姜鵬

（中國民航珠海進(jìn)近管制中心，廣東 珠海 519000）

1.前言

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,用計(jì)算機(jī)來取代人工方式完成電報(bào)和其它信息的處理在技術(shù)上是可行的,不但符合國際民航組織ICAO運(yùn)行規(guī)范,而且還會(huì)提高空管系統(tǒng)的綜合保障能力,減少因人為原因造成的差錯(cuò)、事故,減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作時(shí)效。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1.設(shè)計(jì)要求

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下要求:(1)繼承性。繼承國內(nèi)外一些現(xiàn)成系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)和較好的設(shè)計(jì)思路與風(fēng)格。(2)創(chuàng)新性。由于近兩年計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛,無論是操作系統(tǒng)平臺(tái),開發(fā)平臺(tái),還是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、硬件技術(shù)等,都與幾年前的情況大不相同。再者,民航空管系統(tǒng)業(yè)務(wù)量增大很多,業(yè)務(wù)變化很快,所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)體現(xiàn)較強(qiáng)的創(chuàng)新性。(3)可行性。針對(duì)飛行安全最重要的保障必須具備高性能、安全機(jī)制良好的條件,因此在產(chǎn)品的選型、開發(fā)方面都嚴(yán)格考慮到其安全和技術(shù)可行性。(4)擴(kuò)展性。應(yīng)具有良好的擴(kuò)展性和升級(jí)能力,選用具有良好升級(jí)能力和擴(kuò)展性的設(shè)備及開發(fā)工具。(5)靈活性。靈活性主要表現(xiàn)在軟件配置與負(fù)載平衡等方面,配合交換機(jī)產(chǎn)品與路由器產(chǎn)品支持的最先進(jìn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù),整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以通過軟件快速簡便地將用戶或用戶組從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò),可以跨越辦公室、辦公樓,而無需改變?nèi)魏斡布?以適應(yīng)機(jī)構(gòu)的變化。同時(shí)也可以通過平衡網(wǎng)絡(luò)的流量,提高網(wǎng)絡(luò)的性能。

2.2.拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

CAATIS采用目前一種成熟的組網(wǎng)技術(shù)--千兆快速以太網(wǎng)構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是高速高容、性能好、可擴(kuò)充性好、容錯(cuò)性好、造價(jià)低等。千兆以太網(wǎng)目前的造價(jià)已降至ATM網(wǎng)之下,其有效帶寬卻比622Mbps的ATM還高。千兆以太網(wǎng)已成為目前Intranet主干網(wǎng)組網(wǎng)的主要技術(shù),也是國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)用得最多的技術(shù)。

2.3.CAATIS的基本組成

CAATIS軟件面向的用戶有多種類型,分別是非空管用戶、空管業(yè)務(wù)處理人員、統(tǒng)計(jì)人員、空管管理人員。系統(tǒng)根據(jù)面向的用戶群,呈現(xiàn)為由非空管用戶層、空管業(yè)務(wù)處理層、統(tǒng)計(jì)管理層、行政管理層和決策管理層構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu),如圖1所示。

CAATIS包括以下子系統(tǒng):

區(qū)調(diào)信息處理子系統(tǒng):完成來自國內(nèi)外各有關(guān)機(jī)場(chǎng)的電報(bào)信息的接收、轉(zhuǎn)碼、存儲(chǔ)及電報(bào)的分析處理,行進(jìn)程單的自動(dòng)制作和打印,飛行動(dòng)態(tài)表的自動(dòng)填寫,飛越計(jì)劃的自動(dòng)制作,飛機(jī)呼號(hào)管理維護(hù),航班動(dòng)態(tài)的自動(dòng)生成與管理,航班時(shí)刻表的維護(hù),向有關(guān)管制部門發(fā)布電報(bào)信息等。

圖1 AATIS的功能層次結(jié)構(gòu)

站調(diào)處理子系統(tǒng):完成空管電報(bào)信息的接收、轉(zhuǎn)碼、存儲(chǔ)及電報(bào)的分析處理,拍發(fā)起飛、落地、領(lǐng)航等各種類型的電報(bào),飛行動(dòng)態(tài)表的自動(dòng)填寫,落地計(jì)劃的自動(dòng)制作,統(tǒng)計(jì)各類報(bào)表,航班動(dòng)態(tài)的自動(dòng)生成與管理,與其它機(jī)場(chǎng)的空管部門實(shí)行自動(dòng)索取/應(yīng)答相關(guān)的信息,航班時(shí)刻表的換季維護(hù),向機(jī)場(chǎng)有關(guān)保障單位發(fā)布航班動(dòng)態(tài)信息、向機(jī)組人員提供航行情報(bào)和天氣信息等。

塔臺(tái)處理子系統(tǒng):及時(shí)地向服務(wù)器索取最新的航班動(dòng)態(tài)信息,打印飛行進(jìn)程單,將天氣信息、最新航行情報(bào)通過地空廣播發(fā)布消息,提醒通知空軍有關(guān)情況等。

雷達(dá)編碼分配子系統(tǒng):自動(dòng)地根據(jù)國際民航組織ICAO分配的雷達(dá)編碼,結(jié)合當(dāng)天的飛行計(jì)劃進(jìn)行編排,并在打印飛行進(jìn)程單及通知站調(diào)發(fā)起飛報(bào)、領(lǐng)航計(jì)劃報(bào)時(shí),加上雷達(dá)編碼的內(nèi)容。指揮進(jìn)程單子系統(tǒng):根據(jù)事先建立好的進(jìn)程單數(shù)據(jù)庫,結(jié)合某個(gè)具體的航班和當(dāng)時(shí)的航路天氣情況,計(jì)算出到各位置報(bào)告點(diǎn)的時(shí)間,以表格形式打印出來。

事件預(yù)測(cè)子系統(tǒng):包括預(yù)測(cè)航班延誤、飛行流量、飛行小于間隔等。

統(tǒng)計(jì)及行政管理子系統(tǒng):統(tǒng)計(jì)飛機(jī)停場(chǎng)時(shí)間、航班架次、航班正常率、使用夜航設(shè)備、夜餐誤餐、電腦查崗、排班管理、工作質(zhì)量評(píng)定、各類通告信息等。

非空管人員查詢子系統(tǒng):供除空管人員以外的保障單位查閱航班動(dòng)態(tài)、停機(jī)位、天氣、特情、會(huì)議通知等。領(lǐng)班主任子系統(tǒng):供值班領(lǐng)導(dǎo)查閱各種信息、監(jiān)視值班人員的動(dòng)態(tài)、處理各類突發(fā)事件時(shí)提供決策參考等。

3.關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)分析

3.1.MCSM算法思想

在CAATIS中,基本思想是將消息系統(tǒng)、臨界區(qū)、同步機(jī)制、互斥量機(jī)制有機(jī)結(jié)合起來考慮,相互取長補(bǔ)短,從而較好地解決主程序、電報(bào)收發(fā)程序、電報(bào)處理程序等程序之間實(shí)現(xiàn)并發(fā)運(yùn)行的問題。

CAATIS由兩個(gè)主要程序和一些輔助程序構(gòu)成。兩個(gè)主要程序分別是主程序和電報(bào)收發(fā)程序。主程序負(fù)責(zé)維護(hù)航班動(dòng)態(tài)和航班計(jì)劃以及航班時(shí)刻表,編制航行電報(bào),處理電報(bào)等。電報(bào)收發(fā)程序負(fù)責(zé)從RS232串行口接收電報(bào),將電報(bào)碼轉(zhuǎn)換成電腦能識(shí)別的ASCII碼,并且負(fù)責(zé)將主程序編制的電報(bào)轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)拇a然后發(fā)送出去。它還負(fù)責(zé)電報(bào)報(bào)文的存儲(chǔ)。其他的輔助程序包括各種數(shù)據(jù)庫的編輯維護(hù)程序。它們負(fù)責(zé)建立和維護(hù)主程序所需要的各種數(shù)據(jù),例如航線數(shù)據(jù)、機(jī)場(chǎng)地名數(shù)據(jù)、飛機(jī)數(shù)據(jù)、航空公司數(shù)據(jù)等等。主程序提供動(dòng)態(tài)顯示,電報(bào)處理,電報(bào)編制。主線程提供用戶菜單界面,內(nèi)容包括電報(bào)編制,動(dòng)態(tài)查閱和編輯,計(jì)劃查閱和編輯,流量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算和顯示,靜態(tài)數(shù)據(jù)查閱和編輯,手控打印進(jìn)程單,飛行動(dòng)態(tài)表格操作,飛行計(jì)劃通知單操作,航班動(dòng)態(tài)顯示設(shè)置,以及輔助功能等幾個(gè)主要功能模塊。輔助功能包括:流水號(hào)查看,清除漏報(bào)提示,系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置,配置進(jìn)程單和別的表格的格式,退出程序,查閱電報(bào)處理日志,顯示收?qǐng)?bào)窗口(指的是電報(bào)處理線程從原始電報(bào)文件里讀出的電報(bào)),接收電報(bào)確認(rèn)操作。關(guān)于電報(bào)處理線程的工作是這樣的:從原始報(bào)文件里讀出電報(bào)進(jìn)行處理。每天的原始電報(bào)將存放在電報(bào)目錄里的某個(gè)子目錄里,電報(bào)目錄可以從注冊(cè)表里查到,這是相對(duì)固定的。但子目錄就不是了,它是每天有個(gè)新的,在日期切換時(shí)改變。

3.2.部分通訊功能的實(shí)現(xiàn)

3.2.1.國際二號(hào)碼與ASCII碼的互換。國際二號(hào)碼也叫五單位碼或波多(BAUDOT)碼。五單位碼的格式是1個(gè)起始位,5個(gè)數(shù)據(jù)位,1.5個(gè)停止位,即

由于五單位碼分字母/數(shù)字兩檔,一共有64種編碼,所以相當(dāng)于六單位編碼。事先在內(nèi)存中存入轉(zhuǎn)換表,地址由小到大的順序就是六單位二進(jìn)制編碼的順序,其內(nèi)容是相應(yīng)于五單位碼所定義的字符的ASCII碼。

3.2.2.收發(fā)報(bào)通信功能。系統(tǒng)的收發(fā)報(bào)通信模塊的設(shè)計(jì)主要是通過引入面向?qū)ο髾C(jī)制來實(shí)現(xiàn),面向?qū)ο笥行У姆庋b機(jī)制提高了接口模塊的安全性、獨(dú)立性與易維護(hù)性。

3.3.事件預(yù)測(cè)功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

預(yù)測(cè)某一天某一時(shí)段的流量,是先用萬歷推算法推算出星期數(shù)來,然后再讀取航班時(shí)刻數(shù)據(jù)庫中相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行分析?？罩酗w機(jī)小于間隔的預(yù)測(cè)是這樣實(shí)現(xiàn)的:首先,根據(jù)起飛報(bào)或移交電報(bào)的時(shí)間,結(jié)合當(dāng)時(shí)的航路天氣情況以及相關(guān)數(shù)據(jù)庫信息計(jì)算出每架飛機(jī)到交接點(diǎn)的時(shí)間,然后推算出到各有關(guān)位置點(diǎn)的時(shí)間,判斷出若在某一點(diǎn)的時(shí)間有不止一架同高度飛機(jī)在5分鐘之內(nèi)經(jīng)過,則啟動(dòng)告警程序進(jìn)行告警提醒,并顯示出是哪幾架飛機(jī)可能發(fā)生小于間隔的情況,值班管制員得到此提醒信息后,立即采取措施,進(jìn)行調(diào)配,避免小于間隔的發(fā)生,有效地保證飛行安全。

4.結(jié)論

計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息科技在民航空管中的應(yīng)用是創(chuàng)新空管的工作模式,減少或杜絕人為差錯(cuò),是提高安全保障能力的重要途徑。

[1]王啟峰.關(guān)于強(qiáng)化安全信息分析預(yù)測(cè)工作的探討與設(shè)想[J].中國鐵路,2001.

[2]李博軒.VisualC++6.0數(shù)據(jù)庫開發(fā)指南 [M].北京:清華大學(xué)出版社,2000.

[3]李博軒.VisualC++6.0網(wǎng)絡(luò)及Internet開發(fā)指南[M].北京:清華大學(xué)出版社,2000.