基于集群架構的大型機場APU替代設施運行管理系統(tǒng)

劉志強

隨著全國大型機場APU替代設施的全面啟用，APU替代設施的運行管理工作所要處理的信息量也越來越大。通過分析某大型機場對APU替代設施運行管理工作的信息管理方面的實際需求，提出運用SSM、React.js等主流開源技術，基于一種集群架構，設計并實現(xiàn)了一套APU替代設施管理系統(tǒng)，之后進行了測試及部署應用。實踐表明，該系統(tǒng)能夠滿足大型機場的使用需要，運行穩(wěn)定，切實降低了管理人員的工作負擔。

隨著《民航貫徹落實〈打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃〉工作方案》的推進，全國旅客吞吐量一千萬人次以上的機場已經(jīng)全面啟用APU替代設施。《工作方案》從APU替代設施相關信息的共享、使用培訓、數(shù)據(jù)統(tǒng)計三方面，對這些機場提出了完善APU替代設施運行管理程序的要求。由于航班量大，設備多，協(xié)議航司多，大型繁忙機場在不增加人員配備的情況下，很難以人工的方式，及時、準確地處理日常運行管理所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)以及各協(xié)議航司、各有關部門高頻率、差異化的查詢請求。雖然國內(nèi)機場的APU替代設施大多配備了計量監(jiān)控系統(tǒng)，可以自動采集、匯總APU替代設施的使用數(shù)據(jù)，但是由于軟件設計缺陷、傳感器失靈、操作失誤等原因經(jīng)常導致其記錄的數(shù)據(jù)錯誤，需要進行人工干預。

本文針對大型繁忙機場的在APU替代設施運行管理方面的需求，結合某大型繁忙機場實際情況，對APU替代設施運行管理系統(tǒng)進行了需求分析。再根據(jù)分析結果，開發(fā)了一個功能全面、界面友好的運行管理系統(tǒng)，并在使用中驗證了該系統(tǒng)的實際效果。該系統(tǒng)應用服務器采用分布式集群架構，前后臺均使用穩(wěn)定可靠的開源組件開發(fā)，具有成本低、可水平擴展、可用性，可維護性強等特點。

一、系統(tǒng)需求分析

本文將APU替代設施運行管理系統(tǒng)的用戶分為：協(xié)議航空公司用戶、培訓管理員、運行監(jiān)管人員、設備管理員、系統(tǒng)管理員、機場內(nèi)部管理人員。培訓管理員負責管理APU替代設施使用者的培訓工作。運行監(jiān)管人員負責對每個靠橋航班的使用情況進行記錄，對違規(guī)行為進行處罰。設備管理員負責與設備維護相關的檢查、換季、維修等工作。培訓管理員、運行監(jiān)管員以及設備管理是系統(tǒng)數(shù)據(jù)的主要來源，系統(tǒng)的核心任務就是存儲來自于這些用戶的數(shù)據(jù)，然后與協(xié)議航司和機場內(nèi)部有關管理人員自助式共享。系統(tǒng)管理員主要負責管理系統(tǒng)的用戶信息以及用戶權限。

（一）培訓管理員需求

1. 管理培訓人員

培訓管理員需要維護使用者的基本信息以及初訓、復訓時間，當使用者初訓或者復訓到期時，系統(tǒng)要提醒培訓管理員。

2.管理培訓資料

培訓管理員需要上傳與培訓課程相關的資料，供受訓人員自由下載。

（二）運行監(jiān)管人員需求

在移動端記錄其工作內(nèi)容

運行監(jiān)管人員工作的主要場所是機坪，因此他們需要在移動端記錄設施使用情況，不使用原因，使用者違規(guī)處罰等情況。由于信息安全規(guī)定的限制，來源于機場生產(chǎn)網(wǎng)絡的航班信息不能直接向公網(wǎng)傳輸，運行監(jiān)管人員只能手動錄入航班基本信息，因此系統(tǒng)應能以一定頻率從公網(wǎng)服務器抓取這些信息，并在機場內(nèi)網(wǎng)服務器上進行校驗，發(fā)現(xiàn)錄入錯誤及時提醒運行監(jiān)管人員。

（三）設備管理員需求

1.維護設備基本信息

設備管理員需要通過系統(tǒng)維護、查詢各種設備的基本信息，比如型號、位置、名稱、安裝日期、啟用日期等等。

2.對自檢以及換季工作進行記錄

設備管理員需要在系統(tǒng)中對自檢工作（檢查者、檢查時間以及所發(fā)現(xiàn)的故障等）以及換季工作（工作者、完成時間以及完成情況）進行記錄。

3.維修管理

設備管理員需要記錄所有故障的設備的故障時間、修復情況、備件更換情況，并能據(jù)此掌握各種設備故障以及備件更換的統(tǒng)計信息。

4.生成設備維保檔案

設備管理員在應對外部檢查時，需要對外提供當年任意設備的涵蓋自檢、換季、維修等方面的維保檔案。系統(tǒng)應該能夠使用設備管理錄入的有關數(shù)據(jù)，自動生成這種檔案。

（四）協(xié)議航司以及機場內(nèi)部管理人員需求

1.查詢每日、每周、每月的各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)

這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要包括一定周期內(nèi)各航司的電源及空調使用率和使用時間，使用某種設備的航班號，不使用替代設施的航班號及其原因，一定周期內(nèi)各航司不使用替代設施的原因統(tǒng)計，一定周期內(nèi)各個機位的替代設施的能耗。協(xié)議航司只需要本公司的數(shù)據(jù)，機場內(nèi)部管理人員需要所有航司的數(shù)據(jù)。

2.資料下載

協(xié)議航司需要自助下載培訓課件及有關規(guī)定。

3.查看與設備相關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)及設備維保檔案

機場內(nèi)部管理人員需要掌握各類型設備的數(shù)量，一定周期內(nèi)某設備的故障次數(shù)，某種備件的更換次數(shù)等統(tǒng)計數(shù)據(jù)。在對替代設施的維保工作進行檢查時，他們還需要查看當年某個設備的維保檔案。

（五）系統(tǒng)管理員功能需求

1.用戶基本信息管理

系統(tǒng)管理員登錄后可以對用戶的基本信息（用戶名、密碼、角色等）進行修改。

2.用戶角色授權管理

系統(tǒng)管理員可以創(chuàng)建、刪除角色，為角色或用戶授權使用某種功能，禁止角色或用戶使用某種功能。除功能性要求外，APU替代設施管理系統(tǒng)作為一個對外提供服務信息管理系統(tǒng)，還應滿足以下要求：安全，根據(jù)信息安全規(guī)定不得對外發(fā)布的數(shù)據(jù)，不能以任何形式向公網(wǎng)服務器傳輸、存儲。用戶體驗一致，計算機配置不同的用戶，在使用相同內(nèi)核瀏覽器時，應有相對一致的使用體驗。這使得系統(tǒng)在應盡量在服務器端完成對數(shù)據(jù)的處理，瀏覽器端僅作數(shù)據(jù)的展示。可靠性，進行數(shù)據(jù)修改操作時，系統(tǒng)要操作的原子性，一旦操作出現(xiàn)異常，要回滾所有在此操作下完成的數(shù)據(jù)庫修改動作。要定時對數(shù)據(jù)進行備份?？伤綌U展，當訪問量增加時，可以通過增加服務器的方式擴展系統(tǒng)的并發(fā)處理能力。易維護，系統(tǒng)設計應遵循高內(nèi)聚低耦合的原則，并提供數(shù)據(jù)導入導出的功能，以保證后期維護的便捷。