基于Java的签派员突发事件应急处置模拟演练系统的设计

罗凤娥，陈阳怡，杨思瀚，付琦越

（中国民用航空飞行学院空中交通管理学院，广汉 618307）

0 引言

近年来，各航空公司的运行控制手段日趋完善合理，但不安全事件和事故征候时有发生，如马航MH370失联事件、台湾复兴航空空难事件、东航MU750备降遭拒等不安全事件。签派员是公司运行管理的主体，在应急处置中的实践操作能力将直接影响公司的飞行安全。国际民航组织开始着手更新签派员的训练手册并提出了名为基于能力训练的概念，民航局也多次下发文件以及组织会议强调要提高航空公司的安全保障能力需要通过加强签派员实践训练提升其应急处置的能力。因此通过改进签派员训练模式、训练内容和训练要求，提高签派员应急处置能力十分重要。本文基于Java的签派员突发事件应急处置模拟演练系统的设计分析了目前航空公司在应急处置过程中的现状，在实际调研的基础上，考虑到在实际教学过程中教师与学生的联动性，对系统功能以及架构进行优化。通过建立应急案例库，为案例模拟演练提供案例，实现应急案例演练与培训，切实提高签派员的应急管理意识与应急管理能力，为航空公司提供更加优秀的签派专业高素质人才。

1 系统的设计

1.1 开发平台的选择

签派员突发事件应急处置模拟演练系统数据库使用Microsoft Access 2003中的数据库管理系统，使用B/S开发模式，并使用Java开发语言进行开发，前端使用HTML、JSP、JavaSCRIPT，整体采用前后端分离技术进行开发，系统能够保证7×24小时连续不间断稳定运行，系统运行可用率≥99.97%，支持Windows操作系统。在可扩展性方面支持横向及纵向扩展，符合SOA架构规划，支持SOA架构扩展；支持虚拟化应用，可根据业务的变化与发展，灵活增加计算所需支撑数据的种类，并能在风险计算程序中便捷调整以适应风险因素的增减或调整，同时对应的可独立、灵活配置风险计算各项参数，使系统具备更高的扩展能力、更强的适应能力和更灵活的调整能力。Java是一种可用于开发Windows环境下的各类应用程序的先编译后解释的特殊语言，可以编写桌面应用程序、Web应用程序、分布式系统和嵌入式系统应用程序，该应急处置模拟演练平台的设计结合了Java多线程、平台独立与可移植性的长处，使系统功能的实现更加方便。

1.2 系统架构

系统总体技术架构采用面向服务（SOA）的架构设计理念，通过服务容器和服务集成框架实现系统的核心功能模块，为系统的业务实现提供支撑。在业务应用层，用户交互显示框架是用户交互的核心实现，承担了文字、图表、动画等各种数据类型的渲染和显示，为案例演练提供用户交互能力。在技术架构底层，数据存储和数据访问引擎是本系统的数据实现基础。在技术架构左侧，任务调度管理框架负责系统后台所有自动运行任务的调度和管理。在技术架构右侧，应用监控与管理框架负责实现对系统运行状态的监控和管理。

图1 签派员突发事件应急处置模拟演练平台总体技术架构设计图

1.3 系统特点

本系统采用了B/S三层结构体系设计而成，各层技术采用开源的轻量级框架技术和UML建模方法。系统设计具有以下特点：

（1）高可用性：客户端无需进行安装，有浏览器就可以随时进行应急处置模拟演练；

（2）高稳定性：系统采用J2EE的三层架构，采用中间件应用服务器。数据库、应用服务器和视图进行分层设计，满足多用户同时在线演练的要求；

（3）易升级：系统只部署在服务器端，只要更新服务器端的系统就可以实现升级；

（4）低维护：日常系统维护只需要管理服务器端。

图2 系统技术路线图

2 系统的主要技术方法

2.1 作业调度管理

在进行应急演练模拟过程中，教师可以与学员进行联动，教师端可以对整个演练进度进行控制，包括：开始/暂停、上一步、下一步等。在演练联动过程中需要作业调度管理来保证教师端和学员端的演练一致性。

作业调度管理是指依据一定的调度策略从任务队列中选择一个任务等待分配空闲的处理机。它的核心是资源分配，即如何分配资源让系统快速响应高时效性的任务，同时也保证低时效性的任务在规定的时间内完成执行。从技术实现体系上主要由6个部分组成：任务创建、优先级计算、队列管理、任务调度、超载处理以及处理机监控。

任务创建模块主要是负责队列任务的创建，它根据应用程序提交的资料信息进行任务封装，并对任务初始化生存周期。优先级计算模块主要负责对任务创建提交的任务进行优先级计算，并将计算的结果提交给队列管理。

队列管理是优先级队列调度技术的核心，它负责对队列进行添加、删除、排序等操作。它支持多优先级（0-9）的队列管理，对于同一个队列中的任务遵循先进先出的原则。任务调度模块主要负责队列任务的调度执行。当系统有空闲处理机时，它根据优先级调度策略从多优先级队列中取出优先级最高的任务交给处理机去执行。

超载处理主要负责系统过载时对多优先级队列进行管理，它通过检测队列任务的进入状态来决定是否需要对多优先级队列进行超载处理。当检测到超载时，它根据超载策略对队列管理进行调控（比如清空低优先级队列中的任务等），使系统快速从超载中恢复过来。

处理机监控主要负责监控所有处理机的运行情况，它作为后台程序在任务调度初始化的时候就开始工作。当有一个处理机出现异常时，处理机监控程序负责捕获这种异常并根据监控策略对异常的事件进行处理。

2.2 插件技术

插件技术是在软件的设计和开发过程中，将整个应用程序划分为宿主程序和插件对象两部分，宿主程序能够调用插件对象，插件对象能够在宿主程序上实现自己的逻辑，而两者的交互基于一种公共的通信契约。宿主程序可以独立于插件对象存在，即使没有任何插件对象，宿主程序的运行也不受影响，因此，我们可以在避免改变宿主程序的情况下通过增减插件或修改插件的方式增加或调整功能。插件式框架能够有效地降低功能对象与对象管理逻辑之间的耦合程度，并将耦合置于最优的程度。基于插件式框架设计可以把系统的扩展功能从系统的主框架中剥离了出来，降低了框架的复杂度。其结构图如图3所示。

图3 插件框架图

3 功能测试

3.1 系统主界面

签派员突发事件应急处置模拟演练系统主界面如图4所示。

图4 系统主界面图

3.2 模拟演练过程

当教师开始演练后，学员端界面自动进入演练界面，提示相关要求及应急处置过程中的演练要点，界面如图5所示。

图5 学员端演练界面图

该系统有两个主要的特点：应急演练信息的交互功能以及应急案例进程化管理。系统搭建应急响应信息交互平台，当对应急案例进行演练时，教师用户、学员用户可以通过腾讯通为相关人员建立讨论组，实现群组信息交流共享，并支持文本、语音、图片、视频等信息共享内容。在讨论组里进行信息沟通交流，讨论组可分为公共讨论组、案例演练讨论组、学员讨论组等其他模块。既可以让其他人员了解到相关的信息，来进行对应急案例演练全力配合。同时，该模块还包括一些信息、检查项、岗位模块。信息包括通报信息、补充人员信息以及各个值班部门到位情况、机队通报情况等。比如可以发布各部门值班人员，5分钟之内前往应急实验室，参与组织指挥预案实施。检查项包括获取通报信息、明确信息、预案评估、到位情况。岗位信息可以查看任何岗位负责人以及岗位负责人联系方式，以此来进行协调配合。还可以通过添加、删减岗位人员进行必要的调配。应急响应事件交互功能如图6所示。

图6 应急响应事件交互图

应急案例进程化管理可以实现教师端对学生处理事件整个过程进行管理。系统通过组织建立总体应急演练预案，从应急响应流程入手，对应急响应流程进行分析、梳理，识别应急处置所需要的活动，通过定量和定性的方法，从响应效率、演练情况、应对能力等角度评估应急响应进程中断带来的影响随时间推移的变化情况，结合组织的风险偏好，确定最大可容忍中断时间和业务恢复时间目标等指标。系统识别和分析可能造成应急响应进程中断的风险点，评价所需要处置的风险环节，建立与组织目标和风险偏好相符合的风险措施。制定应急处置连续性计划，建立量化的资源需求。应急案例进程化管理如图7所示。

图7 应急案例进程化管理图

系统实现对应急案例的全程跟踪，包括从事件的开始到结束，具体为：案例的全程跟踪，包括所有需要操作的流程都要以弹框的形式展现下一步需要做的事项；已执行完的事项显示为绿色，正准备执行的事项为黄色，将要发生的预警为红色；在案例演练的关键节点设置评估项，也可以进行多项选择，最终案例演练完之后对本次案例演练进行系统自动评估，并给出分值。学员评分界面如图8所示。

图8 学员评分界面图

系统通过设定时间轴节点，针对不同应急演练角色，实现响应流程工作检查单跟踪功能，已完成内容绿色通过，未完成事项红色告警提醒等功能。应急响应反馈跟踪应急预案进程时间轴节点中未完成的事项，通过提醒或者弹出对话框形式进行反馈提醒完成。当未发生应急情况的时候，通过此次系统进行新建应急事件，包括事件的等级（A类、B类、其他），进行情景模拟演练，更好地提高学员、签派员应急管理处置能力。该系统不但可以对新进员工进行应急管理培训，还可以不时地进行真实案例演练。红色告警界面如图9所示。

图9 红色告警图

4 结语

飞行签派员是飞行运行的核心，在飞行运行中充当组织、决策的重要角色，与机长共同对每次飞行的签派放行、安全和效益负责。因此，为保障飞机的安全运行，降低不安全事件发生的频率，提高签派员的应急处置能力是极其重要的。本文介绍了基于Java的签派员突发事件应急处置模拟演练系统的设计，通过在校学员以及毕业进入公司的学生对该系统进行使用后反馈的信息发现，百分之九十学生认为该系统可以有效地增强学员的应急管理意识，提高应急处置能力。