

為了讓機(jī)場綜合管理人員的決策工作順利進(jìn)行，可以建設(shè)數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘，從而獲得有價值的信息，以便為機(jī)場旅客服務(wù)、航班進(jìn)出港等作出正確決策和對策制定，所以在總體構(gòu)架中可視化工具要求界面簡潔、功能全面。機(jī)場綜合管理數(shù)據(jù)庫所包含的數(shù)據(jù)源多種多樣，其中含有大量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)應(yīng)用本身具有極強(qiáng)的復(fù)雜性，使得數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的交互作用更加明顯，通過人工智能、視覺智能處理等技術(shù)來進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的分析處理與資源提取，再利用人機(jī)推理技術(shù)或輔助圖像分析技術(shù)來進(jìn)行各類任務(wù)的處理分析，再制定視覺分析軟件，并將其運(yùn)用到機(jī)場各部門中，以部門要求進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而得到具有商業(yè)價值的可視化信息。

五、機(jī)場綜合管理數(shù)據(jù)庫創(chuàng)新發(fā)展的建議

在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展信息技術(shù)不斷更新的社會環(huán)境下，我國各大機(jī)場長年累月的運(yùn)行工作所積累的數(shù)據(jù)非常龐大，但由于沒有合適和先進(jìn)的技術(shù)加以支撐，導(dǎo)致機(jī)場沒有正確認(rèn)識到歷史數(shù)據(jù)所包含的價值，因此無法發(fā)揮數(shù)據(jù)價值的作用。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，此類現(xiàn)象有所緩解。通過利用大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘海量數(shù)據(jù)中潛在的價值，并將其作為發(fā)展前提來優(yōu)化我國各大機(jī)場的服務(wù)水平與管理水平，比如針對游客來講，以往機(jī)場在服務(wù)游客時，通常會選用被動的服務(wù)方式，而在當(dāng)前運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的前提下，則可通過數(shù)據(jù)信息進(jìn)行游客需求的分析與預(yù)測，掌握旅客需求，讓機(jī)場服務(wù)更加個性化，機(jī)場服務(wù)人員通過分析結(jié)果為游客提供相應(yīng)服務(wù)，進(jìn)而使得機(jī)場的服務(wù)水平有效提高。又比如在航班業(yè)務(wù)方面，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)完成航班人員和航班資源的優(yōu)化配置，挖掘數(shù)據(jù)中潛在規(guī)律，比如地面服務(wù)、機(jī)型、合約、到場時間、員工排班、資源配置等各方面。把握各環(huán)節(jié)人員的調(diào)度，使得整個航班的一系列工作得到優(yōu)化與改善，從而保障航班計劃的正常開展，減少突發(fā)情況的概率。另外，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行研究分析，還能降低航班延誤率或其他突發(fā)類事件的概率，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)機(jī)場管理人員可分析航班延誤的歷史數(shù)據(jù)，分析找到造成航班延誤的原因，進(jìn)而有針對性地給出解決措施和應(yīng)急預(yù)案，待航班延誤情況發(fā)生后，及時利用大數(shù)據(jù)技術(shù)掌握離港或進(jìn)港航班旅客的微信、微博等社交軟件平臺，控制輿論。

六、結(jié)語

綜上所述可以知道，從我國機(jī)場運(yùn)營現(xiàn)狀來看，我國許多大型機(jī)場在長年累月的經(jīng)營過程中積累了海量的運(yùn)營數(shù)據(jù)，由于以往缺少科學(xué)的技術(shù)手段進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)分析，使得運(yùn)行數(shù)據(jù)的存在價值未被發(fā)掘，而當(dāng)前大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛使用和技術(shù)水平的提高，讓機(jī)場管理數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程中可以通過分析大數(shù)據(jù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，讓海量數(shù)據(jù)中潛在的數(shù)據(jù)價值被發(fā)現(xiàn)和利用，使得機(jī)場的服務(wù)質(zhì)量和管理水平有效提高。由于現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，在機(jī)場管理中運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢，特別是我國部分大型機(jī)場在建設(shè)綜合管理數(shù)據(jù)庫工作中，要把握大數(shù)據(jù)技術(shù)在機(jī)場領(lǐng)域未來發(fā)展的可能性，抓住良好的發(fā)展契機(jī)。可是，針對大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用而言，許多有關(guān)研究仍然停留在以“云計算”為重點(diǎn)的大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)和軟件研究開發(fā)工作上，如何將大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究應(yīng)用作用到實(shí)際的機(jī)場運(yùn)營管理領(lǐng)域、促進(jìn)機(jī)場服務(wù)建設(shè)和運(yùn)營管理成為當(dāng)前大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)。許多理論研究和實(shí)際研究的限制，在機(jī)場綜合管理數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程中運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)仍然停留在探討和分析階段，希望通過文章探討能夠?qū)C(jī)場建設(shè)運(yùn)用大數(shù)據(jù)提供有效參考意見。

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作者簡介：

徐赫（1993-），男，漢族，北京人，本科，北京太極信息系統(tǒng)技術(shù)有限公司員工，對外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)統(tǒng)計學(xué)院在職人員高級課程研修班學(xué)員，研究方向：大數(shù)據(jù)科學(xué)與應(yīng)用;

張昊玥（1995-），女，漢族，北京人，碩士，民航機(jī)場規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司，研究方向：模式識別。