基于AIMS系統后臺程序對報文處理機制的研究分析

賀龍周

摘要：隨著民航事業的快速發展，各區域之間的空中交通也越來越繁忙，而每一個航班的飛行的背后都對應著相應的報文內容，這些年我國民航行業的迅速發展，隨之產生的民航電報數量也應運而生，文章針對大量報文具體處理方式及后臺隊列的運行模式、AIMS后臺報文處理服務之間的關系進行具體研究分析[1]。

關鍵詞：空中交通;報文處理;AIMS服務

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）17-0219-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Research and Analysis of Message Processing Mechanism based on AIMS System Background Program

HE Long-zhou

（Communication Network Center， Southwest Air Traffic Management Bureau， Chengdu 610000， China）

Abstract： With the rapid development of civil aviation， the air traffic between regions has become more and more busy， and the contents of the corresponding messages are behind each flight. The rapid development of the civil aviation industry in my country has followed The number of civil aviation telegrams generated by this has also emerged. The article conducts specific research and analysis on the specific processing methods of a large number of messages， the operation mode of the background queue， and the relationship between the AIMS background message processing services [1].

Key words： air traffic; message processing; AIMS service

1 背景

民航數據通信網也稱為民航平面通信網，是民航兩大通信網（平面和地空）之一，其主要作用就是為民航各單位提供生產、運行及管理相關的信息業務處理、傳輸及交互等通信服務。而自動轉報系統是提供所有服務的基礎設備，它主要是將系統所在機場范圍內的客戶部門之間進行電報信息的交互中心，也是本區域所屬管理局范圍內電報交互中心，同時還具備將本地區與其他地區進行電報交互作用的樞紐節點。

AIMS系統也稱航管信息自動化處理系統，主要負責報文的解析生成和航班計劃的修改，從而實現對航班信息的實時監控[2]。用戶可以通過該系統的FDM模塊完成具體航班信息的查詢及對應動態信息的處理。此系統對報文信息的高效處理及關鍵信息的提取功能，有效地緩解了使用用戶的管制壓力，極大地提升了軟件所使用部門的工作效率。

2 系統原理及用戶界面

該系統始終按照民航局空管標準下進行設計，不僅具備各類信息網絡的連接處理能力，還可以高效地實現空管各系統業務之間的互聯作用。

AIMS系統主要依據數據庫為核心，進而提供三層業務方面的服務。結構如下。

第一層：主要作用是對系統的定期維護、用戶訪問以及數據的更新等特點，在整個數據庫運行過程中基于業務服務之上。

第二層：主要是對各類報文信息進行提前處理，進而滿足報文傳輸過程中對于各類接口特性的要求。針對用戶的需求進行實時性的響應并及時返還有效數據。

第三層：主要是針對用戶端進行一個可視化界面，對于用戶的需求能夠及時采集，并把需求信息及時傳遞給上一層服務，從而實現需求的有效應答。

2.1 針對不同用戶進行劃分VLAN的操作

劃分VLAN的目的：隔離廣播風暴，減小廣播域，為了可以不同VLAN之間的通信，在核心交換機上配置VLAN對應的網關地址。

1）對于系統的安全性有一定程度的保障提升;例如沒有劃分VLAN區域之前，可被攻擊的范圍較大，受威脅程度也較大;但是通過劃分成若干小區域即可實現可被攻擊范圍的縮小，有利于信息的傳輸更加安全穩定。

2）系統的性能方面也可以得到一定程度的提升;劃分不同區域的網段有利于信息多段傳送，同時對于傳輸帶寬具有一定利用效率的提高作用。

大多數系統接口正常情況下都認為沒有做三層接口ACL訪問控制的前提下各個網段是可以相互之間進行互相訪問的，如若需要訪問控制則需要加入ACL。

ACL：訪控列表，保證網絡資源不會被非法使用和訪問。當配置ACL后可以限制不同VLAN之間的互通。

2.2 用戶界面客戶端作用

1）飛行數據管理器是用戶每天查看和處理航班AIMS主要工具。

2）系統使用者可以在數據管理器端對某些需要操作的航班記錄進行相應內容的增刪改查以及后續計劃聯程等操作。

3）系統提供有多種操作功能;用戶根據需要可以進行航班計劃的統計、機場航司代碼的查詢、消息實時彈窗都進行了不同顏色的區分，用戶操作更加便捷。

4）在系統的值班處理模塊，用戶可以對無法入值班得報文信息進行人工干預的方式進行處理。

5）該系統通過采納用戶建議進行相應功能調整操作，可以進行進程單的自動或手動打印，針對一些信息也可進行高級查詢。

3 AIMS系統對報文計劃的倒庫機制

AIMS計劃倒庫是將長期計劃表和非定期計劃表中的航班計劃信息導入到動態計劃表中，將表中的航班信息導入到歷史計劃表中[3]。比如當前時間為T：

1）將長期和非長期中的航班計劃信息導入到動態表機制：系統每隔一定時間會對寫入信息進行一次導庫，將動態表在固定時間內的航班信息導入至動態表中;

2） 將動態表數據導庫至歷史計劃表的機制：系統也是每隔一定時間進行一次導庫操作，將表中航班計劃中所有時間在一定范圍內的航班信息導入至歷史計劃表。

具體流程如圖1所示：

4 AIMS系統AFTN網關及后臺服務的作用

1）AFTN網關：（1）為AIMS提供與外界數據交互的接口;（2）自動進行收發電報;（3）對報文進行切分，添加流水號等過程的處理;（4）對數據庫進行讀寫等過程的操作;

2） 數據庫：包括了數據服務、消息隊列服務及業務服務，（1）數據庫是主要主程序;（2）消息服務用于除網關外的系統內部消息隊列通信;（3）業務服務主要用于數據庫虛擬機之間的檢測及資源接管;

3） 客戶端：作為用戶查看及處理航班信息的主要手段，（1）對報文信息的解析處理;（2）產生最新的航班計劃信息;（3）對歷史信息進行存儲;（4）對航班飛行信息進行自動實時更信息處理操作;

4） AIMS后臺應用虛擬機：包含網關連接處理服務、處理服務、任務服務及集群服務四個應用服務程序。

網關連接處理服務：主備方式運行，可看作一個客戶端與網關之間的中間件程序。用于從下行報文的消息隊列中接收AFTN網關收到的報文并通過輪詢方式分發給處理服務部分進行處理。

處理服務：Aims系統的核心應用服務，功能和AIMS前期的版本功能類似。提供重復報文判斷、原始報文入庫、報文消息分類三個報文預處理服務;提供舊報文判斷、拆分結果入庫、黑名單、超前FPL報文緩存、航路拆分、相關性判定、更新動態、進程單打印八個報文處理服務;提供入值班、二次應答機分配回收、提醒與告警消息發送、內部消息處理四個結果處理服務。

任務服務：該程序主要功能為定時任務服務，提供計劃導動態、動態導歷史、飛行狀態設置、值班處理四個任務。

定期、非定期導入動態;

動態、報文收、報文發導入歷史表;

修改動態表中飛行狀態標志（根據動態計劃時間設置標志為結束）;

刪除過期值班信息;

集群服務：用于主用AIMS后臺虛擬機宕機時，備機自動接管。

5 AIMS系統引接轉報數據及后臺處理邏輯

5.1 系統引接轉報數據流程

AIMS系統共引接兩路轉報異步信號，通過協轉設備將RS232信號轉換成IP信號，從而實現與后臺網關的通信。通過將從轉報系統獲取的飛行動態電報，從報文信息中提取出相應的計劃，進而生成對應計劃的航班飛行信息，具體邏輯過程如圖2、圖3所示。

AIMS V系統引接自動轉報系統的民航電報數據，作為其基礎數據源，并加以解析，主要解析的報文和相關業務邏輯如下：

1）解析FPL電報，生成或更新航班計劃，獲取機號、動態時間、動態ETA時間、備降機場、FPL航路等數據;

2）解析DEP、ARR電報，更新ATD、ATA時間;

3）解析CHG、CNL電報，更新相關航班計劃信息;

4）查詢NOTAM等其他類型報文。

5.2 AIMS后臺程序消息隊列的種類和作用

AIMS V系統后臺應用程序主要分為三部分，分別也對應三個虛擬機。分為網關虛擬機、AIMS后臺應用虛擬機、數據庫虛擬機。

網關由GS網關主應用程序及服務構成。服務包含Redis數據庫和用于網關與客戶端交互數據的后臺隊列服務構成。GS為接收發送報文主程序，通過應用程序界面顯示數據的發送接收。

1）列隊類型：其中分為上行與下行兩類，主要用于網關連接處理服務、處理進程服務之間的報文信息交互[4]。當報文下行時，DOWN用于網關和處理進程服務之間，主要進行報文信息上的傳遞作用;當報文上行時，UP用于網關與服務處理、網關服務之間，也進行報文業務方面的信息傳遞。

2）組播類型：各個后臺服務之間，當報文下行時，用于網關服務及處理進程之間的報文信息交互作用;報文上行時，用于客戶端系統與處理進程之間進行報文信息的交互。

3）客戶端：主要用于客戶端發送報文信息給網管連接處理服務模塊。

4）topic類型：用于處理進程向客戶端推送更新報文信息。

5）任務服務（主備運行）：

工作方式：定期執行任務;

時間窗任務;

二次應答機分配;

進程單打印;

發報提示;

計算定期計劃執行率;

自動發送RQP報文;

自動清理失效的定期和非定期計劃;

空軍計劃明日轉今日，空軍計劃今日轉歷史。

6 總結

通過對各個消息隊列以及程序間數據交互的分析，可以看出最終呈現的客戶端可以提供各種報文信息的直觀顯示，用戶也可以對某些信息進行編輯、排序、打印等操作[5]。利用各個消息隊列自身的特性，將接收到轉報系統的報文信息充分解析，提高了信息的安全可靠性及統一管理性。

參考文獻：

[1] 王張穎.民航AIMS系統設計與實現的關鍵技術研究[D].大連：大連理工大學，2015.

[2] 金宇波.民航AIMS系統設計思路探析[J].科技創新導報，2014（1）：96.

[3] 左大杰，徐學才.基于多Agent的高速公路AIMS架構[J].交通運輸工程與信息學報，2007（3）：6-11.

[4] 尹巍巍.提高統計延誤航班的工作效率[J].東方企業文化，2011（14）：101，106.

[5] David Godfrey，晨光.民用航空無線電干擾監測（AIMS）系統簡介[J].中國無線電管理，2001（7）：44-45.

【通聯編輯：代影】