民航空管系统空中交通管理生产数据中心建设分析

2023-01-07许俊宾

数字通信世界 2022年2期

关键词：空管数据中心设备

许俊宾

（中国航空结算有限责任公司，北京 101318）

当今空管系统高度依赖信息技术，因此为了更好地迎接全球信息化的挑战，使空管信息资源综合能力得到提升，就必须加速推进我国空管系统的信息化服务进程，确保民航各部门实现数据共享，这是串联空中交通运输运行的关键环节。

1 民航空管对行业数据的需求

（1）公众对数据的需求。在互联网普及的时代，人们借助手机App可以及时了解民航信息。因此，对空管航班的计划、机场出行等信息数据都有着更高的要求，对数据的充分共享能够为民航服务数字化、智能化的发展提供基础。

（2）空管运行管理决策的需求。民航在发展过程中出现的数据会越来越多，如果在数据处理中缺少大数据平台，就会使数据处理出现遗漏，从而难以为航空部门提供具体有效的航班计划。

（3）生产数据安全的需求。在当前航空管理生产系统中，对系统和系统之间数据的收集与传输，可采用点对点的交互方式，而数据由专用传输通道进行传输，使参与数据交互的系统往往并不相同，很容易在数据传输中遭到各种各样的风险[2]。当民航空管系统与以外的单位进行数据传输时，在缺少安全保障的前提下，有可能会导致航空系统面临更的系统风险。

（4）生产数据冗余备份需求。根据现有数据的传输方式，在对相关数据进行引接时，在不需要存储数据的情况下，完全由数据自带设备进行保存。而在储存过程中，数据存储往往受到硬件设备的限制，使得存储的内容、种类都会受到限制，很难实现长时间保存，这对数据冗余会造成一定的影响。随着民航业务的快速发展，数据量越来越大的情况下，需要使用功能更加强大的云储存设备，才能满足设备对数据存储的需求。

2 当前民航空管系统在数据应用中存在的问题

（1）硬件和传输资源利用率低。空中交通管控生产系统自带的数据传输接口通常都会有限制，因此按照当前阶段的数据接引方式，数据端口只能为一套系统进行服务，使得整个系统的利用率比较低[3]。再加上系统之间缺少一定的管理与规划，所以存在功能重复的问题，严重影响到数据的传输，同时也会造成人力资源的极大浪费。

（2）对外引接系统缺乏安全性。在民航领域中，外部系统引接需求量逐渐增大，而传统接引方式又很难满足系统传输数据的安全性，导致对数据不能进行有效管理，当外部设备和网络系统遇到风险时，会使风险接引到系统中，而造成内部风险。

（3）对数据的利用率较低。民航空中交通管理生产数据的接引方式存在局限性，导致对数据的存储难以实现，并造成数据资源的利用率下降。通常对自动化系统与流量系统的数据而言，由于本身数据难以对相关数据进行屏蔽，因此也导致相关生产数据很难发挥出自身的管理价值。对数据缺少有效加工处理，会使民航空中生产数据的管理水平和服务水平无法得到提升，最终造成运行安全中各个运行效率之间出现各种矛盾。

3 民航建立空中交通管理生产数据中心流程

（1）建立稳定的设备运行环境。数据中心选地要具备良好的供电、温度、防尘等要求，要选择电价便宜的地区，如贵州、西藏等地不仅电力资源丰富，而且环境适宜，当数据服务器运行时，不会因为温度高以及环境干燥导致CPU等硬件设备寿命缩短。此外，贵州、西藏等地工业污染程度较低，所以灰尘对设备造成的腐蚀程度要远远小于其他省份，选择贵州、西藏建立民航空管系统空中交通管理数据中心，可以使设备具有非常良好的运行环境。

（2）完善相关硬件设备。需要对存储、处理和传输的硬件设备进行完善，确保配备相关服务器、交换机、机柜等设备，同时还要对数据中心配备火灾自动报警设备以及UPS制冷空调等设备。

（3）做好数据的防护和审计。在对硬件设备的维护以及对数据库的维护中，由于不同专业人员进行专职维护，同时维护人员需要对相关维护情况及时上报。针对上报的数据由专人负责进行审计，从而及时对硬件设备和数据库的实际运行情况进行分析，确保空中交通管理生产数据中心能够正常有效运行。

4 民航空管生产数据中心设计方案

（1）硬件设计方案。在数据中心的建设过程中，除机房的选址外，还需考虑供配电等相关配套设施，并做好对未来五年内的规划。针对数据处理服务器的配置，服务器的CPU、内存都要选择性能较高的配置，并注重多线程计算，同时服务器的内存至少要达到虚拟内存的两倍以上。网络配置选择扁平化的网络构架，按照主备机制设计网络，可以在更好地满足网络交换功能前提下简化路由器的转发配置，从而提高网速。

（2）软件设计方案。在民航空管系统空中交通管理生产的构架中，按照分层集中完整的系统，需要对云计算、大数据、业务层等设置配套的防护软件进行针对性设计，而不应该单纯和生产数据进行引接。在对数据进行分级、分类和分布的过程中，做好筛选工作，要根据当前的发展情况做好大数据的有效分类和处理，在数据分类的基础上，确保数据格式化的规范性。制定空管管制、通导、气象等各业务领域数据标准，保障各项数据之间的有效交互。通常建立多模型，可以保障数据利用率的提升，使各部门在构建系统之间形成完整的信息交互与数据管理，保障数据的实时性，同时针对不同的用户制定出人性化的界面，有利于使用户对数据有更加直观的感受。

（3）对数据的需求。在当前民航空管系统中交通管理生产信息化的建设中，需要对外提供的服务内容有以下几种数据类型。一是航班运行数据，飞机航班运行需要从计划开始，并由航空公司向审批部门进行申报，在得到航空公司批准后，可以更好地形成航班计划，该阶段的数据来源于民航内部单位，并通过自动转报的方式实现引接。二是流量管理数据，流量管理数据对飞机的飞行计划做好相应的排序后，能够合理控制飞机运行批次，使飞机按照计划进行起飞。三是辅助类支撑数据，主要是为飞机飞行提供精准的气象服务，当飞机在飞行中接收到卫星雷达回波图时，应及时了解机场温度、风向等数据，避免飞机在起飞和降落中出现事故。辅助支撑设备在运行期间还要合理为飞机留出适当的活动范围，空管人员在辅助类数据的指导下进行流量预战术分析，并对空域中的飞机计划进行评估，从而确保飞机的合理运行。四是在航班数据执行数据：结合上述数据对飞机运行范围做出规划后，如果飞机在飞行期间遭到恶劣天气以及设施故障等情况，需要及时改变飞行轨迹，并将飞机沿途的航班数据及时上报，由地面指挥中心给出具体的解决措施。

（4）系统集成方案。通过结合民航空管的要求和相关云端服务技术水平，通常采用硬件或者软件平台对系统集成方案进行设计，从而实现虚拟化构建的超融合平台。在配套主备切换、应急响应以及运维监控的过程中，通过构建分布式、可重用以及松耦合的系统集成框架方法，实现对民航空管生产数据方案的有效设计，同时还能保证这些信息数据的真实性和可靠性。

5 基于大数据民航空管在交通管制运行中的安全研究

（1）优化创新管理模式。在民航交通管制运行中，需要从实际出发，并确保大数据技术可以快速有效应用到空管运行工作中，从而发挥出应有的作用。在科学合理的管理模式下，保证相关空管人员在运用大数据技术的过程中，对空中交通运行期间存在的问题进行及时纠正。在空管中加强大数据技术应用，能够有效地对民航机身结构进行管理并优化改革创新，能有效地对传统飞行器的运行数据进行量化和分析，并得出更加精准的民航运行数据。空中交管部门只有及时建立并完善对应的预警机制，在此基础上明确需要承担的责任和义务，与此同时，落实相关流程的实效式管理模式，才能构建出完善的数据分析平台后，可以使平台更好地覆盖实际工作的各个环节。一般在利用平台进行有效评估时，需要对民航飞行器在运行过程中存在的风险问题进行及时掌控，而在此基础上运用大数据技术对这些风险进行量化处理后，可以很好地保证运行预警处理人员得到最为精准的运行数据。

（2）提升民航工作人员的大数据应用意识。站在现实角度进行分析，由于空中交通预警管理人员在空中交通管制运行中，应用安全预警大数据完成工作，其大数据应用意识在一定程度上决定民航空中交通管制安全预警工作的应用成效。因此，在民航空管中，通过建立起完善的内部工作培训机制，并积极引导民航空管人员所在部门的各项培训活动，使民航空管人员能够利用大数据运行安全预警技术，采用大数据的方法进行应用和分析。在确保相关人员在大数据技术应用意识有效提升的同时，可以确保他们的大数据技术综合应用能力满足空中交通管制的安全预警需求，在这个过程中，只有加强对大数据技术应用信息的宣传力度，才能不断地提升相关工作人员对大数据技术信息的重视程度，最终为确保大数据技术在空中交通管制运行中发挥出应有的作用。

（3）将各类通信网络进行有效整合。通信网络通常是基于大数据技术的空中交通管制运行安全机制，并在这个过程中发挥重要的作用。在通信网络中，民航交通管制人员对于飞行器的相关信息进行及时搜集时，需要以交通路线的安全信息作为关键依托点，并在完善的通信网络支持条件下，确保相关工作人员能够准确有效地搜集到各种不同的信息，从而确保安全预警工作具有足够的精准性和实效性。在此基础上，对于空管人员的实际工作内容，还必须要有准确的认知，通过整合通信网络数据，提高采集相关的工作质量，这是提升数据分析精准度的重要依据。在对通信网络进行全面检查时，准确分析网络运行中可能出现的各种问题，制定出具体的针对性应用措施，可以保证大数据技术在空管运行中更好地发挥出应有的作用。

（4）减少和预防民航空管人为因素导致的数据异常。在预防和减少民航人为因素的过程中，首先采用强化现场运行管理并夯实安全基础的方法，只有强化相关的规章制度，才能杜绝因为人为原因而造成的个人违章。在日常民航空管中，通过加强日常管理中的安全教育，提高人员的安全意识，才能营造并优化出有法可依、有章可循的规章制度。其次是注重民航空管的日常业务建设，提高相关空管人员的综合素质，民航管理层只有不断提高工作人员的知识和技能，才能坚实他们的业务基础，熟练处理日常的各类事物，而民航各级领导和职能部门通过加强与一线人员的沟通，共同探索解决的方法和途径，可提高民航空管发展快速，使民航向着更高的方向前进。