航班数据统一处理平台研究
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摘要 空中交通的安全，离不开空中交通指挥的有效实施。空管自动化系统是空中交通指挥的技术基础。由于航班飞行范围广，每次航班飞行任务都需要由分布在各地的多个管制单位采集飞行数据、实施管制指挥。把来自各管制单位的航班数据融合在一起，完整掌握航班位置、动态和下一步飞行意图是实施航班全过程有效管理的基础。欧美等航空发达国家拥有全国统一的航班数据处理系统。与此相比，我国在这方面则刚刚起步。管制单位各自为政的航班数据处理方式，无法实现空管数据的集成和综合性应用服务。已经不适应我国航空运输的快速发展。因此，解决数据孤岛现象，提高空管信息系统的综合服务能力，就成为了空管信息系统建设的最重要设计目标。为更好实施空中交通指挥职能，保障空中交通安全，提高空管组织效率和各类调度功能，建设适应性强，有较强的数据纠错能力和多源数据融合能力的全国航班数据统一处理平台，可以有效的支持了管制部门的航班管理工作，实现空管系统数据的综合利用。
关键词：空中交通管理；数据处理；平台设计
中图分类号：V355.1
国内外航班数据处理现状
在欧美等航空发达国家，专家学者们早在20世纪80年代就已经开始关注航班数据处理系统的研究和建设。
美国空中交通管理结构采取层状结构，位于顶端的是华盛顿的空中交通管制系统指挥中心（Air Traffic Control System Command Center，ATCSCC），下层包括20个航路交通管制中心（Air Route Traffic Control Center，ARTCC）和多个终端进近雷达管制（Terminal Radar Approaeh Contro1，TRACON）单元。现行的数据信息流是由航空公司签派中心将飞行计划信息发往管制部门，再由这些管制部门将信息传送到位于系统组织最顶端的ATCSCC，再由ATCSCC转发到全国各个ARTCC和TRACON。在每一个ARTCC都配置一套与ATCSCC同步更新的航班数据处理系统。在飞行的各个阶段，航班数据都是由该系统管理，并且在飞行后对相关数据进行整理存档。
欧洲航空安全组织（EUROCONTROL）提出了全欧洲飞行计划集中处理和分发系统的构想。在这一概念的指导下，1996年3月开始全欧洲唯一的飞行计划处理系统IFPS集中处理欧洲范围内全部航班的飞行计划信息。到目前为止，该系统己经成为全欧洲34个空管单位唯一的航班数据源。
IFPS接受和处理全欧所有仪表飞行规则航班飞行计划。航空公司长期计划每年两次（夏、冬两季）采用统一的格式向IFPS提交RPL。RPL处理系统自动对RPL进行检验，如果RPL正确，则被存入数据库中；如果不正确，通过人工处理后发回给航空公司修改。系统根据数据库中的RPL数据，提前20小时自动生成飞行计划，发送到流量管理席位。航空公司一般提前3小时根据标准格式将当日飞行计划发送到IFPS系统，IFPS进行自动化和人工纠错处理，正确的飞行计划将被自动发送到欧洲流量管理系统，不正确的飞行计划发送回航空公司。不正确的飞行计划被发回后，航空公司如不进行修改，该航班就会被拒绝。
我国一直致力于航班数据处理系统的研究和建设，目前，各个区管中心都有一些处理报文的系统，能够向相关单位提供航班的数据。这些系统多数是自行设计和开发的，可以提高空管的工作效率，改变了过去落后的报文传输和处理方式。另外，还有一部分由国外引进的航班数据处理软件也在应用中。
综合目前的状况看，这些数据处理软件可以从一定程度上提高效率，但是，系统规模较小，无论从覆盖范围、数据量还是处理速度方面都远远赶不上实际需求的增长。它报文类型单一、处理水平以及系统的可靠性层次不一；而国外购买的系统因为移植性等问题，在应用的地区发挥作用也很有限。在不同区域间数据的传输，则因系统不一致，带来重复发送、漏发、误发等问题，给航班的正常运行带来很大的影响。不同类型的数据源没有一致的处理平台，带来的问题是对于同一架航班的描述存在不一致的状况，因此，不能把握航班的真实动态。
建设航班数据统一处理平台分析
必要性分析
1、飞行数据工作量增大的需要
飞行计划数据处理包括飞行计划的自动接收、存储、识别、分析，指出错误并确定航路，估计飞机经过每一个检查点和到达终点机场的时间等等。其特点是信息渠道多，信息量大，易受飞机本身的状况、气象条件、起降机场及航线的环境等影响，所以改动频繁。传统的管理方式效率低下、精确度差，不能适应信息高速、准确的自动化信息传输。
2、建设流量管理系统的需要
我国管制系统进步和改革中的重要一步，就是将流量管理技术引进来，采用先进的算法，结合国内的实际构建符合我国国情的流量管理系统，以期改变目前航空负荷过大引起的拥挤，和带来的安全隐患。随着我国流量管理系统的建设，统一的数据处理可以为流量管理提供必须的数据源，同时，可以供航空公司和其它空管单位把握全局的态势，能够从战略角度控制航班的运行。
4、航班数据融合的需要
航空器飞行过程中会有一系列的相关数据，包括飞行计划和动态等。不同来源数据对航班的描述存在不一致，因此，需要通过校验，得到统一的飞行计划数据；通过关键词匹配和航迹相关，来更新航空器的信息。飞行过程中不可能完全按照原定计划飞行，在遇到不良天气或者流量控制事件时，通过最新反馈的信息，需要对计划和动态进行修订，下一区域时间和到场时间也会随着这些调整发生变化。只有统一的飞行计划数据，才能得到准确的信息。
我国的飞行计划发送过程大多依赖人工处理，人为的错误会带来很多的计划混乱和错误。如果引入航路解析功能，构建飞行剖面，就能够提高自动化程度和准确度。这需要将沿航路的大范围数据融合在一起。统一技术平台能够与发送单位进行交互，从而在航空器的交接，飞行的保障方面获得便利。
5、飞行后评估的需要
每年两次的班期时刻表制订过程，航空公司对行的评估，以及机场、空管单位对相关飞行任务的执行情况的评估的需求，都需要在飞行后阶段，将起飞时间、关键点时间、到场时间等与飞行计划进行比较，进行评估。这些都是建立在统一的数据基础上的。
综上可知，空管的发展实际，急需构建这样的一个系统，它能够融合不同数据源信息，提供给空管、航空公司、流量部门和旅客一致的航班数据信息。参照国外航班数据处理系统的实践，建立这样的集中处理航班数据的平台系统，意义重大。它能够改变我国目前的相邻管制区域间的通讯，主要依靠语音，通话繁忙，管制员负荷很大，航班电报数据发送混乱、格式不统一、重复接收或者遗失情况时有发生的状况。对流量管理的部门来说，有了区域内所有航班的动态信息，就能作出流量预警，从战略上和战术上安排相应的流控事件，减少危险，并能安排航空器地面等待，节省油量，减少污染；同时能够使航空公司了解它们的航空器所在位置和状态，便于编排飞行计划和人员排班，提高效率；更能改变过去旅客对于航空器延误时间一无所知的状态，当航班时间发生变化时，能够对自己行程作出调整，可以一定程度上减免旅客与航空公司发生纠纷的状况，利于出行。
可行性分析
目前，我们在设施、机构和可以借鉴的经验方面，都使得平台建设具有可行
1、软硬件设施
目前，我国的空管信息网络己取得一定的成绩，软硬件设施有了长足发展，建成了以民航总局空管局和地区空管局为骨干，连接各省市、区局和主要航站的全国民航自动转报、分组交换和卫星通信网；平面电报，数据通信和国际数据的交换、传输、服务能力有明显提高；航空气象和航行情报实现专业信息产品网络化服务；部分地区完成雷达数据联网；航空公司和机场运行信息初步实现本地服务网络化、产品化和标准化。在总体上，空管数据处理体系已为未来的更大发展奠定了坚实的基础。
数据通信技术的发展已经迈上一个新的台阶，应用范围越来越广，数据通信业务的速率越来越高；同时，越来越高的通信速率又使数据通信的覆盖范围逐渐扩大（远程计算、远程资源共享等成为可能），应用领域愈来愈广；它反过来进一步促进了数据通信更快的发展。数据库技术也取得了长足的进步，从技术驱动的角度看，数据库技术呈现出具有高可靠性、高性能、高可伸缩性和高安全性的特点。从信息系统发展的角度上看，系统的可扩展能力也有了很大的发展。以上技术的发展使得建立大型的区域性的统一数据处理系统变成可能。
2、可借鉴经验
根据国际民航组织的要求，2012 年11 月15 日起将在全球范围内正式启用新版飞行计划标准格式和ATS 报文，新报文格式旨在更好地满足未来具备先进能力的飞行器的需要；满足自动化系统的需要。国内目前状况决定了我们不能将国外的航班数据处理系统直接照搬，但在系统建设过程中，有很多值得我们吸收的部分可以互相借鉴。对照自己的实际情况，以提高效率为目的，建设航班数据统一处理平台已成为现实。
平台功能
（1）飞行计划的接收存储，包括航空公司发送的电报信息、以及存储的RPL自动生成、以及管制人员手动输入的计划；
（2）使用一定的运算法则来处理数据，产生四维的预测飞行航迹，并推导出正确的地址信息，以保证航班信息可以在合适的时间发送到正确的自动处理系统；
（3）支持用户对于信息的更新，当接收到航班的更新（离场、取消、延误等）时，系统自动修改该航班动态，并实时发送到相应的单位，能够产生航班最新动态报告；
（4）对飞行的状态自动管理，使飞行计划与航迹实现自动配对处理；
（5）支持自动查询功能，并能在特定情况下自动处理信息，例如，在空域改变、航路关闭、跑道结构改变等情况下，对于受影响的航班数据进行检索和自动修订；
（6）能够满足特定航班手动操作的需求；
（7）协调信息更新的同步，保证所有的系统和个人接收到的航班信息都是最新数据。
作为一个开放的系统，能灵活地与现有的雷达监视系统、ADS系统、飞行计划系统、空域系统和情报系统、气象系统及民航空管信息数据库互联。能够对飞行计划数据进行自动处理，并根据对各种类型的电报数据的自动或人工识别结果，实现飞行数据与电报数据的关联，并进行针对电报数据的自动或人工处理。
统一航班数据处理平台设计与应用
我国的空管组织结构呈树形分布，这就要求数据融合平台系统的组织结构也与之对应。因此，在用于航班处理时，可将航班对象概念与空管单位的组织结构结合起来，底层为各个数据存储器；中层为各个管制室、管制中心、地区空管局；顶层为总局空管局的树形结构空管数据处理系统。以华东区域为例，它下属区域管制室、进近管制室、塔台管制室和站调。在四级管制单位中，都设有主机索引，在最下面的一级则直接与各个数据存储器相连接（在各个数据存储器中空管数据都是以XML格式存储的）。它分布于民航系统内的数据存储器，负责存储、更新和存档来自民航各个单位的数据。这些数据在存储器内是唯一存储的，并且为特定单位所有，只有这些单位有权存储、更新和存档。因此，在树形结构的顶层建立数据融合平台系统，便于集中数据的采集和传输，而且，速度可以更快，还可减少网络数据流量。建设这种系统的目标为：通过FDFP（fl1ght data fusion platform）系统的建设，基本实现数据管理的自动化、规范化和信息化。
参考文献
黄卫芳.欧洲空中交通流量管理系统简介.空中交通管理，2006。
张通国、詹建民、朱衍波等.日本空中交通流量管理系统考察报告，2004。
张学军，张其善.空中交通服务电报智能处理系统，北京航空航天大学学报，2001。
张军.现代空中交通管理，北京航空航天大学出版社，2005。
李伟，蒋欣荣.飞行计划数据的自动化处理，中国民航飞行学院学报，2000。