一種通用航空飛行管理軟件的設(shè)計(jì)

四川九洲空管科技有限責(zé)任公司 張 江 李涵文 索 宇

近幾年我國(guó)在航空領(lǐng)域取得了迅猛的發(fā)展，通用航空，航空安全、空域管理及空管保障與服務(wù)，無(wú)論是在運(yùn)行層面，還是在空管系統(tǒng)建設(shè)、裝備研制和技術(shù)研究層面，都必須保持體制、機(jī)制、運(yùn)行概念、裝備和系統(tǒng)要求、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及空管單位等多方面要素的安全性、協(xié)同性和兼容性。利用新技術(shù)新方法促進(jìn)數(shù)據(jù)信息共享，創(chuàng)新管理模式，增強(qiáng)航空空域管理能力和服務(wù)能力，對(duì)促進(jìn)航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義重大。

本文基于通用航空服務(wù)站項(xiàng)目對(duì)通用航空飛行管理軟件分析研究，并對(duì)各軟件模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，為后續(xù)開(kāi)發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 背景介紹

通用航空是我國(guó)當(dāng)前重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，國(guó)務(wù)院、中央軍委出臺(tái)的低空空域管理改革政策，為進(jìn)一步促進(jìn)通用航空產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展提供了有力的政策保障。通用航空企業(yè)匯聚趨勢(shì)明顯，產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好，以航空制造、航空服務(wù)、通航運(yùn)營(yíng)、駕駛培訓(xùn)等業(yè)務(wù)為主導(dǎo)的通用航空產(chǎn)業(yè)體系雛形初步形成，低空空域使用需求已經(jīng)形成并快速發(fā)展。

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 軟件架構(gòu)

通用航空服務(wù)站系統(tǒng)通用航空飛行管理軟件采用B/S軟件架構(gòu)，分為客戶端、表示層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層等四層，系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖1所示。

各層主要功能如下：

（1）客戶端：采用Web瀏覽器，在席位終端上顯示服務(wù)站動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)或互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)；服務(wù)站操作人員和通航用戶通過(guò)網(wǎng)頁(yè)完成登錄、輸入、瀏覽、查閱、監(jiān)控等操作；

（2）數(shù)據(jù)表示層：表示層基于Web服務(wù)器，生成服務(wù)站動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)，提供各類顯示和操作功能；服務(wù)站動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)根據(jù)用戶輸入和應(yīng)用層的數(shù)據(jù)處理結(jié)果生成；

（3）數(shù)據(jù)處理層：應(yīng)用層包括用戶管理、監(jiān)視數(shù)據(jù)處理、各類飛行情報(bào)處理、告警與協(xié)調(diào)救援等數(shù)據(jù)處理功能，為表示層提供動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)源；

（4）數(shù)據(jù)接口層：包括本站數(shù)據(jù)庫(kù)，以及與通用航空飛行服務(wù)網(wǎng)站、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、國(guó)家氣象服務(wù)網(wǎng)站、民航網(wǎng)站的連接接口；本站業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)用于數(shù)據(jù)記錄、存儲(chǔ)；與通用航空飛行服務(wù)網(wǎng)站、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、國(guó)家氣象服務(wù)網(wǎng)站、民航網(wǎng)站接口用于獲取與飛行服務(wù)相關(guān)的外部數(shù)據(jù)信息，包括公共氣象信息、飛行計(jì)劃、航空氣象、航行情報(bào)象等信息。

圖1 軟件B/S架構(gòu)示意圖

2.2 模塊組成

通用航空服務(wù)站系統(tǒng)通用航空飛行管理軟件應(yīng)具有良好的人機(jī)界面，操作方便，為通用航空飛行及時(shí)提供氣象服務(wù)、飛行計(jì)劃服務(wù)、航行情報(bào)服務(wù)、飛行情報(bào)服務(wù)、監(jiān)視與告警服務(wù)、飛行支援、應(yīng)急救援和其他相關(guān)支持。

通用航空飛行管理軟件按其提供的功能可劃分為以下模塊，如圖2所示。

2.3 飛行計(jì)劃處理

飛行計(jì)劃處理對(duì)飛行計(jì)劃報(bào)文進(jìn)行接收、譯碼和存儲(chǔ)，提供飛行計(jì)劃申報(bào)、修改、實(shí)施和完成報(bào)告進(jìn)行處理的功能，向通航用戶提供飛行計(jì)劃服務(wù)。

飛行計(jì)劃的處理流程如圖3所示。

圖2 通用航空飛行管理軟件功能模塊圖

圖3 飛行計(jì)劃處理流程圖

飛行計(jì)劃處理包括：飛行計(jì)劃獲取與處理、飛行情報(bào)有效性檢查、重復(fù)性飛行計(jì)劃處理、飛行計(jì)劃修改和飛行計(jì)劃狀態(tài)管理。其功能結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 飛行計(jì)劃處理功能結(jié)構(gòu)

2.4 氣象情報(bào)處理

氣象情報(bào)處理完成氣象情報(bào)的獲取與處理、分配以及記錄等，為監(jiān)視數(shù)據(jù)處理、飛行計(jì)劃處理、信息輸出等其他功能提供氣象數(shù)據(jù)，還可通過(guò)話音通信子系統(tǒng)為航空用戶提供氣象情報(bào)服務(wù)。

氣象情報(bào)處理流程如圖5所示。

圖5 氣象情報(bào)處理流程圖

2.5 航行情報(bào)處理

航行情報(bào)處理完成航行情報(bào)獲取與處理、分配以及記錄等，通過(guò)話音通信子系統(tǒng)為航空用戶提供航行情報(bào)服務(wù)。

航行情報(bào)處理流程如圖6所示。

圖6 航行情報(bào)處理流程圖

2.6 飛行情報(bào)處理

飛行情報(bào)處理完成飛行情報(bào)的獲取與處理、分配以及記錄等，通過(guò)話音通信子系統(tǒng)為航空用戶提供飛行情報(bào)服務(wù)。飛行情報(bào)處理流程如圖7所示。

圖7 飛行情報(bào)處理流程圖

2.7 監(jiān)視顯示與操作

用戶提供當(dāng)前空情態(tài)勢(shì)監(jiān)視，實(shí)時(shí)顯示航跡、飛行計(jì)劃航跡、地圖以及其他圖形輔助顯示，并提供航跡管理操作和背景圖操作功能。

飛行監(jiān)視顯示與操作包括ADS-B航跡跟蹤、航跡顯示、地圖顯示、圖形輔助顯示和背景圖層操作功能等。

ADS-B信息處理流程如圖8所示。

圖8 ADS-B航跡處理流程圖

圖9 信息上報(bào)處理流程

圖10 話音信息發(fā)布處理流程

2.8 告警救援處理

告警救援處理提供告警和協(xié)助救援服務(wù)的功能，主要包括告警判斷、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與查詢和協(xié)助救援等內(nèi)容。

2.9 信息發(fā)布處理

信息發(fā)布處理完成信息上報(bào)和話音信息發(fā)布，具體處理流程如圖9和圖10所示。

2.10 系統(tǒng)綜合管理

系統(tǒng)綜合管理提供用戶管理、數(shù)據(jù)管理和記錄重演功能。

用戶管理對(duì)本站用戶進(jìn)行權(quán)限和職責(zé)管理。

數(shù)據(jù)管理用于管理和維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、空管基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)順利開(kāi)展業(yè)務(wù)提供保障。

記錄重演用于記錄系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、話音通信數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，記錄系統(tǒng)所有日志信息；并提供控制重演功能，指定回放數(shù)據(jù)。

結(jié)束語(yǔ)：在對(duì)通用航空服務(wù)站項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，本文介紹了通用航空服務(wù)站項(xiàng)目系統(tǒng)組成，以及對(duì)本系統(tǒng)的配套通用航空飛行管理軟件進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)具備良好的可移植性，便于工程上的應(yīng)用；基于B/S架構(gòu)的設(shè)計(jì)模式使得軟件具備較好的擴(kuò)展性，在開(kāi)過(guò)程中借鑒了大量Java開(kāi)發(fā)實(shí)例。該軟件已經(jīng)通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，并得到試用單位的認(rèn)可。同時(shí)該項(xiàng)目軟件具有一定的提升空間，如管制人員的培訓(xùn)，通航企業(yè)的信息公示等功能。