空管CDM與機場A-CDM系統信息交換模擬平臺設計

陳放

（上海民航華東空管工程技術有限公司 上海市 201702）

隨著航班量的不斷增加，智能運行協同決策系統等越來越受到民航相關單位的關注。空管CDM（Collaborative Decision Making）協同決策系統為空管流量室用戶、區管用戶、塔臺用戶、航空公司用戶、機場用戶使用的主用系統，用于實現航班時隙計算、流控限制設置與查看、航班時隙推送、航班時隙協調等功能，用于提供空管、機場、航空公司之間必要的航班信息傳輸。

機場A-CDM（Airport Collaborative Decision Making）運行協同系統[1]和CDM 系統都具有協同決策的理念，它是由機場主導，關注從航班落地到航班起飛之間的地面運行信息的提取、整合、分析以及共享，體現的是機場作為信息匯集點的價值與地位。以飛機過站保障[2]為例，A-CDM 系統利用視頻成像對比、電子輪擋、手持客戶端等全自動化或半自動化手段，實時錄入航班保障節點時間，從而推測各機位航空器客梯車保障作業預計開始時間、航油加注時間、行李裝卸時間等關鍵節點時間。

就目前技術和工作程序來看，CDM 與機場航班地面運行保障的信息接口是航班TOBT[3]時間（目標撤輪擋時間），該時間由航空公司或機場專業人員負責維護，操作要求較多且交互能力較差。本文將針對上述問題，搭建一套空管CDM 系統與機場A-CDM 系統信息交換模擬平臺，并初步實現航班時隙交換功能。

1 信息交換模擬平臺設計原則

空管CDM 系統和機場A-CDM 系統均為空管和機場重要用戶的專用生產系統，安全保障級別較高，因此信息交換模擬平臺在設計時應遵循以下原則：

（1）標準化和先進性。信息交換模擬平臺所采用的軟硬件技術具備先進性和前瞻性，能夠兼容不同的軟硬件設備的接入、安裝、部署。制訂和采用統一的數據標準，保證系統內數據表達方式的唯一性，和與關聯外部系統數據交互的一致性；保證軟件部署資料和其它技術文檔的規范和完整；

（2）高性能和可靠性。信息交換模擬平臺響應時間符合空管和機場管制用戶工作需要，同時滿足本地化響應速度與數據同步性要求，提高空管CDM 系統和機場A-CDM 系統的協同工作能力。對信息交換模擬平臺而言，不應存在單點故障，同時平臺能夠提供7*24 無中斷業務服務，具有容錯和突發災害抵抗能力；

（3）安全性和易用性。應從系統硬件結構、業務軟件流程上保障信息交換模擬平臺整體的安全可控，采用防火墻技術、滲透測試技術、數據加密技術等手段增強平臺的健壯性。通過遠程維護、日志記錄等多種手段和友好的人機交互界面最大程度地強化平臺管理和簡化用戶操作。

2 信息交換模擬平臺的搭建

基于上述設計原則，搭建一套信息交換模擬平臺。平臺通過安全設備分別同空管CDM 系統和機場A-CDM 系統建立安全邊界，在實際生產過程中，安全設備應冗余配置，但為了本次模擬平臺搭建的便利，采用單H3C F1050 防火墻接入模式。信息交換模擬平臺采用2 臺聯想SR850 服務器和1 臺聯想DS4200 存儲構建物理平臺，采用VMware 虛擬化技術模擬構建平臺小型數據中心，同時平臺數據的交互利用網絡堆疊技術保障數據傳輸的安全性和可靠性。信息交換模擬平臺物理架構如圖1 所示。

信息交換模擬平臺是由數據接口層、數據層、服務層、應用層四個層次所構建而成的。 針對數據接口層來說，主要負責的是空管CDM 和機場A-CDM 系統數據的接收和轉發。數據層主要負責數據存儲、更新。服務層為本平臺的核心，其主要任務便是對獲取到的民航數據信息進行處理，提供信息服務接口并且集成各類數據信息，將處理好的數據信息進行保存，同時向應用層提供API 接口，用于訪問或者操作實時、歷史航班信息。針對應用層來說，空管和機場用戶通過該平臺可以完成CDM 系統與A-CDM 系統間數據的傳輸、轉換。在本次研究內容中完成航班交換的功能。

圖1：信息交換模擬平臺物理架構

圖2：航班時隙交換業務邏輯圖

3 航班時隙交換功能在數據交換模擬平臺中的運用實現

航班時隙在空管流量管理和機場航班運行保障中是一種非常重要的資源，特別是在機場越來越繁忙、空中交通流量越來越大的情況下。為了避免航班時隙的浪費，提升航班時隙的利用效率，減免空管方、公司方、機場方的溝通協調成本，在信息交換模擬平臺上初步實現航班時隙交換功能。

根據機場、空管、公司對于航班的保障情況，可以對同場起飛受同限制的航班申請時隙交換，平臺從限制維度對離港航班進行分類顯示，設定交換規則，自動篩選判斷符合交換標準的航班供機場、公司選擇交換，符合規則的航班用戶可以申請交換時隙，提交管制審核。平臺收到管制審核后的結果消息發送給機場方、公司方。

3.1 航班時隙交換消息格式的定義

消息交互的格式均采用 XML 格式，CDM 系統和A-CDM 系統2 使用 XML 的標準解析器進行消息解析。使用IBM Websphere MQ 作為消息中間件，進行消息傳輸，平臺針對每類服務對每家民航單位應有對應兩個隊列(收、發)。消息示例和定義如下：

3.2 航班時隙交換功能測試

航班時隙在民航系統內部稱為CTOT 時間，即航班撤輪檔時間。航班時隙交換業務流程圖如圖2 所示。

本文以以同一公司航班時隙交換為例，驗證空管CDM 系統與機場A-CDM 系統信息交換模擬平臺的航班時隙交換功能。

前置條件：CDM 系統用戶和A-CDM 系統用戶都已經登陸各自系統。

具體操作：機場A-CDM 系統用戶點擊航班CES2522，CTOT（計算撤落檔時間）時間為1358，會彈出此航班可交換航班的列表，然后選中本航空公司航班CES5503 申請交換，通過信息交換模擬平臺，空管CDM 系統客戶端收到機場客戶端發送的航班交換申請，并審批同意交換。交換成功后的航班會有紅色標識。

測試結果：通過，達到設計要求。

4 結束語

隨著航班量的增加，為加強民航內部信息系統交互，提高航空公司、機場、空管等部門之間信息共享效能，降低運行成本，提升民航資源利用效率，實現空管CDM 系統與機場A-CDM 系統數據實時交互、協調操作交互等， 本文搭建了一套信息交換模擬平臺，驗證了平臺的可行性，完成了底層不同系統間的消息通信，實現了航班時隙交換的功能，為后續進一步的開發應用和實際生產提供信息支撐和實驗基礎。