智慧機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與分析

摘要 為促進(jìn)智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)水平的提升，解決當(dāng)前智慧機(jī)場(chǎng)中現(xiàn)有信息匯總量低、信息利用價(jià)值低等問(wèn)題，開(kāi)展對(duì)智慧機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究。從LED顯示大屏選型、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器選型、終端直連主機(jī)選型等硬件設(shè)計(jì)和基于B/S架構(gòu)的機(jī)場(chǎng)信息通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、智慧機(jī)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)傳輸、智慧機(jī)場(chǎng)信息后臺(tái)運(yùn)行及管理等軟件設(shè)計(jì)，共兩個(gè)方面，提出一種全新的信息系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)例應(yīng)用證明，新的信息系統(tǒng)應(yīng)用到機(jī)場(chǎng)運(yùn)行當(dāng)中能夠有效提高信息匯總量，促進(jìn)信息利用價(jià)值的提升，為智慧機(jī)場(chǎng)運(yùn)行提供信息支撐。

關(guān)鍵詞 智慧;信息;設(shè)計(jì);規(guī)劃;系統(tǒng);機(jī)場(chǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)TP393.09文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2022）08-0010-03

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)機(jī)場(chǎng)中的客流量逐漸增加，飛機(jī)是最便捷的一種出行方式，在當(dāng)前節(jié)奏快速的社會(huì)生活中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。在多種現(xiàn)代信息化技術(shù)的支撐下，智慧機(jī)場(chǎng)逐漸建設(shè)形成，并且初步實(shí)現(xiàn)了信息感知、信息傳輸和信息處理[1]。在實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)和規(guī)劃的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分滿足用戶的實(shí)際需要，并制定出更加精簡(jiǎn)的方案，從而盡可能降低前期資金的投入。從行業(yè)角度分析，通過(guò)對(duì)智慧機(jī)場(chǎng)的建設(shè)能夠保證機(jī)場(chǎng)向著更加敏捷的方向發(fā)展。機(jī)場(chǎng)作為城市中重要的交通樞紐中心，在當(dāng)前智慧建設(shè)過(guò)程中仍然存在著諸多問(wèn)題，例如乘客等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、航班服務(wù)質(zhì)量過(guò)低、航班晚點(diǎn)發(fā)生概率較高等[2]。而最重要的問(wèn)題是在智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)中存在機(jī)場(chǎng)用戶與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的問(wèn)題，不僅無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)場(chǎng)各類(lèi)信息資源的合理利用，同時(shí)信息本身的安全性也有待進(jìn)一步提升。這些問(wèn)題的存在，對(duì)智慧機(jī)場(chǎng)的管理都產(chǎn)生了一定負(fù)面影響。如何能夠在機(jī)場(chǎng)服務(wù)管理當(dāng)中應(yīng)用全新的技術(shù)手段，從而強(qiáng)化顧客的服務(wù)體驗(yàn)，是當(dāng)前該領(lǐng)域研究人員重點(diǎn)關(guān)注的話題[3]?；诖?，綜合現(xiàn)代技術(shù)在機(jī)場(chǎng)建設(shè)以及服務(wù)管理當(dāng)中的應(yīng)用趨勢(shì)，在確保向旅客提供高質(zhì)量服務(wù)的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧機(jī)場(chǎng)的優(yōu)化，該文開(kāi)展智慧機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與分析研究。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

針對(duì)某機(jī)場(chǎng)在實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)過(guò)程中，對(duì)信息系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的要求，在引入NHibernate的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)各模塊與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)之間的連接，并以此構(gòu)建如圖1所示的智慧機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖。

在圖1中所示內(nèi)容基礎(chǔ)上，首先從硬件設(shè)計(jì)層面對(duì)系統(tǒng)中所需的各類(lèi)硬件設(shè)備進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，影響該系統(tǒng)運(yùn)行的硬件設(shè)備包括：LED顯示大屏、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、終端直連主機(jī)等。下面將針對(duì)上述硬件設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明。

1.1 LED顯示大屏選型

為實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧機(jī)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中各類(lèi)信息的可視化展現(xiàn)，針對(duì)該文信息系統(tǒng)中的LED顯示大屏進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。選用USER149-590型號(hào)LED顯示大屏。USER149-590型號(hào)LED顯示大屏的像素間距為2 mm;模組尺寸為256 mm×128 mm（W×H）;像素密度為62 500點(diǎn)/m2;像素配置為貼片2 121;像素分辨率為64×32點(diǎn)陣;模塊數(shù)量為32個(gè);最佳觀看距離為4～35 m。USER149-590型號(hào)LED顯示大屏在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)其不同功能溫度變化范圍也不同，在存儲(chǔ)狀態(tài)下大屏溫度在?30～+70 ℃范圍內(nèi)可以運(yùn)行;在工作狀態(tài)下大屏溫度在?20～+50 ℃范圍內(nèi)可以運(yùn)行。USER149-590型號(hào)LED顯示大屏的操作濕度范圍在10%RH～90%RH之間，運(yùn)行電壓為AC110/220 V?±10%;平均功耗為400 W/m2，最大限度為≤800 W/m2;亮度≥2 400 cd/m2;亮度調(diào)節(jié)為每種顏色（R/G/B）255級(jí)軟件。當(dāng)前LED顯示大屏的分辨率已經(jīng)得到大幅度提升，能夠充分滿足智慧機(jī)場(chǎng)對(duì)信息展示的要求。在USER149-590型號(hào)LED顯示大屏上展示的信息包括統(tǒng)計(jì)信息，例如航班客流量、油單、車(chē)輛信息等;篩選信息，例如根據(jù)飛機(jī)的機(jī)型以及加油的狀態(tài)，選擇相應(yīng)的圖標(biāo)并進(jìn)行篩選;詳細(xì)信息，例如飛機(jī)飛行詳細(xì)信息、當(dāng)日機(jī)位待停、已停飛機(jī)信息等。

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器選型

為了確保智慧機(jī)場(chǎng)在運(yùn)行過(guò)程中各類(lèi)信息的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)進(jìn)行選型，選用R440-490型號(hào)機(jī)架式雙路服務(wù)器作為該文信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器[4]。R440-490型號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的技術(shù)參數(shù)如表1所示。

R440-490型號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器具備集成安全性，能夠鎖定信息系統(tǒng)的配置以及固件，防止信息系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中固件以及DC配置被惡意攻擊而產(chǎn)生運(yùn)行偏差。服務(wù)器當(dāng)中應(yīng)用的iDEAC缺省口令信任鏈技術(shù)能夠進(jìn)一步提高系統(tǒng)的運(yùn)行安全[5]。在該型號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上選用靈活的I/O選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)選項(xiàng)的擴(kuò)充，從而匹配智慧機(jī)場(chǎng)在建設(shè)工程中不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)。與傳統(tǒng)iDRAC8類(lèi)型數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器相比，R440-490型號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)具備了雙核ARM架構(gòu)，因此能夠?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)更加快速的頁(yè)面加載性能，并且在運(yùn)行過(guò)程中不需要其他設(shè)置，只需要啟動(dòng)Root Manager即可通過(guò)主iDRAC管理數(shù)臺(tái)服務(wù)器以及與信息系統(tǒng)相連接的輔助設(shè)備。除此之外，R440-490型號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)支持SAS/SATA/SSD等硬盤(pán)類(lèi)型，并且允許多種不同類(lèi)型硬盤(pán)的混合，從而達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)行性能。完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的選型后，針對(duì)該文信息系統(tǒng)終端直連主機(jī)設(shè)備進(jìn)行選型。選用ZKC5502型號(hào)一體化智能終端設(shè)備，利用該設(shè)備對(duì)智慧機(jī)場(chǎng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取，并將該設(shè)備采集到的信息通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞絺鬏數(shù)浇K端上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。通過(guò)直連主機(jī)設(shè)備的加入能夠方便對(duì)智慧機(jī)場(chǎng)信息進(jìn)行快速查詢，并實(shí)現(xiàn)用戶遠(yuǎn)程對(duì)信息的發(fā)送和接收，進(jìn)一步體現(xiàn)該文信息系統(tǒng)的交互性。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 基于B/S架構(gòu)的機(jī)場(chǎng)信息通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

在硬件設(shè)備的支撐下，引進(jìn)B/S架構(gòu)，對(duì)機(jī)場(chǎng)信息通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化，考慮到該文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)屬于地理信息系統(tǒng)，該類(lèi)系統(tǒng)在不同的場(chǎng)景下會(huì)存在不同的運(yùn)行需求，因此要在設(shè)計(jì)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境需求，選擇不同的網(wǎng)絡(luò)通信模式。該次所選的B/S架構(gòu)是一種基于“瀏覽器-瀏覽器”的架構(gòu)形式，相比C-S架構(gòu)，此種架構(gòu)具有更加便捷的操作性，也是系統(tǒng)建設(shè)的主要方向。對(duì)B/S架構(gòu)進(jìn)行描述，如圖2所示。

如圖2所示，建立機(jī)場(chǎng)信息通信網(wǎng)絡(luò)B/S架構(gòu)，在該架構(gòu)下，用戶通過(guò)終端瀏覽器進(jìn)入系統(tǒng)交互界面，并通過(guò)該種方式建立與業(yè)務(wù)端、邏輯端的通信連接，此時(shí)只有極少部分的業(yè)務(wù)可以展現(xiàn)在操作系統(tǒng)前端，通過(guò)該種方式進(jìn)行服務(wù)器的邏輯設(shè)計(jì)，便可以實(shí)現(xiàn)基于三層架構(gòu)的邏輯業(yè)務(wù)層實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行基于B/S的網(wǎng)絡(luò)部署時(shí)，注意對(duì)網(wǎng)絡(luò)中邏輯層的配置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。提出四個(gè)方面的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。

按照上述方式，進(jìn)行機(jī)場(chǎng)信息通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)與優(yōu)化，確保設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)具有覆蓋范圍廣、匹配度高、集成性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。

2.2 智慧機(jī)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)傳輸

完成上述設(shè)計(jì)后，考慮信息的實(shí)時(shí)流通與共享需求，提出兩種針對(duì)智慧機(jī)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊蟆?/p>

第一種傳輸方式為Socket傳輸模式，該種傳輸模式屬于一種建立在TCP協(xié)議上的通信，也是B/S架構(gòu)下的典型信息交互方式。服務(wù)器可以通過(guò)特定的IP地址與端口，為用戶提供服務(wù)，客戶只需要通過(guò)服務(wù)建立與終端IP地址的通信連接即可實(shí)現(xiàn)端口通信。在該過(guò)程中的通信協(xié)議可以是TCP/IP協(xié)議，也可以是泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的UDP協(xié)議，但無(wú)論任何形式的通信協(xié)議，都需要滿足服務(wù)器與客戶端之間的報(bào)文約定。

第二種通信方式為message通信，在該過(guò)程中，將java服務(wù)器作為信息傳輸?shù)妮d體，通過(guò)建立終端多個(gè)服務(wù)器之間有效通信的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的交互[6]。當(dāng)其中一個(gè)終端發(fā)生信息訂閱行為時(shí)，另一個(gè)服務(wù)器將通過(guò)中間件與前端服務(wù)器進(jìn)行傳輸約定，通過(guò)開(kāi)源中間件的支撐，實(shí)現(xiàn)對(duì)端的通信。

在兩者通信過(guò)程中，需要結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際需求，選擇與之匹配的通信協(xié)議作為支撐，通過(guò)此種方式，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃與信息的穩(wěn)定傳輸。

2.3 智慧機(jī)場(chǎng)信息后臺(tái)運(yùn)行及管理

為進(jìn)一步滿足智慧機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)的優(yōu)化建設(shè)需求，可在完成上述設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，增設(shè)后臺(tái)運(yùn)行管理、后臺(tái)信息安全加密等集中處理模塊。在該過(guò)程中，可采用建立數(shù)據(jù)庫(kù)的方式，將機(jī)場(chǎng)內(nèi)停機(jī)坪信息、飛機(jī)起飛信息、飛機(jī)飛行軌道信息、區(qū)域信息、測(cè)距信息等進(jìn)行格式方面的統(tǒng)一化處理，通過(guò)此種方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)后臺(tái)基礎(chǔ)信息管理的完善與優(yōu)化。

在此基礎(chǔ)上，增設(shè)三個(gè)維度的系統(tǒng)身份認(rèn)證機(jī)制，包括用戶賬號(hào)密碼認(rèn)證、數(shù)據(jù)傳輸安全認(rèn)證、數(shù)據(jù)庫(kù)維度認(rèn)證等。對(duì)于通過(guò)驗(yàn)證的用戶信息可以直接按照標(biāo)準(zhǔn)格式存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)與后臺(tái)終端。通過(guò)該方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)后臺(tái)用戶信息的認(rèn)證與安全管理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信息系統(tǒng)后臺(tái)功能的完善與優(yōu)化。

3 實(shí)例應(yīng)用分析

在完成對(duì)智慧機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)后，為驗(yàn)證這一信息系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果，以某機(jī)場(chǎng)為依托，將上述提出的信息系統(tǒng)應(yīng)用到該機(jī)場(chǎng)當(dāng)中，并促進(jìn)其智慧機(jī)場(chǎng)的建設(shè)。結(jié)合該機(jī)場(chǎng)近一年日常運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息并提取，將其作為實(shí)例中的測(cè)試樣本集合。將這一測(cè)試樣本集合按照上述規(guī)定的信息格式導(dǎo)入到系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)中，根據(jù)機(jī)場(chǎng)日常運(yùn)行中的各項(xiàng)需求指令，提取相應(yīng)的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的利用。為了驗(yàn)證該文設(shè)計(jì)的信息系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中是否具備提高機(jī)場(chǎng)信息利用價(jià)值提升的優(yōu)勢(shì)，選擇將信息匯總量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，信息匯總量越大，則說(shuō)明獲取到的有利機(jī)場(chǎng)信息越多，機(jī)場(chǎng)信息利用價(jià)值越高，反之同理。信息的匯總量可按照如下公式計(jì)算得出：

（1）

式中，——系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中機(jī)場(chǎng)信息匯總量;

——在規(guī)定時(shí)間t內(nèi)獲取到的總信息量;

——在規(guī)定時(shí)間t內(nèi)獲取到的重復(fù)信息量;

——在規(guī)定時(shí)間t內(nèi)獲取到的無(wú)用信息量。

根據(jù)上述公式，計(jì)算得出系統(tǒng)在運(yùn)行不同階段的信息匯總量，并將得出的測(cè)試結(jié)果繪制成表，如表3所示。

從表3中的應(yīng)用數(shù)據(jù)可以看出，在運(yùn)行的11：12：00—12：02：00時(shí)間內(nèi)，信息系統(tǒng)的匯總量均超過(guò)了100.0 GBit，并且通過(guò)對(duì)相同時(shí)間內(nèi)智慧機(jī)場(chǎng)運(yùn)行所需的信息量對(duì)比可以看出，在各個(gè)時(shí)間階段，信息系統(tǒng)的匯總量均明顯高于需求量，說(shuō)明信息系統(tǒng)獲取到的信息能夠保證智慧機(jī)場(chǎng)在信息系統(tǒng)上的正常運(yùn)行。因此，結(jié)合上述實(shí)例應(yīng)用證明，該文提出的新的信息系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具備更高的運(yùn)行效率，可實(shí)現(xiàn)對(duì)海量機(jī)場(chǎng)信息的整合，并促進(jìn)智慧機(jī)場(chǎng)整體運(yùn)行效率的提升。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合上述論述，在明確智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)所需條件的基礎(chǔ)上，引入現(xiàn)代化的信息管理、整合與通信技術(shù)，提出了一種全新的信息系統(tǒng)，并通過(guò)實(shí)例應(yīng)用的方式驗(yàn)證了新的信息系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的可行性。在當(dāng)前機(jī)場(chǎng)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境當(dāng)中，未來(lái)能夠掌握大數(shù)據(jù)的機(jī)場(chǎng)企業(yè)才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)行業(yè)的主導(dǎo)。在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，智慧機(jī)場(chǎng)的創(chuàng)建除了按照該文論述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)對(duì)信息系統(tǒng)的合理規(guī)劃與建設(shè)外，還需要從機(jī)場(chǎng)服務(wù)質(zhì)量提升、機(jī)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行智能化等方面進(jìn)行不斷完善，從而促進(jìn)智慧機(jī)場(chǎng)的快速建成，促進(jìn)機(jī)場(chǎng)未來(lái)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)化、集成化和可靠化。

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收稿日期：2022-03-08

作者簡(jiǎn)介：丁永江（1971—），男，本科，高級(jí)工程師，研究方向：機(jī)場(chǎng)信息化建設(shè)及運(yùn)維。