民航机场停机位信息多平台交互系统设计与应用

摘 要：机场停机位的合理分配直接关系到民航机场的运行效率和航班准点率。航班量的增长对民航运行部门信息系统的集成提出了更高要求，针对目前机场现场运行控制中心、空中交通管制部门、航空公司等多部门停机位信息需要在不同系统、不同平台进行实时有效交互的需求，提出一种基于C#语言开发来实现获取机场XML格式的停机位信息，并写入到本地隔离区DMZ（Demilitarized zone）服务器，再通过数据库同步技术同步给本地数据库服务器的安全可靠集成化的方案。实践表明：该方案停机位信息交互实时性强、可靠、安全、集成度高，大大提高了民航机场的运行效率。

关键词：停机位信息；C#语言；XML；DMZ服务器；集成化

随着民航运输业的迅速发展，航班密度不断增加，空中交通管制的压力不断增大，停机位分配（ASA）信息作为机场的重要资源对民航运输业显得日益重要[ 1，2 ]。

停机位信息的实时有效交互可以帮助空中交通管制部门与机场共同做好停机坪管理工作，提升机场和空管相关部门信息沟通效率，增强空中交通管制的安全性、提升机场运行效率和航班准点率。

目前引接机场停机位系统有关问题已经成为民航运输业的一个热点课题。机场停机位信息实时交互对于机场运行控制中心、空中交通管制部门、航空公司具有重要意义。而不同部门所使用的软硬件系统平台不尽一致，停机位信息的在各部门的交互与集成是一大难题。

黄花机场空中交通管制部门管制员查看航班的详细信息主要依靠飞行信息处理系统（Flight Information Processing System，FIPS）报文终端软件，与机场机场停机位信息系统终端软件相互独立，停机位信息获取与修改主要依靠塔台管制员电话询问现场运行控制中心后手动输入到FIPS报文终端软件，这无疑增加塔台管制员工作量、降低了空中交通管制的效率和机场运行效率，无形中增加安全隐患；在需要停机位信息的，诸如航空公司、地勤维修等其他机场运行单位，问题同样存在。

针对目前这种情况，提出一种基于C#语言开发来实现自动获取停机位信息并集成到FIPS报文系统的多平台交互系统方案[ 3 ]，并综合考虑机场与空管信息交互的安全性。

该方案具有普遍适用性，可用于机场使用停机位信息的各个单位进行停机位信息交互，提高机场整体运行效率。

1 多平台交互系统设计

1.1 停机位接口的网络安全设计

机场现场运行控制中心与空中交通管理部门属于不同的单位，其安全生产网处在两个不同的生产局域网络中，空中交通部门需要得到停机位信息必须接入机场的生产网络去访问机场的停机位发布服务器，这必然存在网络安全的问题[ 6 ]，为此本文提出了一个比较可靠的网络安全方案：机场服务器端架设基于WEB的停机位信息发布服务器，通过B/S架构向外发布停机位信息[ 4 ]。

在两个局域之间配置了一个企业级的防火墙，并配置相应的安全管理策略，具体如下图所示。

图1 给出停机位接口的网络拓扑图，其中ZGHAFIPS为飞行报文服务器，ip地址为188.8.xx.xx，该服务器向管制员航班的详细信息。

DMZ航班发布服务器ip地址为188.8.xx.xx，该服务器作为FIPS服务器的影子服务器，保护着ZGHAFIPS不被直接访问。

机场服务器IP地址为172.16.xx.xx，该服务器向机场以外的单位提供以XML格式的停机位接口数据。

机场服务器到防火墙服务器之间网络采用光纤直接传输，保证了可靠性和速率。

防火墙的访问策略设置为ZGHAFIPS和DMZ航班发布服务器之间只开通了TCP1433端口（SQL Server默认的端口 ）、TCP3389端口（Windows 2000（2003） Server 远程桌面的服务端口 ）和便于我们维护的PING功能。

DMZ航班发布服务器与机场服务器之间只开通TCP1433端口（SQL Server默认的端口 ）和PING功能，这样设计保证该系统的安全性。

1.2 信息交互系统设计

机场停机位接口数据是以XML格式对外发布，而XML（Extensible Markup Language）是可扩展标记语言的缩写，被设计用来存储和传输数据[ 6 ]。

但由于空中交通管理单位使用的数据存储为SQL数据库，所以把XML格式的停机位接口数据储存在SQL数据库成为了本文一个技术关键点。

本文使用存储过程而不是直接在程序中使用SQL语句来实现XML和SQL Server 2008之间的数据交换。

存储过程是存放在服务器上的预先编译好的SQL语句[7-8]。它的主要优点是：保证数据库中数据的安全性和大大减少网络负载。本文所使用的XML文件包含嵌套的结构，在实现XML和SQL Server 2008之间数据交换的过程中，需要将不同嵌套层次的数据保存在不同的数据库表中。

如果在程序里直接使用 S Q L语句，就需要频繁地操作不同的数据表中的数据，人们的很多精力都要放在数据表的操作和数据表之间的约束上。接口软件在服务器中的工作分为：

1）在SQL查询分析器里创建存储过程XMLToSql

2）使用C#调用存储过程将XML数据存储在SQL Server2008

3）在SQL查询分析器测试是否正确把XML数据存在SQL數据库中

4）当终端机修改停机位信息时，则发送修改申请至机场发布服务器。如下图2所示：

1.3 停机位接口的软件设计

该接口软件是在Mircosoft Visual studio 2010平台用C#基于面向对像开发的，该平台支持最新的.Net Framework 4框架，支持64位Windows，支持多显示器，以便您可以根据自己的需要来组织和管理工作。

如下图3在该接口软件在“设置”菜单里面可以设置每次获取动态航班数据的时间T1和每次获取当日动态航班数据（更新整表）的时间T2，以及访问机场服务器的username和password；在“获取停机位”菜单里面可以点击“启动接收进程”启动两个定时程序来获取航班数据的动态和整表信息，并把软件状态保存日志信息里面，航班数据的动态和整表信息保存到SQL数据库里面。

该接口软件主要有QLDatabaseAccess.cs数据库处理类、RecvMsgControl.cs接口信息控制类、Log.cs日志类、AirportFlightSave.cs航班信息存储类、Configration.cs配置类。

其中QLDatabaseAccess.cs数据库处理类主要实现UpdateDataSP（string spName， SqlParameter[] paras， string ConnectionString） //调用存储过程，对数据库进行修改。

2 测试结果与分析

经过大量测试和调试，获取动态航班数据的时间T1设置为6秒，每次获取当日动态航班数据（更新整表）的时间T2设置为60分钟时请求机场停机位服务器获取的停机位数据稳定，并能够很好达到实时性和稳定性的要求，远远满足了空中交通管制的要求。

下图4为集成了停机位信息的报文终端软件，该软件极大提高空中交通管制的效率。

3 结语

随着信息化时代在民航业的不断推进，日益增多的设备和大数据时代的来临对民航信息处理系统的集成化程度提出了更高的要求。针对目前机场现场运行控制中心、空中交通管制部门、航空公司等多部门停机位信息需要在不同系统、不同平台进行实时有效交互的需求，采用Mircosoft Visual studio 2010平台用C#基于面向对像开发软件读取机场以web形式对外发布的XML格式的停机位信息，并写入到本地DMZ服务器，再通过数据库同步技术同步给本地数据库服务器，最后集成到本地用户在用系统的人机交互界面，进行实时有效交互。

通过现场使用实践表明：该方案停机位信息交互实时性强、可靠、安全、集成度高，大大提高了民航机场的运行效率。该多平台交互系统具有高安全性、高实时性、高可靠性等特点，能广泛应用于对同一数据需要在不通系统平台进行数据的交互集成，具有很高的实用特性和可推广特性，对推进民航信息化集成具有重要意义。

参考文献：

[1] 林中盛. GIS机场场面交通管理系统的研究与开发[D] .南京：南京航空航天大学民航学院，2004.

[2] 朱沛.机场规划与运营管理[M] .北京：兵器工业出版社，2003.

[3] 兰多夫（美）.Visual Studio 2010高级编程[M].清华大学出版社，2011.

[4] 贺建峰.基于B/S模式的医学实验室信息平台（LIS）的设计与实现[J].计算机应用与软件，2016，32（3）：83-86.

[5] 杨雪君.集约化信息安全测评平台的研究和应用[J].保密科学技术，2014，32（7）：52-58.

[6] 张艳华.XML文档在关系数据库中存储与查询的实现[J].中国科技信息，2010，31（19）：92-93.

[7] 周跃，臧斌宇.分布式NoSQL系统写操作性能优化设计与实现[J].计算机应用与软件，2014，31（11）：25-28.

[8] 王爽.基于SQL數据库的性能优化探究[J].计算机光盘软件与应用，2013，29（13）：32-33.

作者简介：

李国竞（1987-），男，汉族，硕士研究生，助理工程师，研究方向：空管自动化系统和信号与信息处理系统。