民航重要信息數據應急災備體系建設思考

張 波 劉 一教授 謝中朋 副教授

(1.首都經濟貿易大學 管理工程學院，北京 100070; 2.中國科學院計算機網絡信息中心，北京100190； 3.中國民航管理干部學院 大數據與信息管理研究中心，北京 100102)

0 引言

中國民用航空產業作為國家戰略型支柱產業和國民經濟的重要組成部分，近10年一直呈現出高速發展態勢。隨著“建設民航強國”戰略的部署、實施，中國民用航空產業發展前景必將更加廣闊。民航重要信息數據是保證民航業務安全、實現科學管理、提高運行能力的關鍵，在民用航空產業高速發展過程中，建立對應的應急災備體系更加重要。當前民航數據災備建設處于快速發展階段，研究民航應急災備管理流程及災備中心跨地域合理布局影響要素，對集合組織、技術和管理分不同階段逐步形成民航重要信息數據災備體系具有重要的參考價值。

在國外，歐洲航行安全組織為推進“單一天空計劃”和“功能空域區塊”運行新概念，傾向于對空管機構采取各國共享災備方式，此方式有助于提高各國運行的透明度，增加安全性并降低成本，缺點是深度依賴國際合作，對參與各方的運行系統相似性要求較高。國內方面，祁偉等構建了大型區域管制中心容災管理理論體系，提出成本低、可行性高的解決方案，但未提出適用于整個民航領域的災備體系建議；錢鋒研究上海地區自動轉報系統異地災備的可行性，該方案具備實施條件，但具體實現仍需統籌考慮和成本核算。

本文結合國內民航實際運行情況，從民航整體業務數據的角度出發，論證民航數據應急災備體系建設的必要性，并提出適用于國內民航的重要信息數據應急災備體系建設方案，可為民航各領域的信息數據災備建設提供參考，有助于各單位做好頂層設計，統籌規劃災備戰略，確保災備工作有序進行。

1 民航數據應急災備體系建設必要性

民航業務數據作為民航行業知識資產和信息資源的重要組成部分，是全行業和各企業競爭力的核心內容，一旦關鍵業務系統數據出現問題不能及時恢復，將會造成巨大損失。

從空管工作的角度看，重要信息數據包含通信、航班動態、航行情報、氣象服務、設備運行等多種數據。據統計2019年，全行業完成1 231.13萬運輸飛行小時，比上年增長6.7%；完成496.62萬運輸起飛架次，比上年增長5.8%。隨著飛行流量的高速增長，航空安全保障業務數據傳輸的可靠性、穩定性要求也越來越高，重要信息數據異常可能導致安全風險越來越大，一旦系統發生任何硬件或軟件故障，重要信息無法及時、準確傳遞到空中交通管制員，造成的嚴重后果可能無法想象。

機場作為民航產業鏈條中的重要環節，一方面航班數據和資源保障數據是其平穩運行的保證；另一方面，隨著旅客消費需求升級，機場運營精度提高和數字化技術進步，建立以數字生態為核心的智慧機場已成大勢所趨。數據越來越成為支撐機場平穩高效運行、提供安全滿意服務的基礎，對數據應急災備保障體系的要求也日益提高。據統計2019年，全國民航運輸機場完成旅客吞吐量13.52億人次，比上年增長6.9%；完成起降架次1 166.05萬架次，比上年增長5.2%，機場業務量的增加對數據安全提出更高要求。

航空公司的航班、旅客、飛行等業務數據是生產運行的核心數據資產。據統計2019年，全行業完成旅客運輸量65 993.42萬人次，比上年增長7.9%，數據驅動成為重塑客戶體驗、運營模式和生態關系的關鍵。數據安全對航空公司建立有效的數據治理體系、提升數據質量、提高數據共享開放水平、促進數據資產價值最大化有著舉足輕重的地位。

隨著物聯網、大數據、云計算、互聯網+等技術的發展，“智慧機場”迅速成為國內民航機場行業發展的目標。智慧機場在數字機場的基礎上，高度集成新一代信息技術并充分運用傳感網海量數據存儲、數據挖掘、云計算、信息安全等關鍵技術充分獲取機場生產和管理信息并加以分析利用，為民航各級行政主管部門、企業、機場提供及時、準確、有效的信息服務，同時也為旅客和機場客戶提供服務，達到提高生產效率、提升客戶服務水平、創造價值收益、優化決策質量的目標。在全數字化的管理服務過程中，重要信息數據量會呈現出爆炸式增長。與此同時，各種不可預知的自然災害(洪水、地震、雷暴等)和人為災害(誤操作、木馬病毒等)很可能對這些大量且重要的數據造成破壞。國家已經充分認識到民航數據資產的價值，保障數據安全這一需求隨之誕生。同時，航空企業的特殊性，要求其必須做好電子數據容災能力建設。因此，完善和優化民航重要信息數據，構建應急災備體系勢在必行。

2 構建民航應急災備體系的基本原則

保障和提升業務連續性是建設應急災備體系的最終目的和要求，民航業務連續性需要一套完整的、以數據為核心的策略作為構建應急災備體系的基本原則，為各單位(民航管理部門、航空公司、機場)提供應急災備體系建設指引，以構建強大的業務恢復能力。

2.1 加大數據應急災備基礎建設投入

近年來，國家在公共基礎設施建設領域中投入大量資金，公共管理工作卓有成效。隨著“新基建”政策的實施，以新一代信息技術為支撐的信息基礎設施建設，以深度應用大數據等先進技術為支撐的傳統產業升級融合已成為下一階段發展的戰略重點。大數據被迅速應用在公共管理中，已經形成國家級大數據戰略。因此，民航各單位應認識到大數據已經成為應急管理水平的重要影響因素，抓緊建設時機和窗口，加快制定行業大數據戰略，加大數據基礎建設的投入，為大數據時代的應急打好基礎。

2.2 完善民航數據應急組織結構和災備管理流程

數據應急災備體系建設是一個復雜的系統工程，一個完整有效的災備體系框架模型應該是以業務連續運行為核心目標，由組織結構、技術實現、管理流程等多方面要素形成的一個穩定架構，任何要素的缺失都無法滿足業務連續運營的需求。跨地域多數據中心的運行支撐格局形成后，必然要逐步建立完善與運行格局相對應的數據保障、業務連續性管理組織機構，這樣才能有效保障災備體系正常運行及核心業務功能有效發揮。管理流程是應急災備體系的靈魂所在，一套設計合理的管理流程及相應流程管理平臺，是保障應急災備體系正常運轉，緊急情況下對異常事件做出快速和有效響應的基本條件。科學合理的管理流程可以使災備體系管理人員做到有備無患、心中有數、臨危不亂，有效保障業務的連續運行和數據安全。優化民航數據應急組織結構和災備管理流程，形成標準規范，建立起完整的數據災備治理架構，將有效支撐民航各項業務的穩定高效運行。

2.3 建立完善的信息安全管理機制

大數據時代的信息安全面臨著諸多挑戰，隨著信息不斷的被收集、存儲和解析，信息被泄露的風險也日益增長。特別是在服務業中，服務商會頻繁利用大數據技術收集各類網絡終端的用戶數據來分析人們的偏好，一方面為用戶提供更加便利的服務；另一方面，如此龐大的數據體系難免存在漏洞，很可能被不法分子加以利用甚至組織大規模的破壞活動。面對這些挑戰，民航各單位應重視數據操作的規范化和科學化，嚴格遵照執行標準，提升數據建設質量，分門別類地做好數據管理，加強數據運行管理工作，做好賬號動態風險評估，形成完整的數據評估機制，提升系統內信息安全水平。

3 應急災備體系管理流程的建設

一個完整的應急災備體系管理流程應包含4個階段：減災、備災、響應和災后恢復，每個階段需要解決該階段的主要矛盾，同時為下一階段的應急管理做好準備。針對民航重要信息數據的應急災備體系建設，需要綜合組織、技術和管理多個要素，分階段增強系統應急能力。

3.1 減災階段

減災階段是應急災備體系的起點，為達到“防患于未然”的目標，需要充分發掘潛在風險，因此數據監測是這個階段的主要任務。為更高效地查找風險，需要建立和不斷擴充民航應急情報數據庫，包括收集災害事故的前因后果、應急預案、各類災害風險源、傳播源、公眾輿情監測等；利用機器學習技術，基于應急情報數據庫，不斷訓練修正計算模型，發現潛在的“事故引線”。此階段需要在組織和管理方面加強引導，以先進技術為工具，盡可能減少災難發生。

3.2 備災階段

備災階段是應急災備體系的核心，此階段需要做好應急災備基礎設施建設以及建立一套完整的災害恢復流程。民航各單位(管理部門、航空公司、機場)應根據自身的實際環境特點，識別出IT系統運行環境中有哪些無法接受的物理威脅或災害，結合民航業務流程的重要性和時間敏感性，對災害影響業務連續性的程度做出不同級別的考量，形成相關的評判原則和系統恢復優先級的決策依據。例如空管部門需要考慮哪些數據的恢復對空中交通安全是分秒必爭的；航空公司需要考慮關鍵經營數據丟失的影響；機場需要考慮對飛機起降有重大影響的保障性業務數據安全等。另外，災備系統的建設不僅包括硬件和軟件的搭建，還需有意識地調整人員組成和組織架構，建立符合災備系統運行要求的運維團隊和管理團隊，為災備中心的辦公人員提供必要的技術維護、后勤保障、管理決策等支持。

業務專家和技術專家應提前制定好災備系統切換(回切)實施方案,建立一套全面的、符合民航業務跨部門協作、高可靠性要求的災難恢復管理流程，覆蓋日常管理、變更管理、安全管理、故障管理和災備及災備演練。管理流程需要滿足可操作性和正確性，綜合考慮生產系統和災備中心的運營情況，以及兩地運維技術人員和管理人員的職責分配、能力水平等因素。

3.3 響應階段

響應階段是應急管理的戰斗階段，此階段的目的是盡一切可能減少損失。災備和災備演練遵循同一管理流程，各單位(民航管理部門、航空公司、機場)根據提前制定好的災備系統切換實施方案統一行動。在接到災害事件通知后，根據應急輔助決策決定是否要實施災備切換，或做出其他校正決策，同時及時收集、更新實時數據作為應急資源調配的依據，合理做好安排和計劃。系統切換完成后業務在災備中心繼續運行，同時業務人員、后勤保障人員都要到位。在此階段，如何有效組織應急工作、管理協調應急資源，離不開及時準確的輔助信息支撐。

3.4 恢復階段

這一階段的工作主要包括應急恢復和評估歸檔。在災害結束后，需要進行災后重建及回退，生產中心恢復運行后決定是否要回切，回切完成后業務回退到原生產中心運行；有序開展數據恢復工作，利用完整的數據信息對災害的后果和影響做出評估，為之后的應急工作打好基礎；將災害信息加入應急情報數據庫，作為之后同類應急事件的重要參考。此階段需要歸納出更科學的應急流程，找出組織管理漏洞，補足技術缺陷，同時提出更加精準、切實的減災指導。

4 應急災備體系的跨地域布局

跨地域多數據中心布局可確保民航信息系統在遭受各種突發性小概率災害事件，包括自然災害、重大安全生產事故、社會安全事件和戰爭等的破壞時使系統及時恢復，支撐民航重要業務系統的正常運行，有效應對各種風險和災害。災備中心布局和選址是一個最基礎也是最重要的問題。建設災備中心是為了在災害事件發生時保障業務連續性，減少損失，如選址失誤有可能造成災備中心自身面臨著新的災難。在災備中心布局時，需要從以下幾個方面通盤考慮：

4.1 自然地理、周邊環境和配套設施條件

災備中心所處地理位置的自然條件是基礎且關鍵的因素，是災備中心安全的基礎保障，應主要考慮自然條件安全，無地震、臺風、洪水等自然災害記錄，遠離地震帶、周邊沒有重要的政治、軍事目標，同時也要考慮周邊環境情況，遠離粉塵、油煙、有害氣體源，周邊沒有腐蝕性、易燃、易爆物品的工廠、倉庫、堆場，無強振源和強噪聲源，避開強電磁場干擾等。同時應盡量選擇在高緯度地區建立災備中心，利用較低的環境溫度來降低數據中心用于冷卻的能耗，同時注意考察周邊的電力供應情況和水資源情況，選擇水、電、氣充足，數據中心運行能耗、土地和人力成本比較低的城市。

4.2 政策、經濟和人文環境

災備中心的選址應充分考慮到土地政策、稅務政策和人才政策，合理的政策更有利于災備中心可持續發展，同時也應該考慮當地經濟發展水平和人文發展水平，能夠為災備中心運維的日常需求提供全面保證。災備中心運行過程中，涉及到應用業務系統、計算機系統、網絡系統和存儲系統等很多系統工作，需要大量的計算機、網絡相關的IT高技術人才，所以最好位于高等教育機構、IT科研機構等人才資源集結地。

4.3 災備中心地域合理布局

災備中心距離生產中心一般要求直線距離在800km以上，同時位于不同地震板塊，位于不同江河流域，使用不同電網、不同網絡線路等，避免災備中心與生產中心同時遭到破壞。建議基于分布在全國的專用網絡，結合地區中心的地域分布，綜合考慮地理位置、距離、傳輸、安全等各方面因素，通過分批部署，在我國不同地域建設多個災備數據中心，形成全國跨地域分布式的災備環境，一方面形成生產中心的同城備份，另一方面可形成不同地域中心的互備關系，逐步形成災備中心合理布局。

總體上，為滿足民航重要信息系統災害恢復的需求，根據目前現狀并從信息安全戰略的角度，建議起始階段在北方和南方各建設一個戰略災備基地并建立互備關系，同時逐步加入現有分布在全國各地的中小型數據中心，通過點、面結合的布局，分步驟形成覆蓋全國的民航重要信息系統跨地域多數據中心互備的災害恢復體系，從而確保民航信息安全。

5 結論

民航數據應急災備體系不僅能為當下民航業務正常運行提供有力保障，更能為未來“智慧民航”建設提供堅實的數據支撐。經分析思考獲得如下結論：

(1)構建民航數據應急災備體系應當以數據為核心，同時應堅持做好災備基礎設施的先導建設、組織架構和管理流程的持續建設、信息安全保障機制的兜底建設。

(2)減災、備災、響應和災后恢復是災備管理流程中必不可少的4個階段，演練及復盤災害信息是豐富應急備災數據庫的重要方法。

(3)提出跨地區多中心建設互備災害恢復體系的建議。在北方和南方各建設一個戰略災備基地并建立互備關系，分步驟加入地區中心，逐步形成覆蓋全國的多中心互備民航重要信息數據災備體系。