民航空管系統(tǒng)空中交通管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心建設(shè)分析

許俊賓

（中國航空結(jié)算有限責(zé)任公司，北京 101318）

當(dāng)今空管系統(tǒng)高度依賴信息技術(shù)，因此為了更好地迎接全球信息化的挑戰(zhàn)，使空管信息資源綜合能力得到提升，就必須加速推進(jìn)我國空管系統(tǒng)的信息化服務(wù)進(jìn)程，確保民航各部門實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，這是串聯(lián)空中交通運(yùn)輸運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 民航空管對(duì)行業(yè)數(shù)據(jù)的需求

（1）公眾對(duì)數(shù)據(jù)的需求。在互聯(lián)網(wǎng)普及的時(shí)代，人們借助手機(jī)App可以及時(shí)了解民航信息。因此，對(duì)空管航班的計(jì)劃、機(jī)場(chǎng)出行等信息數(shù)據(jù)都有著更高的要求，對(duì)數(shù)據(jù)的充分共享能夠?yàn)槊窈椒?wù)數(shù)字化、智能化的發(fā)展提供基礎(chǔ)。

（2）空管運(yùn)行管理決策的需求。民航在發(fā)展過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)會(huì)越來越多，如果在數(shù)據(jù)處理中缺少大數(shù)據(jù)平臺(tái)，就會(huì)使數(shù)據(jù)處理出現(xiàn)遺漏，從而難以為航空部門提供具體有效的航班計(jì)劃。

（3）生產(chǎn)數(shù)據(jù)安全的需求。在當(dāng)前航空管理生產(chǎn)系統(tǒng)中，對(duì)系統(tǒng)和系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的收集與傳輸，可采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交互方式，而數(shù)據(jù)由專用傳輸通道進(jìn)行傳輸，使參與數(shù)據(jù)交互的系統(tǒng)往往并不相同，很容易在數(shù)據(jù)傳輸中遭到各種各樣的風(fēng)險(xiǎn)[2]。當(dāng)民航空管系統(tǒng)與以外的單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，在缺少安全保障的前提下，有可能會(huì)導(dǎo)致航空系統(tǒng)面臨更的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。

（4）生產(chǎn)數(shù)據(jù)冗余備份需求。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的傳輸方式，在對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行引接時(shí)，在不需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的情況下，完全由數(shù)據(jù)自帶設(shè)備進(jìn)行保存。而在儲(chǔ)存過程中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)往往受到硬件設(shè)備的限制，使得存儲(chǔ)的內(nèi)容、種類都會(huì)受到限制，很難實(shí)現(xiàn)長時(shí)間保存，這對(duì)數(shù)據(jù)冗余會(huì)造成一定的影響。隨著民航業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)量越來越大的情況下，需要使用功能更加強(qiáng)大的云儲(chǔ)存設(shè)備，才能滿足設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求。

2 當(dāng)前民航空管系統(tǒng)在數(shù)據(jù)應(yīng)用中存在的問題

（1）硬件和傳輸資源利用率低。空中交通管控生產(chǎn)系統(tǒng)自帶的數(shù)據(jù)傳輸接口通常都會(huì)有限制，因此按照當(dāng)前階段的數(shù)據(jù)接引方式，數(shù)據(jù)端口只能為一套系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)，使得整個(gè)系統(tǒng)的利用率比較低[3]。再加上系統(tǒng)之間缺少一定的管理與規(guī)劃，所以存在功能重復(fù)的問題，嚴(yán)重影響到數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)也會(huì)造成人力資源的極大浪費(fèi)。

（2）對(duì)外引接系統(tǒng)缺乏安全性。在民航領(lǐng)域中，外部系統(tǒng)引接需求量逐漸增大，而傳統(tǒng)接引方式又很難滿足系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的安全性，導(dǎo)致對(duì)數(shù)據(jù)不能進(jìn)行有效管理，當(dāng)外部設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遇到風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，會(huì)使風(fēng)險(xiǎn)接引到系統(tǒng)中，而造成內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)。

（3）對(duì)數(shù)據(jù)的利用率較低。民航空中交通管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)的接引方式存在局限性，導(dǎo)致對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)難以實(shí)現(xiàn)，并造成數(shù)據(jù)資源的利用率下降。通常對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)與流量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)而言，由于本身數(shù)據(jù)難以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行屏蔽，因此也導(dǎo)致相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)很難發(fā)揮出自身的管理價(jià)值。對(duì)數(shù)據(jù)缺少有效加工處理，會(huì)使民航空中生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理水平和服務(wù)水平無法得到提升，最終造成運(yùn)行安全中各個(gè)運(yùn)行效率之間出現(xiàn)各種矛盾。

3 民航建立空中交通管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心流程

（1）建立穩(wěn)定的設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。數(shù)據(jù)中心選地要具備良好的供電、溫度、防塵等要求，要選擇電價(jià)便宜的地區(qū)，如貴州、西藏等地不僅電力資源豐富，而且環(huán)境適宜，當(dāng)數(shù)據(jù)服務(wù)器運(yùn)行時(shí)，不會(huì)因?yàn)闇囟雀咭约碍h(huán)境干燥導(dǎo)致CPU等硬件設(shè)備壽命縮短。此外，貴州、西藏等地工業(yè)污染程度較低，所以灰塵對(duì)設(shè)備造成的腐蝕程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他省份，選擇貴州、西藏建立民航空管系統(tǒng)空中交通管理數(shù)據(jù)中心，可以使設(shè)備具有非常良好的運(yùn)行環(huán)境。

（2）完善相關(guān)硬件設(shè)備。需要對(duì)存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)挠布O(shè)備進(jìn)行完善，確保配備相關(guān)服務(wù)器、交換機(jī)、機(jī)柜等設(shè)備，同時(shí)還要對(duì)數(shù)據(jù)中心配備火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備以及UPS制冷空調(diào)等設(shè)備。

（3）做好數(shù)據(jù)的防護(hù)和審計(jì)。在對(duì)硬件設(shè)備的維護(hù)以及對(duì)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)中，由于不同專業(yè)人員進(jìn)行專職維護(hù)，同時(shí)維護(hù)人員需要對(duì)相關(guān)維護(hù)情況及時(shí)上報(bào)。針對(duì)上報(bào)的數(shù)據(jù)由專人負(fù)責(zé)進(jìn)行審計(jì)，從而及時(shí)對(duì)硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)庫的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行分析，確?？罩薪煌ü芾砩a(chǎn)數(shù)據(jù)中心能夠正常有效運(yùn)行。

4 民航空管生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)方案

（1）硬件設(shè)計(jì)方案。在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)過程中，除機(jī)房的選址外，還需考慮供配電等相關(guān)配套設(shè)施，并做好對(duì)未來五年內(nèi)的規(guī)劃。針對(duì)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的配置，服務(wù)器的CPU、內(nèi)存都要選擇性能較高的配置，并注重多線程計(jì)算，同時(shí)服務(wù)器的內(nèi)存至少要達(dá)到虛擬內(nèi)存的兩倍以上。網(wǎng)絡(luò)配置選擇扁平化的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，按照主備機(jī)制設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)，可以在更好地滿足網(wǎng)絡(luò)交換功能前提下簡化路由器的轉(zhuǎn)發(fā)配置，從而提高網(wǎng)速。

（2）軟件設(shè)計(jì)方案。在民航空管系統(tǒng)空中交通管理生產(chǎn)的構(gòu)架中，按照分層集中完整的系統(tǒng)，需要對(duì)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)層等設(shè)置配套的防護(hù)軟件進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，而不應(yīng)該單純和生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行引接。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)、分類和分布的過程中，做好篩選工作，要根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展情況做好大數(shù)據(jù)的有效分類和處理，在數(shù)據(jù)分類的基礎(chǔ)上，確保數(shù)據(jù)格式化的規(guī)范性。制定空管管制、通導(dǎo)、氣象等各業(yè)務(wù)領(lǐng)域數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，保障各項(xiàng)數(shù)據(jù)之間的有效交互。通常建立多模型，可以保障數(shù)據(jù)利用率的提升，使各部門在構(gòu)建系統(tǒng)之間形成完整的信息交互與數(shù)據(jù)管理，保障數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)針對(duì)不同的用戶制定出人性化的界面，有利于使用戶對(duì)數(shù)據(jù)有更加直觀的感受。

（3）對(duì)數(shù)據(jù)的需求。在當(dāng)前民航空管系統(tǒng)中交通管理生產(chǎn)信息化的建設(shè)中，需要對(duì)外提供的服務(wù)內(nèi)容有以下幾種數(shù)據(jù)類型。一是航班運(yùn)行數(shù)據(jù)，飛機(jī)航班運(yùn)行需要從計(jì)劃開始，并由航空公司向?qū)徟块T進(jìn)行申報(bào)，在得到航空公司批準(zhǔn)后，可以更好地形成航班計(jì)劃，該階段的數(shù)據(jù)來源于民航內(nèi)部單位，并通過自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)的方式實(shí)現(xiàn)引接。二是流量管理數(shù)據(jù)，流量管理數(shù)據(jù)對(duì)飛機(jī)的飛行計(jì)劃做好相應(yīng)的排序后，能夠合理控制飛機(jī)運(yùn)行批次，使飛機(jī)按照計(jì)劃進(jìn)行起飛。三是輔助類支撐數(shù)據(jù)，主要是為飛機(jī)飛行提供精準(zhǔn)的氣象服務(wù)，當(dāng)飛機(jī)在飛行中接收到衛(wèi)星雷達(dá)回波圖時(shí)，應(yīng)及時(shí)了解機(jī)場(chǎng)溫度、風(fēng)向等數(shù)據(jù)，避免飛機(jī)在起飛和降落中出現(xiàn)事故。輔助支撐設(shè)備在運(yùn)行期間還要合理為飛機(jī)留出適當(dāng)?shù)幕顒?dòng)范圍，空管人員在輔助類數(shù)據(jù)的指導(dǎo)下進(jìn)行流量預(yù)戰(zhàn)術(shù)分析，并對(duì)空域中的飛機(jī)計(jì)劃進(jìn)行評(píng)估，從而確保飛機(jī)的合理運(yùn)行。四是在航班數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)：結(jié)合上述數(shù)據(jù)對(duì)飛機(jī)運(yùn)行范圍做出規(guī)劃后，如果飛機(jī)在飛行期間遭到惡劣天氣以及設(shè)施故障等情況，需要及時(shí)改變飛行軌跡，并將飛機(jī)沿途的航班數(shù)據(jù)及時(shí)上報(bào)，由地面指揮中心給出具體的解決措施。

（4）系統(tǒng)集成方案。通過結(jié)合民航空管的要求和相關(guān)云端服務(wù)技術(shù)水平，通常采用硬件或者軟件平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)集成方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)虛擬化構(gòu)建的超融合平臺(tái)。在配套主備切換、應(yīng)急響應(yīng)以及運(yùn)維監(jiān)控的過程中，通過構(gòu)建分布式、可重用以及松耦合的系統(tǒng)集成框架方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)民航空管生產(chǎn)數(shù)據(jù)方案的有效設(shè)計(jì)，同時(shí)還能保證這些信息數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性。

5 基于大數(shù)據(jù)民航空管在交通管制運(yùn)行中的安全研究

（1）優(yōu)化創(chuàng)新管理模式。在民航交通管制運(yùn)行中，需要從實(shí)際出發(fā)，并確保大數(shù)據(jù)技術(shù)可以快速有效應(yīng)用到空管運(yùn)行工作中，從而發(fā)揮出應(yīng)有的作用。在科學(xué)合理的管理模式下，保證相關(guān)空管人員在運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的過程中，對(duì)空中交通運(yùn)行期間存在的問題進(jìn)行及時(shí)糾正。在空管中加強(qiáng)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用，能夠有效地對(duì)民航機(jī)身結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理并優(yōu)化改革創(chuàng)新，能有效地對(duì)傳統(tǒng)飛行器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行量化和分析，并得出更加精準(zhǔn)的民航運(yùn)行數(shù)據(jù)?？罩薪还懿块T只有及時(shí)建立并完善對(duì)應(yīng)的預(yù)警機(jī)制，在此基礎(chǔ)上明確需要承擔(dān)的責(zé)任和義務(wù)，與此同時(shí)，落實(shí)相關(guān)流程的實(shí)效式管理模式，才能構(gòu)建出完善的數(shù)據(jù)分析平臺(tái)后，可以使平臺(tái)更好地覆蓋實(shí)際工作的各個(gè)環(huán)節(jié)。一般在利用平臺(tái)進(jìn)行有效評(píng)估時(shí)，需要對(duì)民航飛行器在運(yùn)行過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行及時(shí)掌控，而在此基礎(chǔ)上運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化處理后，可以很好地保證運(yùn)行預(yù)警處理人員得到最為精準(zhǔn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

（2）提升民航工作人員的大數(shù)據(jù)應(yīng)用意識(shí)。站在現(xiàn)實(shí)角度進(jìn)行分析，由于空中交通預(yù)警管理人員在空中交通管制運(yùn)行中，應(yīng)用安全預(yù)警大數(shù)據(jù)完成工作，其大數(shù)據(jù)應(yīng)用意識(shí)在一定程度上決定民航空中交通管制安全預(yù)警工作的應(yīng)用成效。因此，在民航空管中，通過建立起完善的內(nèi)部工作培訓(xùn)機(jī)制，并積極引導(dǎo)民航空管人員所在部門的各項(xiàng)培訓(xùn)活動(dòng)，使民航空管人員能夠利用大數(shù)據(jù)運(yùn)行安全預(yù)警技術(shù)，采用大數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行應(yīng)用和分析。在確保相關(guān)人員在大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用意識(shí)有效提升的同時(shí)，可以確保他們的大數(shù)據(jù)技術(shù)綜合應(yīng)用能力滿足空中交通管制的安全預(yù)警需求，在這個(gè)過程中，只有加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用信息的宣傳力度，才能不斷地提升相關(guān)工作人員對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)信息的重視程度，最終為確保大數(shù)據(jù)技術(shù)在空中交通管制運(yùn)行中發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

（3）將各類通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效整合。通信網(wǎng)絡(luò)通常是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的空中交通管制運(yùn)行安全機(jī)制，并在這個(gè)過程中發(fā)揮重要的作用。在通信網(wǎng)絡(luò)中，民航交通管制人員對(duì)于飛行器的相關(guān)信息進(jìn)行及時(shí)搜集時(shí)，需要以交通路線的安全信息作為關(guān)鍵依托點(diǎn)，并在完善的通信網(wǎng)絡(luò)支持條件下，確保相關(guān)工作人員能夠準(zhǔn)確有效地搜集到各種不同的信息，從而確保安全預(yù)警工作具有足夠的精準(zhǔn)性和實(shí)效性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于空管人員的實(shí)際工作內(nèi)容，還必須要有準(zhǔn)確的認(rèn)知，通過整合通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，提高采集相關(guān)的工作質(zhì)量，這是提升數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)度的重要依據(jù)。在對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面檢查時(shí)，準(zhǔn)確分析網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種問題，制定出具體的針對(duì)性應(yīng)用措施，可以保證大數(shù)據(jù)技術(shù)在空管運(yùn)行中更好地發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

（4）減少和預(yù)防民航空管人為因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)異常。在預(yù)防和減少民航人為因素的過程中，首先采用強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理并夯實(shí)安全基礎(chǔ)的方法，只有強(qiáng)化相關(guān)的規(guī)章制度，才能杜絕因?yàn)槿藶樵蚨斐傻膫€(gè)人違章。在日常民航空管中，通過加強(qiáng)日常管理中的安全教育，提高人員的安全意識(shí)，才能營造并優(yōu)化出有法可依、有章可循的規(guī)章制度。其次是注重民航空管的日常業(yè)務(wù)建設(shè)，提高相關(guān)空管人員的綜合素質(zhì)，民航管理層只有不斷提高工作人員的知識(shí)和技能，才能堅(jiān)實(shí)他們的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)，熟練處理日常的各類事物，而民航各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和職能部門通過加強(qiáng)與一線人員的溝通，共同探索解決的方法和途徑，可提高民航空管發(fā)展快速，使民航向著更高的方向前進(jìn)。

6 結(jié)束語

在民航空管系統(tǒng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)為空中交通管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)采取數(shù)字化、智能化的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，有利于更好地推動(dòng)新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，并且可以更好地完善對(duì)民航信息數(shù)據(jù)的安全保障，從而為民航空中交通管理奠定了良好的發(fā)展基礎(chǔ)，推動(dòng)民航事業(yè)向著更好地方向發(fā)展。