民航機場停機位信息多平臺交互系統設計與應用

摘 要：機場停機位的合理分配直接關系到民航機場的運行效率和航班準點率。航班量的增長對民航運行部門信息系統的集成提出了更高要求，針對目前機場現場運行控制中心、空中交通管制部門、航空公司等多部門停機位信息需要在不同系統、不同平臺進行實時有效交互的需求，提出一種基于C#語言開發來實現獲取機場XML格式的停機位信息，并寫入到本地隔離區DMZ（Demilitarized zone）服務器，再通過數據庫同步技術同步給本地數據庫服務器的安全可靠集成化的方案。實踐表明：該方案停機位信息交互實時性強、可靠、安全、集成度高，大大提高了民航機場的運行效率。

關鍵詞：停機位信息；C#語言；XML；DMZ服務器；集成化

隨著民航運輸業的迅速發展，航班密度不斷增加，空中交通管制的壓力不斷增大，停機位分配（ASA）信息作為機場的重要資源對民航運輸業顯得日益重要[ 1，2 ]。

停機位信息的實時有效交互可以幫助空中交通管制部門與機場共同做好停機坪管理工作，提升機場和空管相關部門信息溝通效率，增強空中交通管制的安全性、提升機場運行效率和航班準點率。

目前引接機場停機位系統有關問題已經成為民航運輸業的一個熱點課題。機場停機位信息實時交互對于機場運行控制中心、空中交通管制部門、航空公司具有重要意義。而不同部門所使用的軟硬件系統平臺不盡一致，停機位信息的在各部門的交互與集成是一大難題。

黃花機場空中交通管制部門管制員查看航班的詳細信息主要依靠飛行信息處理系統（Flight Information Processing System，FIPS）報文終端軟件，與機場機場停機位信息系統終端軟件相互獨立，停機位信息獲取與修改主要依靠塔臺管制員電話詢問現場運行控制中心后手動輸入到FIPS報文終端軟件，這無疑增加塔臺管制員工作量、降低了空中交通管制的效率和機場運行效率，無形中增加安全隱患；在需要停機位信息的，諸如航空公司、地勤維修等其他機場運行單位，問題同樣存在。

針對目前這種情況，提出一種基于C#語言開發來實現自動獲取停機位信息并集成到FIPS報文系統的多平臺交互系統方案[ 3 ]，并綜合考慮機場與空管信息交互的安全性。

該方案具有普遍適用性，可用于機場使用停機位信息的各個單位進行停機位信息交互，提高機場整體運行效率。

1 多平臺交互系統設計

1.1 停機位接口的網絡安全設計

機場現場運行控制中心與空中交通管理部門屬于不同的單位，其安全生產網處在兩個不同的生產局域網絡中，空中交通部門需要得到停機位信息必須接入機場的生產網絡去訪問機場的停機位發布服務器，這必然存在網絡安全的問題[ 6 ]，為此本文提出了一個比較可靠的網絡安全方案：機場服務器端架設基于WEB的停機位信息發布服務器，通過B/S架構向外發布停機位信息[ 4 ]。

在兩個局域之間配置了一個企業級的防火墻，并配置相應的安全管理策略，具體如下圖所示。

圖1 給出停機位接口的網絡拓撲圖，其中ZGHAFIPS為飛行報文服務器，ip地址為188.8.xx.xx，該服務器向管制員航班的詳細信息。

DMZ航班發布服務器ip地址為188.8.xx.xx，該服務器作為FIPS服務器的影子服務器，保護著ZGHAFIPS不被直接訪問。

機場服務器IP地址為172.16.xx.xx，該服務器向機場以外的單位提供以XML格式的停機位接口數據。

機場服務器到防火墻服務器之間網絡采用光纖直接傳輸，保證了可靠性和速率。

防火墻的訪問策略設置為ZGHAFIPS和DMZ航班發布服務器之間只開通了TCP1433端口（SQL Server默認的端口 ）、TCP3389端口（Windows 2000（2003） Server 遠程桌面的服務端口 ）和便于我們維護的PING功能。

DMZ航班發布服務器與機場服務器之間只開通TCP1433端口（SQL Server默認的端口 ）和PING功能，這樣設計保證該系統的安全性。

1.2 信息交互系統設計

機場停機位接口數據是以XML格式對外發布，而XML（Extensible Markup Language）是可擴展標記語言的縮寫，被設計用來存儲和傳輸數據[ 6 ]。

但由于空中交通管理單位使用的數據存儲為SQL數據庫，所以把XML格式的停機位接口數據儲存在SQL數據庫成為了本文一個技術關鍵點。

本文使用存儲過程而不是直接在程序中使用SQL語句來實現XML和SQL Server 2008之間的數據交換。

存儲過程是存放在服務器上的預先編譯好的SQL語句[7-8]。它的主要優點是：保證數據庫中數據的安全性和大大減少網絡負載。本文所使用的XML文件包含嵌套的結構，在實現XML和SQL Server 2008之間數據交換的過程中，需要將不同嵌套層次的數據保存在不同的數據庫表中。

如果在程序里直接使用 S Q L語句，就需要頻繁地操作不同的數據表中的數據，人們的很多精力都要放在數據表的操作和數據表之間的約束上。接口軟件在服務器中的工作分為：

1）在SQL查詢分析器里創建存儲過程XMLToSql

2）使用C#調用存儲過程將XML數據存儲在SQL Server2008

3）在SQL查詢分析器測試是否正確把XML數據存在SQL數據庫中

4）當終端機修改停機位信息時，則發送修改申請至機場發布服務器。如下圖2所示：

1.3 停機位接口的軟件設計

該接口軟件是在Mircosoft Visual studio 2010平臺用C#基于面向對像開發的，該平臺支持最新的.Net Framework 4框架，支持64位Windows，支持多顯示器，以便您可以根據自己的需要來組織和管理工作。

如下圖3在該接口軟件在“設置”菜單里面可以設置每次獲取動態航班數據的時間T1和每次獲取當日動態航班數據（更新整表）的時間T2，以及訪問機場服務器的username和password；在“獲取停機位”菜單里面可以點擊“啟動接收進程”啟動兩個定時程序來獲取航班數據的動態和整表信息，并把軟件狀態保存日志信息里面，航班數據的動態和整表信息保存到SQL數據庫里面。

該接口軟件主要有QLDatabaseAccess.cs數據庫處理類、RecvMsgControl.cs接口信息控制類、Log.cs日志類、AirportFlightSave.cs航班信息存儲類、Configration.cs配置類。

其中QLDatabaseAccess.cs數據庫處理類主要實現UpdateDataSP（string spName， SqlParameter[] paras， string ConnectionString） //調用存儲過程，對數據庫進行修改。

2 測試結果與分析

經過大量測試和調試，獲取動態航班數據的時間T1設置為6秒，每次獲取當日動態航班數據（更新整表）的時間T2設置為60分鐘時請求機場停機位服務器獲取的停機位數據穩定，并能夠很好達到實時性和穩定性的要求，遠遠滿足了空中交通管制的要求。

下圖4為集成了停機位信息的報文終端軟件，該軟件極大提高空中交通管制的效率。

3 結語

隨著信息化時代在民航業的不斷推進，日益增多的設備和大數據時代的來臨對民航信息處理系統的集成化程度提出了更高的要求。針對目前機場現場運行控制中心、空中交通管制部門、航空公司等多部門停機位信息需要在不同系統、不同平臺進行實時有效交互的需求，采用Mircosoft Visual studio 2010平臺用C#基于面向對像開發軟件讀取機場以web形式對外發布的XML格式的停機位信息，并寫入到本地DMZ服務器，再通過數據庫同步技術同步給本地數據庫服務器，最后集成到本地用戶在用系統的人機交互界面，進行實時有效交互。

通過現場使用實踐表明：該方案停機位信息交互實時性強、可靠、安全、集成度高，大大提高了民航機場的運行效率。該多平臺交互系統具有高安全性、高實時性、高可靠性等特點，能廣泛應用于對同一數據需要在不通系統平臺進行數據的交互集成，具有很高的實用特性和可推廣特性，對推進民航信息化集成具有重要意義。

參考文獻：

[1] 林中盛. GIS機場場面交通管理系統的研究與開發[D] .南京：南京航空航天大學民航學院，2004.

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[3] 蘭多夫（美）.Visual Studio 2010高級編程[M].清華大學出版社，2011.

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[7] 周躍，臧斌宇.分布式NoSQL系統寫操作性能優化設計與實現[J].計算機應用與軟件，2014，31（11）：25-28.

[8] 王爽.基于SQL數據庫的性能優化探究[J].計算機光盤軟件與應用，2013，29（13）：32-33.

作者簡介：

李國競（1987-），男，漢族，碩士研究生，助理工程師，研究方向：空管自動化系統和信號與信息處理系統。