民航空管信息处理系统的安全保障

2011-05-28姜鹏

中国新技术新产品 2011年13期

关键词：电报空管航班

姜鹏

（中国民航珠海进近管制中心，广东珠海 519000）

1.前言

随着计算机科学技术的飞速发展,用计算机来取代人工方式完成电报和其它信息的处理在技术上是可行的,不但符合国际民航组织ICAO运行规范,而且还会提高空管系统的综合保障能力,减少因人为原因造成的差错、事故,减轻工作人员的劳动强度,提高工作时效。

2.系统结构

2.1.设计要求

系统结构设计应遵循以下要求:(1)继承性。继承国内外一些现成系统的成功经验和较好的设计思路与风格。(2)创新性。由于近两年计算机技术发展迅猛,无论是操作系统平台,开发平台,还是计算机网络技术、硬件技术等,都与几年前的情况大不相同。再者,民航空管系统业务量增大很多,业务变化很快,所以在设计时应体现较强的创新性。(3)可行性。针对飞行安全最重要的保障必须具备高性能、安全机制良好的条件,因此在产品的选型、开发方面都严格考虑到其安全和技术可行性。(4)扩展性。应具有良好的扩展性和升级能力,选用具有良好升级能力和扩展性的设备及开发工具。(5)灵活性。灵活性主要表现在软件配置与负载平衡等方面,配合交换机产品与路由器产品支持的最先进的虚拟网络技术,整个网络系统可以通过软件快速简便地将用户或用户组从一个网络转移到另一个网络,可以跨越办公室、办公楼,而无需改变任何硬件,以适应机构的变化。同时也可以通过平衡网络的流量,提高网络的性能。

2.2.拓扑结构

CAATIS采用目前一种成熟的组网技术--千兆快速以太网构建计算机网络。这种网络的优点是高速高容、性能好、可扩充性好、容错性好、造价低等。千兆以太网目前的造价已降至ATM网之下,其有效带宽却比622Mbps的ATM还高。千兆以太网已成为目前Intranet主干网组网的主要技术,也是国内网络建设用得最多的技术。

2.3.CAATIS的基本组成

CAATIS软件面向的用户有多种类型,分别是非空管用户、空管业务处理人员、统计人员、空管管理人员。系统根据面向的用户群,呈现为由非空管用户层、空管业务处理层、统计管理层、行政管理层和决策管理层构成的层次结构,如图1所示。

CAATIS包括以下子系统:

区调信息处理子系统:完成来自国内外各有关机场的电报信息的接收、转码、存储及电报的分析处理,行进程单的自动制作和打印,飞行动态表的自动填写,飞越计划的自动制作,飞机呼号管理维护,航班动态的自动生成与管理,航班时刻表的维护,向有关管制部门发布电报信息等。

图1 AATIS的功能层次结构

站调处理子系统:完成空管电报信息的接收、转码、存储及电报的分析处理,拍发起飞、落地、领航等各种类型的电报,飞行动态表的自动填写,落地计划的自动制作,统计各类报表,航班动态的自动生成与管理,与其它机场的空管部门实行自动索取/应答相关的信息,航班时刻表的换季维护,向机场有关保障单位发布航班动态信息、向机组人员提供航行情报和天气信息等。

塔台处理子系统:及时地向服务器索取最新的航班动态信息,打印飞行进程单,将天气信息、最新航行情报通过地空广播发布消息,提醒通知空军有关情况等。

雷达编码分配子系统:自动地根据国际民航组织ICAO分配的雷达编码,结合当天的飞行计划进行编排,并在打印飞行进程单及通知站调发起飞报、领航计划报时,加上雷达编码的内容。指挥进程单子系统:根据事先建立好的进程单数据库,结合某个具体的航班和当时的航路天气情况,计算出到各位置报告点的时间,以表格形式打印出来。

事件预测子系统:包括预测航班延误、飞行流量、飞行小于间隔等。

统计及行政管理子系统:统计飞机停场时间、航班架次、航班正常率、使用夜航设备、夜餐误餐、电脑查岗、排班管理、工作质量评定、各类通告信息等。

非空管人员查询子系统:供除空管人员以外的保障单位查阅航班动态、停机位、天气、特情、会议通知等。领班主任子系统:供值班领导查阅各种信息、监视值班人员的动态、处理各类突发事件时提供决策参考等。

3.关键技术点分析

3.1.MCSM算法思想

在CAATIS中,基本思想是将消息系统、临界区、同步机制、互斥量机制有机结合起来考虑,相互取长补短,从而较好地解决主程序、电报收发程序、电报处理程序等程序之间实现并发运行的问题。

CAATIS由两个主要程序和一些辅助程序构成。两个主要程序分别是主程序和电报收发程序。主程序负责维护航班动态和航班计划以及航班时刻表,编制航行电报,处理电报等。电报收发程序负责从RS232串行口接收电报,将电报码转换成电脑能识别的ASCII码,并且负责将主程序编制的电报转换成适当的码然后发送出去。它还负责电报报文的存储。其他的辅助程序包括各种数据库的编辑维护程序。它们负责建立和维护主程序所需要的各种数据,例如航线数据、机场地名数据、飞机数据、航空公司数据等等。主程序提供动态显示,电报处理,电报编制。主线程提供用户菜单界面,内容包括电报编制,动态查阅和编辑,计划查阅和编辑,流量预测数据的计算和显示,静态数据查阅和编辑,手控打印进程单,飞行动态表格操作,飞行计划通知单操作,航班动态显示设置,以及辅助功能等几个主要功能模块。辅助功能包括:流水号查看,清除漏报提示,系统参数设置,配置进程单和别的表格的格式,退出程序,查阅电报处理日志,显示收报窗口(指的是电报处理线程从原始电报文件里读出的电报),接收电报确认操作。关于电报处理线程的工作是这样的:从原始报文件里读出电报进行处理。每天的原始电报将存放在电报目录里的某个子目录里,电报目录可以从注册表里查到,这是相对固定的。但子目录就不是了,它是每天有个新的,在日期切换时改变。

3.2.部分通讯功能的实现

3.2.1.国际二号码与ASCII码的互换。国际二号码也叫五单位码或波多(BAUDOT)码。五单位码的格式是1个起始位,5个数据位,1.5个停止位,即

由于五单位码分字母/数字两档,一共有64种编码,所以相当于六单位编码。事先在内存中存入转换表,地址由小到大的顺序就是六单位二进制编码的顺序,其内容是相应于五单位码所定义的字符的ASCII码。

3.2.2.收发报通信功能。系统的收发报通信模块的设计主要是通过引入面向对象机制来实现,面向对象有效的封装机制提高了接口模块的安全性、独立性与易维护性。

3.3.事件预测功能的设计与实现

预测某一天某一时段的流量,是先用万历推算法推算出星期数来,然后再读取航班时刻数据库中相关的内容进行分析。空中飞机小于间隔的预测是这样实现的:首先,根据起飞报或移交电报的时间,结合当时的航路天气情况以及相关数据库信息计算出每架飞机到交接点的时间,然后推算出到各有关位置点的时间,判断出若在某一点的时间有不止一架同高度飞机在5分钟之内经过,则启动告警程序进行告警提醒,并显示出是哪几架飞机可能发生小于间隔的情况,值班管制员得到此提醒信息后,立即采取措施,进行调配,避免小于间隔的发生,有效地保证飞行安全。