自動(dòng)化運(yùn)維提升民航信息系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性

周祥偉 計(jì)葉

摘要：計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代民航信息系統(tǒng)中扮演著重要角色，提升其可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。本文主要探討利用計(jì)算機(jī)軟硬件自動(dòng)化運(yùn)維來提升民航信息系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，首先介紹計(jì)算機(jī)軟硬件自動(dòng)化運(yùn)維的概念，然后討論提升系統(tǒng)可靠性的具體方法和技術(shù)，最后探討安全性和隱私保護(hù)在民航信息系統(tǒng)中的重要性及其強(qiáng)化措施。

關(guān)鍵詞：民航；信息系統(tǒng)；自動(dòng)化運(yùn)維；可靠性；穩(wěn)定性

DOI：10.12433/zgkjtz.20240608

隨著民航業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，民航信息系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性也在不斷增加，涉及航班調(diào)度、乘客信息管理、機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)等重要環(huán)節(jié)，其可靠性和穩(wěn)定性對(duì)保障航空安全和提升乘客體驗(yàn)至關(guān)重要。然而，由于信息系統(tǒng)規(guī)模龐大、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜以及人為因素的干擾，系統(tǒng)故障和服務(wù)中斷仍然時(shí)有發(fā)生。因此，如何提升民航信息系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性成為一個(gè)亟待解決的問題。

一、計(jì)算機(jī)軟硬件自動(dòng)化運(yùn)維概述

計(jì)算機(jī)軟硬件自動(dòng)化運(yùn)維是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是利用自動(dòng)化技術(shù)和工具管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的過程。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和復(fù)雜性的增加，傳統(tǒng)的手動(dòng)運(yùn)維方式已經(jīng)不能滿足快速、高效和準(zhǔn)確的需求。因此，自動(dòng)化運(yùn)維成為提高運(yùn)維效率和降低運(yùn)維成本的重要手段。

自動(dòng)化運(yùn)維的核心目標(biāo)是通過減少人工干預(yù)，提高運(yùn)維的效率和質(zhì)量，對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)化配置、故障診斷和性能優(yōu)化等操作。通過自動(dòng)化運(yùn)維，快速發(fā)現(xiàn)和解決問題，減少人為錯(cuò)誤和停機(jī)時(shí)間，提高信息系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

在計(jì)算機(jī)軟硬件自動(dòng)化運(yùn)維中，常用的工具和技術(shù)包括監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)化部署工具、配置管理工具、故障診斷工具和性能優(yōu)化工具等。這些工具和技術(shù)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)化運(yùn)維操作，加快了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高了系統(tǒng)的可用性和可管理性。

監(jiān)控系統(tǒng)是自動(dòng)化運(yùn)維的基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)，如CPU利用率、內(nèi)存使用率、磁盤空間等，通過對(duì)這些指標(biāo)的分析和預(yù)警，可以提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的異常和故障，并及時(shí)采取措施進(jìn)行修復(fù)。

自動(dòng)化部署工具是自動(dòng)化運(yùn)維的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)軟件和配置的自動(dòng)化部署，降低手工操作的復(fù)雜性和發(fā)生錯(cuò)誤的概率。通過自動(dòng)化部署工具，民航可以快速部署和更新軟件，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和可用性。

故障診斷工具是自動(dòng)化運(yùn)維的重要保障，可以快速定位和解決系統(tǒng)的故障，通過故障診斷工具，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，分析和診斷故障原因，并提供相應(yīng)的修復(fù)方案，減輕故障對(duì)系統(tǒng)造成的影響和損失。

二、利用軟件自動(dòng)化運(yùn)維提升可靠性

（一）自動(dòng)化故障檢測(cè)和修復(fù)

1.異常檢測(cè)技術(shù)

異常檢測(cè)技術(shù)是自動(dòng)化故障檢測(cè)的關(guān)鍵，通過監(jiān)控和分析系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)和運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并識(shí)別異常情況。常見的異常檢測(cè)技術(shù)包括基于規(guī)則的檢測(cè)、基于模型的檢測(cè)和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的檢測(cè)。

基于規(guī)則的檢測(cè)是最簡(jiǎn)單和常用的方法，通過定義一系列規(guī)則判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)異常。這種方法適用于已知故障模式的情況，但對(duì)于未知故障模式的檢測(cè)效果較差。

基于模型的檢測(cè)是指利用系統(tǒng)的模型判斷是否出現(xiàn)異常。通過建立系統(tǒng)的正常模型，比較實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與模型的差異，從而判斷是否存在異常。這種方法適用于已知模型的情況，但對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)或者頻繁變化的系統(tǒng)，模型的建立和維護(hù)成本較高。

基于機(jī)器學(xué)習(xí)的檢測(cè)是指利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來訓(xùn)練模型，從而實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)。通過對(duì)系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)的分析和學(xué)習(xí)，建立能夠自動(dòng)識(shí)別異常的模型。這種方法適用于復(fù)雜系統(tǒng)和未知模式的情況，但需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和計(jì)算資源。

2.自動(dòng)故障修復(fù)技術(shù)

故障修復(fù)是自動(dòng)化運(yùn)維的另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一旦發(fā)現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)采取修復(fù)措施，這也是保證系統(tǒng)可靠性的重要手段。傳統(tǒng)的故障修復(fù)方式需要人工干預(yù)，而自動(dòng)化故障修復(fù)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的故障修復(fù)。

自動(dòng)故障修復(fù)技術(shù)可以分為預(yù)定義規(guī)則的自動(dòng)修復(fù)和自主學(xué)習(xí)的自動(dòng)修復(fù)兩類。預(yù)定義規(guī)則的自動(dòng)修復(fù)是基于事先定義的修復(fù)規(guī)則來進(jìn)行故障修復(fù)。當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)預(yù)定義的規(guī)則執(zhí)行相應(yīng)的修復(fù)操作。這種方法適用于已知故障模式和固定的修復(fù)操作，但對(duì)于復(fù)雜的故障模式和多樣化的修復(fù)操作效果較差。

自主學(xué)習(xí)的自動(dòng)修復(fù)是利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法和歷史數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)和推斷良好的修復(fù)策略。通過對(duì)歷史故障數(shù)據(jù)的分析和學(xué)習(xí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)學(xué)習(xí)并給出一套適應(yīng)性強(qiáng)的修復(fù)策略。這種方法適用于復(fù)雜的故障模式和多樣化的修復(fù)操作，但需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和計(jì)算資源。

（二）自動(dòng)化備份和恢復(fù)

1.數(shù)據(jù)備份策略

數(shù)據(jù)備份策略是自動(dòng)化備份的基礎(chǔ)，不同的數(shù)據(jù)備份策略根據(jù)系統(tǒng)的需求和特點(diǎn)進(jìn)行選擇。常見的數(shù)據(jù)備份策略包括完全備份、增量備份和差異備份。

完全備份是將整個(gè)數(shù)據(jù)集備份到備份介質(zhì)中，這種備份方式保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，但需要較大的存儲(chǔ)空間和時(shí)間。

增量備份是指?jìng)浞葑陨洗蝹浞菀詠戆l(fā)生變化的數(shù)據(jù)，這種備份方式減少備份時(shí)間和存儲(chǔ)空間，但恢復(fù)時(shí)需要先恢復(fù)完全備份，再恢復(fù)增量備份。

差異備份是指?jìng)浞葑陨洗瓮耆珎浞菀詠戆l(fā)生變化的數(shù)據(jù)，這種備份方式減少備份時(shí)間和存儲(chǔ)空間，恢復(fù)時(shí)只需要恢復(fù)差異備份即可。

選擇合適的數(shù)據(jù)備份策略需要考慮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)變化情況和恢復(fù)時(shí)間等因素，以達(dá)到數(shù)據(jù)可靠性和恢復(fù)效率的平衡。

2.自動(dòng)化恢復(fù)技術(shù)

自動(dòng)化恢復(fù)技術(shù)是自動(dòng)化備份和恢復(fù)的關(guān)鍵，對(duì)備份數(shù)據(jù)的自動(dòng)恢復(fù)和重建，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)的自動(dòng)恢復(fù)。常見的自動(dòng)化恢復(fù)技術(shù)包括數(shù)據(jù)恢復(fù)、配置恢復(fù)和環(huán)境恢復(fù)等。

數(shù)據(jù)恢復(fù)是一種將備份數(shù)據(jù)恢復(fù)到原始狀態(tài)的方法，將備份數(shù)據(jù)還原到系統(tǒng)中，使系統(tǒng)回到故障發(fā)生之前的狀態(tài)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是恢復(fù)簡(jiǎn)單快速，缺點(diǎn)是可能會(huì)丟失一部分最新的數(shù)據(jù)。

配置恢復(fù)是一種將備份的系統(tǒng)配置恢復(fù)到原始狀態(tài)的方法，將備份的配置文件和參數(shù)恢復(fù)到系統(tǒng)中，使系統(tǒng)回到故障發(fā)生之前的配置狀態(tài)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是保留最新的數(shù)據(jù)，缺點(diǎn)是可能會(huì)丟失一部分系統(tǒng)狀態(tài)。

環(huán)境恢復(fù)是一種將備份的系統(tǒng)環(huán)境恢復(fù)到原始狀態(tài)的方法，將備份的操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和依賴庫等恢復(fù)到系統(tǒng)中，使系統(tǒng)回到故障發(fā)生之前的環(huán)境狀態(tài)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是恢復(fù)全面徹底，缺點(diǎn)是恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。

三、利用硬件自動(dòng)化運(yùn)維提升可靠性

（一）自動(dòng)化設(shè)備監(jiān)控和管理

1.遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和性能指標(biāo)，如CPU利用率、內(nèi)存使用情況、網(wǎng)絡(luò)流量等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障或異常情況。

預(yù)警機(jī)制：遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)設(shè)置預(yù)警機(jī)制，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)發(fā)送警報(bào)信息，通知運(yùn)維人員處理，避免故障擴(kuò)大化。

遠(yuǎn)程管理：遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程管理，包括遠(yuǎn)程重啟、配置修改、升級(jí)補(bǔ)丁等操作，提高運(yùn)維效率和響應(yīng)速度。

數(shù)據(jù)分析：遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在問題和瓶頸，提出優(yōu)化建議，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。

通過遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，民航信息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的全面監(jiān)控和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2.自動(dòng)化設(shè)備管理技術(shù)

自動(dòng)化設(shè)備管理技術(shù)通過使用軟件和硬件工具來管理和配置設(shè)備，從而提高運(yùn)維效率和準(zhǔn)確性。

配置管理：自動(dòng)化設(shè)備管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備配置的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化，可以記錄設(shè)備的配置信息，并在需要時(shí)自動(dòng)進(jìn)行配置，避免人為錯(cuò)誤和配置不一致導(dǎo)致的問題。

批量操作：自動(dòng)化設(shè)備管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行批量操作，如批量升級(jí)軟件、批量修改配置等。這樣可以大大提高運(yùn)維效率，減少人工操作的時(shí)間和錯(cuò)誤率。

自動(dòng)化腳本：自動(dòng)化設(shè)備管理技術(shù)使用腳本來編寫和執(zhí)行常見的運(yùn)維任務(wù)。這樣可以有效簡(jiǎn)化運(yùn)維流程，減少人工干預(yù)，提高運(yùn)維的準(zhǔn)確性和一致性。

（二）自動(dòng)化硬件故障預(yù)防

故障預(yù)防技術(shù)是指通過采取一系列措施來防止硬件故障，這些措施包括定期維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備更換升級(jí)、環(huán)境優(yōu)化等，旨在提高硬件設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

在民航信息系統(tǒng)的運(yùn)維中，故障預(yù)防技術(shù)是非常重要的一環(huán)，定期對(duì)硬件設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備中的隱患，避免故障發(fā)生。同時(shí)，定期檢查和更換老化或故障的設(shè)備，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。此外，優(yōu)化設(shè)備的工作環(huán)境，如控制溫度、濕度等因素，減少硬件故障發(fā)生。

故障預(yù)防技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高民航信息系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)故障發(fā)生率，減少故障對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。同時(shí)，故障預(yù)防技術(shù)還可以延長(zhǎng)硬件設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備更換的成本。

四、安全性和隱私保護(hù)的措施

（一）安全性挑戰(zhàn)和需求

首先，在網(wǎng)絡(luò)攻擊方面，黑客各種手段入侵民航信息系統(tǒng)，從而獲取敏感信息或者對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行破壞。黑客還利用漏洞和弱點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行攻擊。

其次，病毒和惡意軟件也是民航信息系統(tǒng)面臨的安全威脅。病毒和惡意軟件各種途徑進(jìn)入系統(tǒng)，然后破壞系統(tǒng)正常運(yùn)行。

此外，數(shù)據(jù)泄露是民航信息系統(tǒng)面臨的安全威脅之一。民航信息系統(tǒng)中包含大量的敏感信息和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如乘客的個(gè)人信息、航班信息、機(jī)票信息等。如果這些信息泄露給未經(jīng)授權(quán)的人員或者遭到黑客攻擊，不僅會(huì)對(duì)乘客的隱私造成嚴(yán)重侵犯，還會(huì)對(duì)民航業(yè)務(wù)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

因此，保護(hù)民航信息系統(tǒng)的安全性成為計(jì)算機(jī)軟硬件自動(dòng)化運(yùn)維的一項(xiàng)重要工作。相關(guān)民航部門應(yīng)采取一系列安全措施，有效地應(yīng)對(duì)各種安全威脅，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。

（二）安全性保障措施

加密和身份認(rèn)證：通過采用加密技術(shù)，對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，從而保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性。同時(shí)，通過身份認(rèn)證技術(shù)，確保只有經(jīng)過授權(quán)的用戶才能訪問系統(tǒng)。

訪問控制和權(quán)限管理：通過訪問控制和權(quán)限管理技術(shù)，限制用戶對(duì)系統(tǒng)資源的訪問權(quán)限，從而防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和惡意操作。

安全審計(jì)和監(jiān)控：安全審計(jì)和監(jiān)控技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)的操作進(jìn)行監(jiān)控和記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常行為并采取相應(yīng)的措施。

漏洞管理和補(bǔ)丁更新：及時(shí)修復(fù)系統(tǒng)中的漏洞，是保障系統(tǒng)安全的重要措施之一。系統(tǒng)中的漏洞可能被黑客利用，從而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行攻擊。因此，需要定期進(jìn)行漏洞掃描和漏洞修復(fù)，及時(shí)安裝系統(tǒng)的補(bǔ)丁更新，以保證系統(tǒng)的安全性。

（三）隱私保護(hù)技術(shù)

民航信息系統(tǒng)中包含大量的個(gè)人隱私信息和敏感數(shù)據(jù)，如乘客的個(gè)人信息、機(jī)票信息等。為了保護(hù)這些隱私信息的安全，民航需要采取一系列的隱私保護(hù)技術(shù)。

數(shù)據(jù)加密：通過對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，保證數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)過程中的安全性。例如，使用對(duì)稱加密算法或者非對(duì)稱加密算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，確保只有授權(quán)的用戶才能解密和訪問數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)脫敏和匿名化：對(duì)于一些不需要直接訪問的敏感數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)脫敏和匿名化技術(shù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)脫敏是指將敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行部分或完全的去標(biāo)識(shí)化處理，從而保護(hù)用戶隱私。匿名化是指將個(gè)人信息與身份分離，使得個(gè)人信息無法與具體的個(gè)人身份進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

隱私保護(hù)政策和合規(guī)性：制定和執(zhí)行隱私保護(hù)政策是保護(hù)用戶隱私的重要措施之一，通過明確規(guī)定數(shù)據(jù)收集、使用、存儲(chǔ)和共享的準(zhǔn)則，保證用戶的隱私得到合理的保護(hù)。同時(shí)，需要確保系統(tǒng)的合規(guī)性，遵守相關(guān)的隱私保護(hù)法規(guī)和政策要求。

數(shù)據(jù)訪問控制和審計(jì)：通過數(shù)據(jù)訪問控制和審計(jì)技術(shù)，限制對(duì)敏感數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限，并對(duì)數(shù)據(jù)的訪問進(jìn)行監(jiān)控和審計(jì)。例如，對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)限控制，只允許經(jīng)過授權(quán)的用戶訪問和操作數(shù)據(jù)，通過審計(jì)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的訪問進(jìn)行記錄和跟蹤，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對(duì)異常訪問行為。

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作者簡(jiǎn)介：周祥偉（1974），男，安徽省亳州市人，碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)檐浖y(cè)試。

計(jì)葉（1983），女，遼寧省沈陽市人，碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。